圖片來自Gyges Labs
目前幾乎所有AR眼鏡都在使用衍射或陣列光波導(dǎo)，它們都有明顯的波導(dǎo)片“嵌入”鏡片，那種二維擴(kuò)瞳的方塊、條狀、甚至點(diǎn)狀的暗紋。行業(yè)所有人都在絞盡腦汁實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)片“視覺隱藏”，讓用戶佩戴眼鏡時(shí)眼神交匯視覺交流更自然，社交場(chǎng)合不顯突兀。
DigiWindow方案則不需要波導(dǎo)片，也不像谷歌North Focals 必須在鏡片上設(shè)計(jì)一個(gè)全息膜實(shí)現(xiàn)微型投影儀的對(duì)焦和反射（入眼）。佩戴Halliday Glasses眼鏡，外人看不出鏡片上透出來的“隱私畫面”，面對(duì)面聊天，你很難察覺對(duì)面是一副AR眼鏡而非正常眼鏡。
如今行業(yè)絕對(duì)主流的衍射波導(dǎo)顯示，彩虹紋非常難消除，那一條條在畫面中閃爍的亮紅線極為影響觀感，無論是佩戴者還是外人，很難長期接受一副閃著花花綠綠奇怪光紋的眼鏡。行業(yè)里，大家都在衍射波導(dǎo)Layout上一遍遍推翻重來，在材料和工藝的細(xì)節(jié)上不斷試錯(cuò)，就為了多消一點(diǎn)彩虹紋。DigiWindow方案則從根本上省去了波導(dǎo)片，完全不存在彩虹紋的問題。
當(dāng)前市場(chǎng)在售的AR+AI 眼鏡，無論是采用Micro LED、Micro OLED、LCoS、激光掃描微顯示，單目或雙目，當(dāng)光引擎嵌入空間極為有限的鏡架上，它就像一個(gè)腫塊。大家一邊想著在體積上“消腫”，把光引擎做小、更小、再小，盡可能不損失亮度和色彩；一邊想著如何無縫整合光機(jī)，讓眼鏡更一體化，比如光引擎設(shè)計(jì)在鏡腿彎折折角處實(shí)現(xiàn)“內(nèi)隱”。
對(duì)比之下，Halliday Glasses的“光引擎”比黃豆還小，直接“鑲嵌”在鏡框上，計(jì)算、傳感、電池的一體化完整眼鏡僅僅只有35g，續(xù)航更是能吊打只有1-2個(gè)小時(shí)的主流方案，實(shí)現(xiàn)了6-12個(gè)小時(shí)的一天一充。
圖片來自ZDNet實(shí)拍
還有AR眼鏡棘手的近視配鏡問題。如今大多數(shù)人都近視，佩戴AR眼鏡時(shí)再額外夾入近視鏡片，在產(chǎn)品上非常繁瑣且麻煩不斷。AR眼鏡“配鏡”方式包括前置貼合或者后置夾片，近視鏡片往往也需要單獨(dú)定制，前置完全貼合就無法調(diào)整度數(shù)，而后置夾片又會(huì)讓光學(xué)模組“實(shí)際增厚”，背離原始的模組設(shè)計(jì)，出瞳距離需要更長，影響各種關(guān)聯(lián)的光學(xué)參數(shù)，人機(jī)工學(xué)也要跟著調(diào)。
與之相比，DigiWindow的“微型投影儀” 旋轉(zhuǎn)鏡頭前環(huán)，就可調(diào)整屈光/焦點(diǎn)以適配視力。
DigiWindow每一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)都擊中了關(guān)鍵痛點(diǎn)：
效率與亮度——（微型投影儀）直投眼睛，遠(yuǎn)高于任何波導(dǎo)/合路方案，戶外可見且省電。
兼容任意度數(shù)的普通鏡片——因光線直投眼睛，不經(jīng)過處方鏡片，任何普通鏡片均可。
隱私且無正向泄露——無外部光捕獲，避免衍射波導(dǎo)的彩虹偽影；不遮擋前向視野，這是關(guān)鍵。
全天候輕便佩戴和使用——Halliday Glasses比波導(dǎo) AR 眼鏡更輕更薄續(xù)航更長，而且還是模塊高度集成的一體式的AR，實(shí)現(xiàn)了一天一充。
這么神奇的方案，為啥別人沒想到？
