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关于苹果Apple VR,我们所知道的一切

2022-07-26 11:08

江湖传闻称,苹果公司正在酝酿一款名为“Apple VR”的虚拟现实头显。从泄露的资料来看,苹果的大动作应该是一副智能眼镜,内部命名为“Apple Glass”。但在这款重磅产品发布之前,又有报告暗示称,苹果可能先期推出一款高端VR或XR头显设备试水。

除了零零散散一些难以与成品直接挂钩的专利申请之外,近期关于“Apple VR”的资料终于浮出水面。该产品的大部分内部消息流出于2021年初,当时有多份报告和分析师认为,苹果将于2023年初发布一款采用前沿技术的昂贵头显。

01

"Apple VR"还是"Apple Glass"?

苹果公司CEO蒂姆·库克曾明确表示:“增强现实(AR)要比虚拟现实(VR)更具有长期发展潜力”。然而,由于当前的VR技术成熟度更高、生产难度也更低,所以优质的“Apple VR”或“混合现实(MR)头显设备”很可能以预热产品的形式亮相,通过暖场,让开发人员和苹果设计师为接下来的“Apple Glass”做好准备。

图:Apple Glass可能会采用与这款VR头显相同的技术栈

VR的设计思路,就是把用户跟身处的真实环境隔离开来,让他们完全沉浸在虚拟世界当中;与之对应,AR则是把虚拟对象、UI和角色叠加在用户身处的真实世界之上;混合现实,则把两种元素融合起来——所有这些技术,都要用到双镜头组合,二者分别显示略有不同的图像,最终在大家眼前呈现出3D立体效果。

根据传闻,苹果采取的技术,要比谷歌眼镜等早期AR试水产品先进得多。谷歌的头显设备,只能在镜头一角处押往少数扁平化的UI元素,而且其使用界面更接近智能手表、而非大家满心期待的VR产品。

以大名鼎鼎的微软HoloLens和Magic Leap 1为例,现代AR设备能够制造出栩栩如生的视觉效果,包括让电子游戏角色在房间、客厅或者虚拟台面上动来动去。而且,目前的高级AR头显甚至能够准确感知所处环境,再严丝合缝地放置一个个3D图形元素。而苹果AR眼镜的目标就在于此——以更加小巧的外形,提供更生动的图像呈现。

图:Magic Leap使用增强现实技术,将数字对象放置在现实世界当中,但是到现在也没有实现

目前困扰AR眼镜的另一大复杂性要素,就是外形尺寸。VR头显可以做得相对更“笨重”,或者说,更像是潜水镜而非普通眼镜。但理想的AR头显则应该能够整天佩戴,所以起码得跟常规眼镜大小差不多。于是,“Apple Glass”要想成功,就必须在「体积小型化」和「显示高效率」之间找到平衡点。

据报道,苹果的VR或MR头显代号为N301。该公司还未确定最终计划,所以这款产品仍有可能在面世之前遭到腰斩。另外,苹果筹划的“用户友好型”AR眼镜代号则为N421,距离实际发布,可能还需要几年时间——预计会在2025年或之后。

随着人们对于元宇宙概念的痴迷,大家越来越渴望能在虚拟环境中相互交流。但也有会议称,苹果的头显产品主要定位于游戏和开发工具。

02

"Apple VR"功能特性

1、设计

与AR眼镜相比,“Apple VR”可以做得更大更重,外观与现有VR头显基本相同。据称,其大小与Facebook的Oculus Quest 2差不多,只是正面拥有一块弯曲的遮阳板。

与Facebook头显一样,“Apple VR”也将是一款内置电池的独立产品。这就跟PlayStation VR或Valve Index不同,你不需要把它接入游戏PC、游戏主机或者其他外部处理源。

图:Apple VR头显侧视图

在这款设备的概念图中,我们可以看到一块弯曲的遮阳板。整机通过网状材料+可替换的头带连接面部,头带部分类似于Apple Watch和AirPods Max的结合体。

