高通为AR眼镜撑腰发布首款AR芯片,手机厂商入场,能否带来消费市场奇点时刻

智慧超人 2022-11-22
3194 字丨阅读本文需 8 分钟

从 2016 年发布以来,AR 游戏《Pokémon Go》就创造了无数的奇迹,不仅刷新了大众对 AR 体验的认知,还在商业上取得了巨大的成功,即使在全球遭遇新冠疫情之后,依然能让玩家在 2021 年投入约 13 亿美元,同比 2019 年还高出约 4 亿美元。

但手机屏幕既不是为 AR 而设计的,也不是 AR 的最终归属。

11 月 17 日,在高通举办的 2022 年骁龙峰会上,不仅发布了基于骁龙 XR2 Gen 1 平台打造的骁龙 AR2 Gen 1——高通首款专门面向下一代 AR 智能眼镜的处理芯片,高通还联合《Pokémon Go》开发商 Niantic 展示了 AR 头显的最新参考设计。

根据介绍,该设计在前部采用了常规的 AR 眼镜设计,主体是超薄的透明显示屏幕,还配备了多个相对隐蔽的对外和对内摄像头以及一块 AR 协处理器,有明显的面罩设计以贴合面部。AR 主计算单元则被安置在了后部,再通过头带连接前部的显示屏幕,无线连接模块似乎被放置在头带内侧。

AR 眼镜或头显至少不应该超过 250g 重,并至少提供 1-2 小时的持续续航。要做到这两点,AR 芯片需要变得更小,同时还要提供更低的功耗和更强的处理性能。

这正是高通在骁龙 AR2 Gen 1 上所做的,但比起现有的性能提升,高通为 AR 设想的技术路径更值得期待。

1、算力不够,手机来凑

一个客观的事实是,目前真正的 AR 眼镜还远未达到工业化和量产阶段。

现阶段存在一些 AR 头戴显示器产品,比如 Nreal、雷鸟等,但更多只是作为一种「观影设备」,没有多少交互能力。而在光谱在另一侧,如微软 HoloLens 2 和最近上市的 Magic Leap 2 等,高昂的成本和较大的体积、重量都限制了它们在消费级 AR 市场的可能性。

目前在硬件技术上困扰 AR 设备的核心是两点——光学显示和计算性能。后者更是要面对算力、续航和体积的不可能三角。高通在靠近这个目标,并且展示了一个颇具可行性的未来。

据高通介绍,骁龙 AR2 Gen 1 采用了多芯片的架构,由 AR 处理器、AR 协处理器和无线连接模块组成,分布在 AR 设备的不同位置并起不同作用。对比骁龙 XR2 Gen 1,骁龙 AR2 Gen 1 的 PCB 占用空间减少了 40%,AI 性能提升 2.5 倍,同时功耗还降低了 50%,分布式也使芯片运行产生的废热不再聚集,从而实现更好的散热效果。

这些改进都让一个更轻便的长续航 AR 眼镜成为可能,或者用高通的话说:这使得 AR 眼镜可以舒适地长时间佩戴,并满足消费者和企业的需求。

具体到多芯片架构,其中 AR 协处理器负责从连接的摄像头和传感器中收集数据,支持眼球追踪和虹膜识别,由于在设计上就专注数据收集,功耗也得以降低。

AR 处理器是主计算单元,高通表示 AR 处理器「针对低运动(手部动作等)到光子(数据传输)的延迟进行了优化」,同时支持最多 9 个并发摄像头,还增强了一系列感知能力,包括:专用硬件加速引擎,改善用户运动跟踪和定位;AIR 加速器,减少手动跟踪或 6DoF 等敏感输入交互的延迟;投影引擎,以获得更平滑的体验。

但除此之外,很多人都会忽视骁龙 AR2 Gen 1 的无线连接模块。

骁龙 AR2 Gen 1 无线连接模块利用 WiFi 7 连接 AR 眼镜与智能手机或其他主机设备,眼镜端收集的数据和感知结果——6DoF、眼球和手势追踪等——将传输到主机端,由主机端上的芯片进行画面渲染,再经由编码器及压缩,最终传输回眼镜端显示。

从数据流通的角度看,当用户使用搭载骁龙 AR2 Gen 1 的 AR 眼镜,AR 协处理器会从本地传感器,如摄像头中采集大量本地数据,经由 AR 处理器计算处理,通过高通的 FastConnect 7800(WiFi 7 芯片)传输到搭载骁龙 8 Gen 2 的旗舰手机中。再由骁龙 8 Gen 2 进行画面渲染,并经过编码和压缩,回传至 AR 眼镜解码,最后经过重投影引擎并显示在 AR 眼镜的屏幕上。

高通宣称整个完整过程的延迟将小于:9ms。

高速低延迟的无线连接,已经可以让手机分担 AR 眼镜部分场景的算力需求了。当然,9ms 的延迟还远远无法满足所有场景。高通指出,有些对延迟极为敏感的任务会直接在 AR 处理器上处理完成并显示在 AR 眼镜的屏幕中,比如股票交易、多人在线游戏等,其他更复杂的数据需求将被转移到搭载骁龙处理器的智能手机、PC 等主机设备上。

不过,高通还是画了一张更大的饼,或者说描绘了更大的可能。

2、“实体屏幕将消失,空间计算是未来”

数十年来,主流计算系统的更替,往往伴随操作界面和显示界面的变化,比如键鼠和显示器,再到触控和屏幕。可是电视、电脑、平板、智能手机、可穿戴设备,这些常用载体的显示界面,无论是哪一块界面,都还只是停留在2D屏幕上。

