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元宇宙:电子产品制造和组装跨入新赛道

发布时间:2022-06-21 14:13人气:

当虚拟现实技术首次出现在电脑上时,主要是用来给电子游戏增添特效。但从那之后,虚拟现实技术取得了巨大的发展。但人们一直无法弄清楚与现实相结合的技术整体在以多快的速度发展变革,以及这类技术如何在娱乐和商业领域发挥出全面的潜力。
 
你是否还记得首批和虚拟现实相关的硬件之一:Google眼镜,已经是大约十年前发布的产品了。这款产品的功能有限,并不是很成功。但它还是引起了人们的关注,将虚拟现实(virtual reality,简称VR)和增强现实(augmented reality,简称AR)硬件带入公众视线当中。
 
在Google眼镜之后,此类硬件经历了快速发展,其中包括全景3D头戴设备和沉浸式音效。很多专业领域也引入了VR,其中包括医疗、商务、技术服务、军事模拟和培训等,基本上只要是需要逼真模拟效果的地方就都用得到VR技术。

疫情期间,人们不得不足不出户,所以需要找到更沉浸的方式在数字世界进行沟通和协作。与此同时,开发者也在不断提升那些能让我们在居家期间工作更加高效的技术和流程,以便在全球范围内远程完成不论是政府、商务,还是医疗或娱乐等其他领域的沟通。我们意识到了XR技术的无限潜力,所以很多人都决定将这项技术融入到生活当中。
 
利用AWE牵线搭桥
即将在加州Santa Clara举办的增强现实世博会(Augmented World Expo,简称AWE)也因此令人激动不已。这届AWE预计在6月1日至3日召开,不论是终端用户还是方案供应商,不论是投资者还是初创公司,不论是创作者、开发者还是品牌方,不论是求职者还是招聘者,XR领域的各方专业人士都会参加此次博览会。我会全程报道此次盛会,据说本次的展会主题为空间计算,其中包括AR、VR、混合现实(mixed reality,简称MR)和扩展现实(extended reality ,简称XR)。除此之外,还会展出一些新型支撑技术,例如人工智能(artificial intelligence,简称AI)、生物界面(例如触觉学)和流媒体传播技术等。
 
I-Connect007在早期的CES展会期间就开始报道虚拟现实技术,那时候我们就受邀参加了AWE。10年前刚刚举办AWE时,只有几百名观众,展会上值得一看的展出品和值得一听的报告也是屈指可数。但今年预计会有几千名观众、几百家参展商。随着技术的飞速进步,XR宇宙的边界也在不断拓宽,这届AWE必将会是令人惊叹的。(AWE开始将所有和现实结合的技术统称为XR。)

XR技术的革新之路在不断推进,不难想象在未来,现实世界和虚拟世界的边界一定会变得比现在看起来更模糊。新的高阶计算技术、头戴式设备和触觉学的发展进步都会确保这种边界感会不断弱化。
 
对制造和组装的影响
对于电子产品制造和组装而言,XR宇宙(元宇宙)的真正开始意味着什么?最明显的是要设计和生产出更轻、更小、佩戴更舒适的头戴设备,甚至要推出并使用电子隐形眼镜。
 
我注意到设备之间需要实现无线连接的趋势,从而可在XR宇宙中尽可能多地触发人类的感官。以最开始的XR技术为例,也就是黑白无声电影。这种技术就是将低分辨率的图像投射到屏幕上,但在当时也是一种非常精彩的体验。在过去50年,我们不断开始观看到更高清的画面,全彩、高分辨率、视觉效果增强、音效得到改善。现在的影片已经发展到了可以用真正的3D个人视觉和双向沟通来观看和体验。还利用触觉学研发出了可以触控的虚拟对象,也就是触觉来操控虚拟对象。比较有趣的一点是,鼠标和键盘被认为是最先应用触觉学的设备。
 