这款头显采取全封闭设计,就是为了营造出与现实世界彻底隔离的完整VR体验,也可以配合摄像头,支持AR直通。这就跟“Apple Glass”形成了鲜明对比,后者是通过透明镜片,让用户直接观察真实环境。

据报道,这款头显外表将采用织物覆盖。虽然苹果家的产品总爱使用金属外壳,但织物表面应该有助于减轻设备重量。它还可能支持可替换头带,据称苹果正在制作一款带有内置电池的头带原型。

分析师郭明錤在2021年12月的报告中提到,这款头显的重量应该在500克以内,而第二代机型则会更轻。

2、处理器与显示器

据爆料称,苹果已经为这款VR头显测试了芯片,其性能甚至优于最新一代Mac中的M1处理器。针对VR应用需求,苹果可能会为这款头显提供M1、M1 Pro或M1 Max的定制化芯片版本。

“Apple VR”还将搭载分辨率远超现有VR产品的高清显示器。在目前市面上的同类头显中,HP Reverb的分辨率最高,单眼可达2160 x 2160像素,组合分辨率可达4320 x 2160。

据报道,苹果头显则将直接使用8K超高分辨率显示器。像素如此密集的屏幕,能够呈现出极为清晰的图像,彻底消除“纱门效应”。所谓“纱门效应”,是指早期VR头显因分辨率不足,而导致肉眼直接观察到像素颗粒的现象。8K显示器还将提供更加逼真的环境,增加用户的整体临场感。

但即使是苹果内部最强大的自研芯片,想要支撑起8K显示器也绝非易事。据称,该公司正通过「合并注视点渲染」的方式达成目标。该技术能够跟踪用户的眼球,仅优先处理用户视觉焦点处的图形细节,与之对应,用户视野中周边部分的虚拟图像质量会相应下降。

但注视点渲染的前提是:实现超精确的眼动追踪,这在目前大众市场上的VR头显中仍未实现。而一旦苹果公司搞定了这项技术,中心渲染点处的高保真图形将获得更好的执行效率,在节约处理资源的同时,确保视觉细节不出现任何显著下降。

2020年的一份报告显示,苹果的VR或AR产品将采用索尼公司提供的OLED面板。但也有报告提到,苹果将使用micro OLED显示器,而非标准OLED面板。

3、操作系统

每款苹果产品都运行着某种操作系统与配套软件,这款即将推出的VR头显也不例外。根据泄露代码与内部文档,我们基本摸清了苹果对于新操作系统的命名思路。

图:早期AR头显Magic Leap 1的营销效果图

与iOS之于iPhone、macOS之于Mac、tvOS之于Apple TV类似,Apple VR头显的配套操作系统可能被定名为“rOS”或者“realityOS”。目前,realityOS的商标已经被一家名为“Realityo Systems LLC”的公司注册,而此消息的公布时间为6月8日,与6月6日苹果WWDC大会日期非常接近。

权威人士也认为这绝不是巧合,因为有会议称苹果正在筹备其AR头显设备,并计划在WWDC期间公开发布。考虑到开发商需要在发布之前就了解硬件信息,着手开发消费级软件,所以以上消息应该就是苹果打出的一套组合拳。

4、摄像头与手部追踪

苹果的头显原型将包含前置摄像头——用以实现部分AR功能,并支持手部追踪。

目前的VR头显主要依赖于「运动控制」,其原理类似于Wii游戏手柄,其中包含能跟踪用户手部活动的运动传感器。在Valve Index当中,甚至可以追踪用户的手指运动。因此在佩戴头显时,用户往往能看到画面中出现一双与控制器同步运动的虚拟手掌。

图:Memoji使用面部跟踪,为人脸特征设置动画

FaceTime通话及其他交互活动都能通过Memoji动画完成。由于头显本身会挡脸,所以它会用摄像头来跟踪面部表情并自动生成相应的Memoji表情。

作为Apple VR头显上的另一项重要功能「SharePlay」,将允许玩家们在VR交互过程中一同观看电影、聆听音乐。

除了手部和眼部追踪之外,苹果还在开发其他控制机制。一种可行的方法就是,让玩家在手指上佩戴类似顶针的设备,借此实现软件控制。不过,目前尚不清楚这款配件是会与“Apple VR”捆绑提供,还是选择单独销售。

