从Meta 拆解、苹果眼镜爆料，看“不科幻但好用”的AR 眼镜
本文来自微信公众号：爱范儿 （ID：ifanr），作者：发现明日产品的，原文标题：《从 Meta 拆解、苹果眼镜爆料，看「不科幻但好用」的 AR 眼镜｜硬哲学》
你戴过AR眼镜吗？
不是Ray-Ban Meta或小米眼镜那样「只能听不能看」的智能眼镜，也不是Meta Quest或Apple Vision Pro那样笨重的XR头显，而是一副外观与普通眼镜无异，但却带有显示屏幕的眼镜。
这种曾经是科幻电影和实验室专属的设备，已经成为了当下大小科技品牌的兵家必争之地，Meta、苹果、Google都在酝酿新品，甚至还将其视作取代智能手机的下一代交互。
如果说之前的AR眼镜产品还处于一种相对青涩的时刻，体验上还有不少硬伤未能解决，那么从今年下半年开始，到后年这个阶段，AR眼镜将进入「野蛮生长」的阶段，我们将会见到大量不同更实用的解决方案逐渐落地产品。
往镜片里装「潜望镜」
Meta上个月发布的首款带屏眼镜Ray-Ban Display获得了不少关注，作为当下形态最优秀、技术最成熟的AR眼镜，戴上Ray-Ban Display的试用者都不免感叹一句「未来已至」。
戴上Meta Ray-Ban Display的人可能不会有所感知，但外人却会发现这款AR眼镜和其他同类产品有一个非常显著的差距——
眼镜屏幕点亮时，外人是完全看不到镜片上的反射和漏光，和一副普通不带屏幕的眼镜无异。
根据爱范儿和@梦雅Myra的现场体验，只有从侧面角度看，才能发现眼镜几排光波导屏幕导线的反光。
几乎当下的所有AR眼镜产品或者原型机，都离不开镜片漏光的现象，Meta Ray-Ban Display可以说是第一副真正解决了这个问题的眼镜。
著名拆解机构iFixit从Ray-Ban Display的镜片中，发现了这项技术背后的秘密。
AR眼镜，本质上就是镜框上的一个小「投影仪」（光机），把光投到镜片上，然后再利用光波导技术，将光「关」在透明材料之中，引导光进行传播，最终传播到我们的肉眼之中。
AR智能眼镜有两种光波导方案：衍射光波导和几何光波导，目前大部分AR眼镜产品都采用的是前者，而Ray-Ban Display则用的是后者。
衍射波导就是通过纳米压印或者光刻的方式，在镜片上「雕刻」出大量平行刻痕，刻痕之间不透光，两刻痕之间的光滑部分可以透光，通过规律性的纳米结构改变光的衍射方向，这些刻痕也就是「光栅」。
▲左边是入射光栅，右边是出射光栅，图源：Nature
这些光栅可以简单理解为光的「入口」和「出口」，光机的光被入射光栅带到镜片内部后，会沿着镜片内进行规律和有方向的「全反射」传播，到达出射光栅时，光的传播方向又被改变，定向地射向人眼。
由于光在镜片中会进行密密麻麻的反射传输，很多能量在这个过程中损失，光子也不一定都能按照刻痕的引导进入人眼，还有很多光子会偏离预期方向，出现在不该出现的位置，于是造成镜片在外部看起来的漏光现象。
而几何波导的原理实际上比衍射波导简单很多：利用两种镜子，将光准确无误地从光机导向眼球。
仔细观察Ray-Ban Display会发现镜片边缘有十一道比较显眼的「划痕」，那就是第一道棱镜，将光机的光引导到镜片中央的区域，那部分也有一些几乎不可见的反光镜，每面镜子会反射大约5%的光线，并将光线准确传导到人眼。
这样利用两种镜子进行光线准确传导的方式，和潜望镜的结构比较类似。好处就是，光在镜片中反射传播的密度大大降低，偏离预期传播的光也大幅减少，绝大部分的光都能顺利到达镜片中央的反光镜，也就不会那么容易漏光了。
▲潜望镜的结构
不漏光还不是几何波导最大的优势。由于几何波导损耗低的特性，可以选用LCoS光机，对比传统衍射波导AR眼镜的micro-LED和激光方案，成本和能耗要低很多，刚好是AR眼镜当下的两大短板。
但就目前而言，几何波导方案还很难成为一种主流方案。目前具有几何波导镜片量产能力的仅有肖特（SCHOTT）一家光学企业。比起成熟的衍射波导生产，几何波导镜片需要非常精密的加工工艺，实现反射镜的角度、位置精准控制，如果角度有误差，很可能会影响成像。
除此之外，由于镜片内部有微反射镜结构，几何波导镜片会有一定厚度，目前最少也是2-3mm，而衍射波导镜片能做到1mm；视场角方面，几何方案也不如衍射波导，也就是说显示区域会更小一点。
因此，关于几何波导和衍射波导孰优孰劣，在行业内一直有争议。Meta在Ray-Ban Display上采用几何波导方案，更多也是一种技术试验。
但从长远来看，几何波导「不漏光」的特性，有着更深远的价值。
在这两三年智能眼镜兴起后，越来越多人发现身边的人戴的是一副「智能眼镜」，下意识会感觉有点不适。
这种智能设备带来的「侵入感」，在黑莓手机和无线耳机兴起的初期都存在着，别人能很明显感知到你在用一种设备，从而怀疑你的注意力是否还在当下。
对于智能眼镜设备来说，这种感觉更明显——屏幕漏光会遮挡用户和外界的眼神交流，而眼神交流是现代人沟通、社交中非常重要的环节。
因此，苹果的Vision Pro专门设计了一个「EyeSight」的功能，在佩戴头显时能模拟显示用户的「眼睛」，就是想保留用户在使用这种沉浸式设备时的在场感。