用触觉和用其他4个感官来感知物体,其中有很大的差异。以本体感受为例,包括运动感和对我们四肢肌肉位置的感官,这种感受能让人们用手指准确地触碰耳朵、鼻子和肚脐,即使是闭上眼睛也能有这种本体感受。人们不需要注视着自己的每一步动作就能完成走路和攀爬。本体感受能力差的人就会显得笨手笨脚、四肢不协调。而其他感官(听觉、嗅觉、味觉和视觉)只能感受到物体,而触觉是既能感受又能操控。
 
XR整合这些感官(例如味觉和嗅觉)的方式非同寻常,目前努力的方向是全XR世界,现实世界和虚拟世界之间的感知差距微乎其微。

除了电竞游戏领域,XR技术在其他领域的应用如何?在医疗领域,一流的外科医生可以利用这种技术在半个地球范围内高效并成功完成手术。而在军事和其他培训领域,可以使用这项技术操作和/或维修各种各样的设备。对于娱乐领域,运动、演唱会和购物都能应用这种技术。比如戴上XR眼镜或头戴设备以后登录账户,就可以查看想买的家具,并且能查看这件家具在客厅里的实际摆放效果。XR让你通过虚拟体验来面对自己恐惧的事物,所以在虚拟世界里,可以有无限的可能。
 
你想尝试什么?
VR头戴设备所面临的最大问题是外形尺寸问题。这类技术给人们留下的印象就是要配备笨重的双目镜和不太舒适的头戴设备。但XR头戴设备的尺寸已经变得非常小,佩戴起来也更加舒适。这类设备加入了改良后的光学和声学元件,大部分都是无线连接,价格也实惠了不少。
 
如果打算拥抱未来的计算机技术、娱乐方式,先来看看即将面世的新型硬件设备。
 
当下评价最高、可能也是最具价值的VR头戴设备之一就是Oculus Quest 2。它配备了高分辨率显示器,像素比Quest 1多了50%。经过重新设计,触控器焕然一新,且能实现360度环绕立体声音输出,在参加虚拟演唱会时会获得非常棒的体验。这款产品易于设置,但一定要有Facebook帐户才能使用。Meta公司表示在未来两年内,还会发布4款新型头戴设备。
 
另一个不错的选择是HTC的Vive Cosmos Elate。这款产品可以展示超高质量图像,功能齐全且与多款设备兼容。最大的缺点是价格太高。
 
Mojo Vision近日宣布已经生产出了Mojo Lens增强现实隐形眼镜的样品。
 
Mojo Vision相信利用这款智能隐形眼镜可以将“隐形计算技术”应用到生活当中。Mojo Lens的核心技术是每英寸14000像素的新款微型LED显示器。其直径小于0.5毫米,像素间距只有1.8微米,是世界上针对动态内容构建的最小、最密集显示器。在我看来,这就是一款无线电子隐形眼镜。
 
2017年Mojo Lens只是作为一款LED产品开始投入生产,而现在已发展为多功能显示器,包括高分辨率的微型LED显示器、数据的快速无线传输、显示电池电量、追踪眼球和用眼睛控制的用户体验(user experience,简称UX)。目前,Mojo Lens虽然停留在样品阶段,但也能很好地说明了未来的发展趋势。
 
应对挑战
推动XR不断发展的核心技术之一就是5G技术,而6G技术也即将面世。随着人们对XR体验的需求越来越多,这项技术也需要更强的运算能力和处理功率,会给硬件设备施加一定压力,因为设备的处理能力是有上限的,而这一限制由设备组成的实际尺寸决定。
 
XR体验变得越来越复杂多样,所以对设备资源的要求也越来越苛刻。对硬件需求增多的同时,对GPU的功能要求也在增加,随之而来的是需要更大的电池容量和内存,以及更高效的冷却系统。行业正在通过新的设计和制造工艺(例如3D打印技术)应对这些挑战,我预测这些难题都可以迎刃而解。在未来十年内,VR技术一定会对我们生活的方方面面产生重大影响。

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