DigiWindow確實(shí)匠心獨(dú)運(yùn)以至于“意想不到”。那個(gè)比黃豆還小的微型投影儀，即在其他眼鏡上必須的光引擎，它本質(zhì)上是一種“反向望遠(yuǎn)鏡”——即我們熟悉的望遠(yuǎn)鏡的“反向光路”，MicroLED微顯示屏置于望遠(yuǎn)鏡目鏡處，圖像從物鏡端射出。
正常的卡塞格林望遠(yuǎn)鏡示意圖
當(dāng)用戶使用時(shí)需翻眼向上，看向鏡框頂部的某個(gè)區(qū)域才能看到圖像，它的eyebox遠(yuǎn)小于波導(dǎo)，必須調(diào)節(jié)滑塊與俯仰，使眼球能軸向?qū)?zhǔn)投影儀。
今年年初，Halliday Glasses 因其 AR/AI 眼鏡的光學(xué)設(shè)計(jì)非常獨(dú)特，在 CES 上備受媒體關(guān)注。Reddit 有個(gè)帖子《Halliday Glasses – Smart Glasses with AI Assistant》指出其光學(xué)原理類似 MojoVision 隱形眼鏡顯示。
圖為Mojo
Halliday Glasses使用了Gyges Labs的DigiWindow技術(shù)。DigiWindow本質(zhì)上與MojoVision光學(xué)原理同源——都是「反向望遠(yuǎn)鏡」，只不過比Mojo尺寸放大、離眼更遠(yuǎn)。
圖為Mojo佩戴效果
斯坦福博士畢業(yè)的賈捷陽目前是Gyges Labs創(chuàng)始人&CEO，2016年到2018年作為初始員工他參與了Mojo Vision（第一家將 AR 隱形眼鏡推向消費(fèi)市場(chǎng)的公司）第一款智能隱形眼鏡原型的開發(fā)，這段開發(fā)經(jīng)歷，啟發(fā)了日后賈捷陽開發(fā)超微型近眼顯示系統(tǒng)、并將其用于智能眼鏡的思路。
賈捷陽從老東家MojoVision獲得光學(xué)原理“靈感”，二次改進(jìn)、創(chuàng)新，變成直投眼球的微型投影儀——即Gyges Labs的DigiWindow技術(shù)。它的體積和功耗確實(shí)小，實(shí)現(xiàn)了虛像對(duì)焦、直投眼球，還可以矯正屈光和近視，最關(guān)鍵是繞過了一切麻煩的根源——光傳輸?shù)牟▽?dǎo)片，有無法消除的暗紋，衍射波導(dǎo)色彩分離造成的彩虹紋，圖像光全內(nèi)反射傳播時(shí)有亮度損耗，有散射反光/隱私泄露。
DigiWindow看似很完美，它更“極簡(jiǎn)的早期形態(tài)“Mojo隱形眼鏡甚至可以直接作為隱形眼鏡與眼球完全貼合，從物理上實(shí)現(xiàn)了眼球追蹤、實(shí)時(shí)位移，進(jìn)行AR畫面的“同步跟隨”，但缺點(diǎn)呢：這個(gè)方案的eyebox非常之小，畫面邊緣內(nèi)容需要努力調(diào)動(dòng)眼部肌肉才能看清。
圖為Halliday Glasses眼鏡實(shí)拍
Eyebox，即光引擎將畫面投射到眼球前的某個(gè)三維區(qū)域，只有在eyebox區(qū)域內(nèi)才能看到清晰的AR畫面。DigiWindow的Eyebox很小，小到你必須“翻白眼”，日常使用要持續(xù)眼球上翻、認(rèn)真盯著鏡框頂部的某個(gè)區(qū)域才能看到投影的虛像畫面，往往也要仔細(xì)調(diào)整微投模組的左右、傾斜位置以及鼻托距離，對(duì)準(zhǔn)角度，才有稍微合適的觀感。
圖為ZDNet記者體驗(yàn)
Eyebox受限意味著，只要微型投影儀稍微未對(duì)準(zhǔn)，或者日常使用眼鏡碰一下有點(diǎn)移位，用戶就看不到圖像。
還有另一個(gè)“直觀”的問題。根據(jù) MojoVision 專利圖，LED 輸出朗伯（近似漫射）光，即使 MicroLED 帶微透鏡，仍有大量光線錯(cuò)過吸收側(cè)壁與次鏡，成為“雜散光”，造成整體泛光，即圖像外圈有一圈亮環(huán)。DigiWindow大概率直接繼承了這個(gè)固有缺陷。
圖為AR光學(xué)專家Karl Guttag分析截圖