有多份报告表明,苹果将在其MR头显上使用激光雷达。苹果曾在2020年的iPad Pro与iPhone 12系列产品中使用过这项技术,显著改善了AR体验中的环境映射功能。它能更准确地将虚拟对象放置在真实场景当中,同时增强手部追踪的效果。

郭明錤表示,Apple VR头显将配备15个摄像头,共同实现追踪与生物识别功能。其中8个用于传递图像,确保佩戴者能够在头显的遮挡下顺畅观察真实世界;剩下6个用于生物识别,具体识别哪些因素还不明确;还有1个将用于环境检测。

5、冷却系统

苹果打算在这款头显中加入一个风扇。很长一段时间以来,苹果公司一直避免为移动设备加风扇,但适当的冷却系统对于目前的独立VR设备来说确实很重要。即使是当下最高效的移动处理器,如果没有强大的冷却系统,在高强度VR需求下也会面临过热风险。

由于VR系统通常是双镜头,确保为两个镜头的视图提供略有区别的显示内容,因此每个镜头呈现的视频都会占用大量图形算力,同时要根据玩家的头部运动而不断变化。此外,图像分辨率极高,还要求每秒至少保持在60帧。

这款独立头显还将包含一块内置电池,这会进一步加剧发热问题。面对这些苛刻的条件,风扇对于保持安全的工作温度无疑至关重要。

6、插入式镜片

图:微软HoloLens采用夹片设计实现镜片添加

据称,苹果还打算提供定制化可插入镜片,供玩家单独购买并插入头显设备。

但此类镜片在某些地区属于处方类商品,需要遵循具体法律规定,而苹果还没有确定如何在线上或零售门店中解决这方面法规问题。

虽然专利不一定严格对应最终产品,但苹果确实提交了一项使用液体及压力即时调整镜片形制的技术专利。不过目前尚不清楚苹果是否会将这项专利实际引入VR或AR产品。

03

"Apple VR"价格与发布日期

苹果打算为这款头显的价格定到“高于其他竞争对手300-900美元”,而最终售价很可能高达3000美元。据了解,目前唯一面向大众销售的独立VR头显、且售价超过299美元的,就只有Oculus Quest 2。苹果的设备将采用质量更高的组件,同时会优先保护用户隐私。

这么高的价格,肯定会衍生出相应的商业模式——例如硬件租赁或者承诺支付软件订阅费用。HoloLens也具有类似的商业模式,只是苹果这边可能会将这款产品定位为消费级和商用级买家。

苹果公司认为,这款初代VR或MR产品将只是个小众项目,类似于Mac Pro。平均计算,苹果预计每家官方门店每天只会售出一台Apple VR。正是这种相对不那么主流的特性,使得Apple VR有望为苹果未来的AR眼镜铺平道路。也许这次搭载的很多底层技术与软件内容,接下来可以逐步延续到尺寸更小、更轻便、更易用的Apple Glass身上。

近期,众多企业纷纷进军增强现实、虚拟现实以及元宇宙这片蓝海市场。虽然苹果还未对元宇宙做出明确表态,但面对这样一个可能被竞争对手肆意瓜分的新世界,苹果显然不可能袖手旁观。

2022年1月的最新报道指出,由于产品延迟和供应限制,这款VR头显可能要到2023年才正式推出。8K显示器等高端组件也确实让Apple VR的制造难度更上一层楼。

据说,苹果公司已经于2022年5月向董事会展示了这款VR头显的工作演示。如果消息属实,那相信后续公告将很快放出。

郭明錤还带来了关于第二代头显的传闻,据称“将通过技术改进实现体验增强”。第二代头显还将划分出多个价位区间,为消费者们提供高端旗舰与低端入门等版本,且计划在2024年初发货。

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