而我们出门不愿意戴着一个笨重的头显出门，原因其实不仅因为它的重量和形态，还因为我们希望自己看起来依然是「人」，而不是一台机器的延伸。
最好的科技产品，往往无法让人察觉技术的存在，对自己、对他人来说都是如此。
成不了iPhone，那就先成为Apple Watch
如果说Meta Ray-Ban Display探索了智能眼镜硬件形态上的一种新思路，那么苹果正在酝酿的，则是智能眼镜软件上的解决方案。
由于眼镜紧凑的形态限制了性能，为其配备一个像iOS那样完整的图形界面操作系统将很困难，目前口碑比较好的AR智能眼镜产品，基本都搭载了一个非常简约的系统，功能和界面都比较类似按键功能机，不强调「App」的概念。
苹果则准备为其AR眼镜搭载Vision Pro同款的visionOS系统，但不是一个独立的「完整版」。
对于首款Apple Glasses，苹果明显不想一步登天做能替代iPhone的设备，它更类似Apple Watch，能够与iPhone和Mac进行配对，直接利用后两者现成的算力和性能。
如果是与iPhone进行配对，那么眼镜将显示一个更精简的界面，降低资源消耗；而和MacBook配对后，将解锁完整的visionOS体验。
另一个爆料是，苹果正在为iPhone准备「桌面模式」，通过USB-C口连接外部显示器，就能提供类似台前调度的界面，非常适合用来演示和观看，比起外接显示器，是一个更适合AR眼镜的界面。
这是一种非常具有「苹果特色」的方案——有自己成熟的操作系统以及可以协同的硬件生态，在这方面远远超越Meta，比Android XR则多出了Mac这种电脑端的协同算力，以及更紧密的软硬结合。
在智能眼镜无法在能耗、发热和性能上取得跨越式飞跃的前提下，不去做一个更独立的形态，而是一个辅助、配合iPhone、Mac的产品，出门不用从裤袋掏手机就能看地图、工作时一个3D建模直接直观呈现眼前，已经很具有突破性了。
这也不是只有苹果一家在探索的场景，不少OEM厂商也在探索Android手机和Android XR的协同能力，将强大的高通骁龙算力「带上头」。
目前苹果正在顾虑的问题，是这种「分体式」的方案究竟能不能带来优秀的体验：想要低延迟，很难避免一根连接眼镜和iPhone的数据线，但苹果内部当然不会喜欢这种不优雅和有损体验的方案。
苹果更可能会像当年为AirPods订制专门无线芯片一样，为智能眼镜找到一种低延迟的无线连接方案，这也是一种「Only Apple Can Do」的优势。
毕竟，在各家的同类产品都在今明两年问世的情况下，苹果想要再一次「后发制人」，不免要在体验上有一点过人的长处了。
不够完美，但很实用
除了这两家巨头，最近爱范儿也留意到了AR眼镜领域新出现的一些相对前沿的技术，都为解决了AR眼镜现存的一些硬伤而来。
夸克最近推出的AR眼镜，自然以AI交互为核心，但最有意思的，是这款眼镜采用的「换电」设计。
夸克AI眼镜的镜腿本身就是一块电池，通过热插拔技术，用户可以像换笔芯一样，通过「一拔一插」的简单动作快速更换主电池。即使在眼镜运行状态下也能直接更换电池，不会导致设备关机或数据丢失。
夸克还准备了一个只有耳机盒大小的便携充电仓，可以随身携带备用镜腿。
除此之外，这款眼镜还采用了双芯设计，这意味着眼镜在待机时会跑在低功耗的辅芯片上，只有在处理复杂任务时才会启动主芯片，从而大幅提升了能效。
爱范儿实测，低功耗+可换电的组合拳，让夸克AI眼镜基本能实现全天候续航，再也不需要用着用着把眼镜摘下来充电。
对于AR眼镜这种「未来式」设备，我们想当然会觉得它应该是更现代的「一体化」设计，我相信这也是它的最终归宿。
但在小型化与大电池之间的矛盾无法解决之前，可换电池这样的「落后」设计，未尝不是一个可行的解决方案，真正让智能眼镜实现全天候的陪伴，发挥它应有的价值。
除了续航，AR眼镜当下另一个硬伤，在于屈光度的调节问题。
近视患者想要使用AR眼镜，不免要经历一番折腾，需要另外定制不同的镜片，品牌也未必都提供这种服务。
爱范儿了解到，国内AR眼镜品牌XREAL正在探索一种更加简单方便的解决方案：一种有厚度的透明胶体，可以直接粘在眼镜的光机透镜上，从而改变眼镜的屈光度，不过目前还处在实验的阶段。
上面提到的很多技术，有很多其实都并不属于「最终答案」，但在智能眼镜技术无法实现跨越式突破的当下，这些略带妥协性质的解决方案，都是「最优解」。
如果我们回头看，每一代新形态的计算设备，都是在这种「不完美但前进」的状态下成长起来的：智能手机在最初也离不开电量焦虑、信号不稳、触控迟滞；智能手表也经历过「鸡肋」的尴尬阶段。
比起一个只能存在于实验室的完美概念演示机，将真正能用、可用、有用的「产品」带到用户头上，更意味着如今的AR眼镜，正从青涩走向成熟。
如果要类比，那现在的AR智能眼镜，已经从只能打电话的按键机，过渡到黑莓、诺基亚的智能手机，很快也将迎来「iPhone时刻」。
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