6.8mm超薄VR眼镜面世，它将如何加速元宇宙进程？

科幻作家尼尔·斯蒂芬森也许不会想到，自己在1992年出版的科幻小说《雪崩》为英文世界带来的两个新词——Avater与Metaverse，会在21世纪再次成为科技与人文的前沿。

其中，Avater（化身）成为了詹姆斯·卡梅隆导演大作《阿凡达》的名字，这部电影不仅开创了3D电影的新纪元，还两次登顶影视票房冠军；而Metaverse（元宇宙）则在今年成为科技界炙手可热的新概念，备受资本追捧。

虽然近年来VR内容质量、内容丰富度在迅速提高，但VR设备的佩戴舒适度正成为限制用户使用时长的关键因素，毫无疑问，VR设备轻薄化成为了全行业都在努力攻克的命题。

不可承受之重——主流VR头显重量均超1斤

VR头显，到底有多沉？

目前，市场上的主流VR头显的重量大多在300g以上。而最主流的VR一体机设备，由于集成了电池、摄像头、计算平台，重量往往会超过500g。此外，VR一体机往往性能越强，重量越重。例如，Quest 2的重量为503g，而HTC VIVE Focus 3的重量更是高达785g。

不难想象，头顶一台重达一斤的VR头显，往往没有任何舒适可言。流媒体平台Netflix的创始人Reed Hastings就曾在2016年时表示，VR不是Netflix重点投入的方向：“带上VR头盔，恐怕看上20分钟视频你就精疲力竭了。”

在绝对的重量之外，VR头显的另一大问题，在于重心过于靠前。VR头显主体位于人眼前方，用户必须使用绑带固定头显。而对于轻度用户而言，戴好VR头显、拿起手柄戳选菜单打开游戏，远远不如掏出手机一般简单方便。笨重的VR头显不仅降低了用户体验，也大大提升了用户使用VR设备的门槛。

既然用户怨声载道，VR头显为何要做得如此笨重？事实上，这与当下近眼显示设备的技术路线息息相关。

人类的眼睛与相机镜头一样，只有对焦到物体之上，才能获得清晰的画面。然而，无论是人眼还是镜头，都无法直接对焦在距离极近的物体上。因此，VR头显必须配备特殊的光学结构，才能让用户看到清晰的画面。

此外，在辅助人眼对焦的同时，VR头显还需要保证一定的画质及FOV（视野角）。目前，主流的VR头显产品大多采用了菲涅尔透镜的解决方案，透镜与显示面板之间必须保持一定距离。这一方案能保证画质与成本的相对可控，但整个显示模组的体积与重量都很难压缩。

（图：HTC VIVE拆解图，透镜模组占据了巨大的体积 图片来源：poppur）

如今，为了实现VR头显的轻薄化，VR硬件从业者们都在寻早菲涅尔透镜之外的解决方案。

从头盔到眼镜，VR轻薄化并非易事

2019年来，越来越多的VR头显设备，开始采用Pancake折叠光路技术，以降低头显厚度。

与菲涅尔透镜方案不同，Pancake方案配备了具备半反半透光学性能的镜片组，让光线可以在两片或多片镜片之间反复传导，以减少透镜组的厚度。在Pancake方案中，镜片组无需与显示面板保持一定距离，因此，Pancake方案可以显著降低VR头显的厚度。

今年5月，美国美国专利商标局公布了一份苹果公司的专利申请，描述了一种用于头戴式显示器的光学系统。该系统采取了Pancake式的解决方案，这也许预示着，苹果未来发布的VR头显设备很有可能采用Pancake方案。

但Pancake方案也存在着一定缺憾。例如，Pancake方案需要使用偏振膜降低显示重影，这一过程会产生一定的亮度损耗。这意味着，Pancake方案VR头显若想实现与菲尼尔透镜方案头显相同的亮度，需要采用更高亮度的显示面板，这往往意味着更高的物料成本。

此外，Pancake方案仍然需要两片或两片以上的光学镜片。目前，大多数Pancake方案VR头显的厚度仍然在20mm以上，难以实现更极致的轻薄。

而日前，VR/AR近眼显示创业公司EM3发了新一代的VR原型机——EM3 ETHER，实现了仅6.8mm的整机厚度。与Pancake方案不同，EM3 ETHER采用了EM3自研的NEO-M透镜方案，采用一组衍射透镜，替代了传统VR头显较厚的透镜组，它具有更强的光线偏折能力与光线控制能力，可以在极短的焦距内实现光线的汇聚及清晰成像。而采用这一方案的VR头显产品，也可以实现更极致的轻薄。