今年年初CES 后，Halliday 發(fā)布視頻《Halliday AI Glasses: CEO Shares Insights Behind the Vision and Concept of Our Product!》，視頻包含手機(jī)直拍透視片段，截取畫面可以看到，雜散光使文字周圍泛光，文字增多時(shí)外圈更亮。
圖為AR光學(xué)專家Karl Guttag的分析截圖
還有分辨率的問題。當(dāng)微型投影儀體積越小，微顯示器件就要同步縮小，分辨率提升極為困難，這需要基礎(chǔ)物理和材料工藝的進(jìn)步，否則光學(xué)組件無法入框。像素物理尺寸有下限，提高分辨率需更大顯示與鏡面，這是難以調(diào)和的矛盾。
DigiWindow由于本質(zhì)上是望遠(yuǎn)鏡逆光路的微型投影儀方案，eyebox遠(yuǎn)小于波導(dǎo)方案，視野也極為受限，AR的空間定位、渲染和計(jì)算，更是一道巨大的、幾乎無解的難題。
消費(fèi)級(jí)AR這些年都在忙啥？陣列波導(dǎo)、衍射波導(dǎo)、BirdBath光學(xué)顯示方案，Micro LED、Micro OLED、LCoS光引擎，大家一直努力的技術(shù)方向，將高分辨率、全彩色的AR虛像，以足夠高的亮度、盡量低的功耗，傳輸、覆蓋到眼球前更大的eyebox區(qū)域，讓視野角更寬。以及，眼鏡也需要具備真正的AR功能，讓增強(qiáng)顯示的畫面能精準(zhǔn)定位、計(jì)算、渲染、交互。
做到成這一切的同時(shí)，光引擎和光學(xué)顯示方案還要能壓縮到正常的體積，不會(huì)有漏光和奇怪的反光、可見的紋路，成為一副在社交場(chǎng)合沒有任何違和感的眼鏡。
確實(shí)太難了。
Gyges Labs的做法是，忘掉AR、忘掉分辨率、忘掉視野，強(qiáng)迫人們改變正常視物的眼球運(yùn)動(dòng)、聚焦，以一個(gè)極為原始的AR顯示效果，獲得了官宣的12小時(shí)續(xù)航和正常眼鏡的體積與外觀。
不知道某投資人是否深入了解過消費(fèi)級(jí)AR這么多年的根本困難在哪？
了解MojoVision公司從消費(fèi)級(jí)AR轉(zhuǎn)型做Micro LED的原因？
了解DigiWindow方案要提升到正常的分辨率和注視視野，擁有正常AR功能需要克服多大的困難？
不懂技術(shù)真的會(huì)吃虧。
可以預(yù)見，Gyges Labs它需要JBD這樣已經(jīng)全球領(lǐng)先一個(gè)身位的公司，在硅基Micro LED單像素的尺寸再縮小一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且實(shí)現(xiàn)所有人都在努力的單片全彩，才能讓用戶看到720P、1080P、2K、4K彩色分辨率的虛像畫面；還需要突破光學(xué)設(shè)計(jì)根本上的難題，有巨大的創(chuàng)新，才能將DigiWindow的eyebox和顯示視野與現(xiàn)在主流的光波導(dǎo)方案“對(duì)齊”。而真正的AR功能上機(jī)，還要排在這兩個(gè)困難的后面。
好東西其實(shí)大家都盯著，事物往往在曲折中前進(jìn)。只有對(duì)技術(shù)足夠了解，才能足夠敬畏。對(duì)于消費(fèi)級(jí)AR，對(duì)于AI+AR的下一代消費(fèi)電子，妄想一勞永逸、靠天才的閃光解決大問題，在技術(shù)上進(jìn)行短期“投機(jī)”，缺乏長線跟進(jìn)和耐心，大概率收獲的是失望。
當(dāng)然，技術(shù)的未知前景，事物發(fā)展的不確定性是最迷人的，它是一切超額收益，一切創(chuàng)業(yè)奇跡的來源。某投資人所謂的第一個(gè)AI硬件項(xiàng)目，近期又完成了一輪融資，祝愿好運(yùn)吧。
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