（图：EM3 ETHER原型机）

（图：菲涅尔透镜、Pancake与NEO-M方案VR头显体积及厚度对比）

采用NEO-M透镜系统的EM3 ETHER，重量仅有35g。在画质方面，EM3 ETHER也并不含糊，它采用了两块独立的Micro-OLED显示面板，并支持2.5k的单眼分辨率与90度的FOV。EM3官方称，下一代产品有望实现110度的FOV。据悉，EM3 ETHER有望在2022年投入量产。

在VR发展初期，“VR眼镜”这一并不专业的称呼曾风靡一时。如今，在Pancake与NEO-M方案的助力下，VR头显成为了真正意义上的“VR眼镜”。

站在更远的尺度看，从VR头显到VR眼镜，这一变化的意义其实远远不止于轻薄。轻薄VR头显不仅让用户的头部减负，更直接降低了VR的使用的实际与心理门槛。而更加便捷的VR设备，才是开启元宇宙时代的关键所在。

轻薄化VR头显，如何加速元宇宙时代到来？

2021年，元宇宙概念的火爆，让资本市场再一次关注到VR/AR行业。咨询机构Gartner此前发布的报告显示，VR/AR已经完成技术祛魅，正在成为一项相对成熟的技术。而轻薄化VR产品的出现，则可能成为进一步加速VR市场成长的加速器。

如果对标智能手机市场，这一趋势就会更加容易理解。如今，外界公认的智能手机行业元年是2007年，而标志则是iPhone的面世。但事实上，iPhone并不是世界第一款智能手机。

在iPhone诞生前，诺基亚主导的的Symbian系统、微软的Windows Mobile一度主宰智能手机市场，黑莓以及Palm的PDA手机也备受商务人士青睐。在2008年，Symbian及Windows Mobile系统的入门款智能手机已经下探到1500元价位。

然而，当年的智能手机只是少数手机玩家、发烧友和商务人士的选择，一直没能成为手机市场主流。直到iPhone和Android系统普及，智能手机才受到主流用户的青睐。

（图：在2007年的iPhone初代发布会上，乔布斯列举了当年的主流智能手机形态）

这背后的原因也并不复杂。早年的智能手机使用十分复杂，系统界面凌乱繁杂、操作繁琐，让许多初次使用智能手机的用户望而生却。而iPhone则凭借着大道至简的设计，大大简化了智能手机的使用方式。

自此之后，智能手机的使用门槛大大降低。如今，智能手机已经演化为一个“外置器官”，成为了绝大多数现代人类不可或缺的工具。而iPhone奠定的智能手机原型（大屏、电容多点触控、应用App化）也成为了沿用至今的行业标准。

不难看出，VR行业也在期待一款类似iPhone的颠覆性产品，它不可能是如今主流VR头显形态——超过1斤的重量，用绑带固定在头上，每次戴起放下都需要半分钟以上的时间，平时需要装在收纳包里……

而眼镜化的VR头显，就是解决这些问题的“银色子弹”。它可以随身携带，随时戴起放下。在未来，融合VR/AR显示的眼镜甚至可以时刻戴在头上。而到那时，VR/AR也真正意义上成为了身体器官的一部分，而我们也将正式迈入元宇宙的新时代。

如今，科技业对于元宇宙的讨论大多局限于游戏领域，但元宇宙的范畴显然不止于此。轻薄化VR解决方案的出现，则有望改变这一现状。

与普通用户相比，游戏玩家更愿意为沉浸式体验付出更高的时间、金钱与认知成本。因此，相比轻度应用，VR内容开发者们也更愿意开发游戏类应用，以获得更高的商业回报。

而当VR设备变得愈加轻薄、简单、易上手，更多轻量级VR应用也将呈井喷式发展。例如，我们可以随时随地戴上VR眼镜，加入一场身临其境的远程会议，或是与远在天边的朋友开启一场“云聚餐”……

到那时，元宇宙改变的将不仅仅是我们的娱乐方式，而是会融入到每时每刻的日常生活之中。现在，我们只需期待一把开启元宇宙的钥匙，等待VR开发者们为我们带来更多、更情报的VR解决方案。

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