高通技术公司产品市场高级总监Deb Marich现场提出,未来一定是个兼具「高度沉浸感」和「个性化体验」的新时代,将模糊现实世界和数字世界的边界。“高通借助XR打造更具沉浸感的空间计算体验,而空间计算是互联网的未来,实体屏幕将消失,用户能够与周围的各种数据进行交互。”

高通的XR策略主要专注于四个方面:打造业界领先平台、基础感知技术、参考设计和开发者工具(基于Snapdragon Spaces XR开发者平台)。高通将这些全都融入骁龙XR平台,该平台已赋能超过60款全球领先的XR终端,联想、Meta和PICO最近都已经推出了相关的XR产品。

即便骁龙XR1和骁龙XR2平台已经助力XR生态初具规模,但是高通深知这不是终点。

随着VR和AR终端的需求分化,需要借助专用解决方案,应对两种不同的需求。例如,VR和MR终端需要配备更高分辨率的显示屏、更多摄像头和传感器。但AR眼镜需要更薄、更轻,以适应全天舒适佩戴。但纵观市面产品,还没有产品做到极致。

所以这就是骁龙AR2平台诞生的初衷——让每个人都拥有顶级的空间计算眼镜。“我们相信消费者能够在不久的将来,体验融入AR和MR元素的智能眼镜,在轻薄舒适的外观设计中,获得沉浸式体验。”Deb Marich畅想道。

作为骁龙XR产品组合的扩展之作,即便是骁龙AR2专为AR眼镜而生,但要想打造理想的AR处理器,显然不是一件易事。

且不说头戴式AR开发非常复杂,要实现功耗、散热、感知技术和性能等关键变量之间的精妙平衡,而这些还只是变量的一小部分;另外,高通还必须在一副用户愿意戴的、轻薄的、时尚的眼镜中做到这一切。这些关键难点,被高通称之为“高通级别的挑战”。

3、推动手机厂商入场,为AR市场带来更多可能

根据IDC数据,2022年1月至9月,全球智能手机出货量为9.02亿台,同比下降8.88%。国内市场的数据要更为惨淡一些,工信部数据显示,2022年1月至8月,国内智能手机出货总量仅为1.71亿部,同比下降达到22.94%,下降幅度远高于全球平均水平。

智能手机销量的持续衰退,意味着目前全球智能手机市场已经进入了存量市场阶段。因此,以手机为中心拓展多端协同、跨屏协同生态,也是手机厂商应对市场趋势的一大探索方向,其中的佼佼者是苹果和华为,但其他手机品牌也在迅速的跟进。

此前手机厂商在AR眼镜领域的布局并不算太多,一方面是因为彼时想要打通一体式AR眼镜与手机间的互联,对于手机厂商在操作系统层面的研发能力要求较高,且设备昂贵难以向消费者进行推广;另一方面则是有线AR眼镜虽在成本、便携性和外观上较一体式AR眼镜有较大进步,但因线缆限制在佩戴体验上进步有限,也存在着阉割核心AR功能的状况,吸引力并不出色。

作为扩展屏使用的AR眼镜,是AR相关技术发展程度的体现。诚然它可以更好地激励消费者去更多地使用AR眼镜,但是将AR眼镜作为第二块屏幕观影,只是AR能实现的丰富功能的冰山一角。而现在有了第一代骁龙AR2平台,相信中国市场的内容应用生态系统也能够更好地展示如今的AR技术所能实现的丰富可能性。

根据高通公布的信息,目前手机厂商中,OPPO、小米、夏普均已在基于骁龙AR2平台研发无线AR眼镜产品。高通还在着重扩展搭载骁龙AR2的AR眼镜对智能手机和主机设备例如PC等的可用性。例如荣耀、摩托罗拉、努比亚、一加、红魔、Vivo、中兴等手机厂商将会通过第二代骁龙8支持的Snapdragon Spaces Ready来轻松的集成Snapdragon Spaces XR开发者平台,向消费者提供以无线方式连接AR眼镜的更多选项。

通过Snapdragon Spaces XR开发者平台,高通可以将原本由苹果、谷歌这样的操作系统开发商负责的AR功能实现细节和优化工作转移到自身,这也意味着Snapdragon Spaces可以随时更新而无需等待完整的移动操作系统版本发布,让高通的技术能够直接为开发者所用,行成更紧密的内容生态。

可以预见的是,随着更多搭载第二代骁龙8芯片的手机推向市场,无线AR眼镜有望凭借更优秀的体验、更普适的应用场景在消费市场掀起一波热潮,迎来专属AR届的「Quest 2」。

而围绕智能手机生态展开的无线AR眼镜,或许还能给VR设备的迭代提供一种新的思路。

VR头显的体积比较大,有充分的空间,可以实现更好的散热,也放得下单独的芯片来驱动显示单元与摄像头,所以我们能够在VR头显上做更多本地的计算。但是AR的挑战是,在理想的AR外形设计下,我们要将它的整体功耗控制在1瓦。当然我们所用的分布式处理架构也是适用于VR的。也就是说,内容既可以在VR头显本地进行处理,也可以配对到一个功能更加强大的主机或者游戏PC上面,借助更加强大的GPU以更高分辨率的形式来处理内容,然后再把内容传回头显。这两个方案都是可行的。

换而言之,如果借鉴骁龙AR2的分布式处理架构,VR眼镜或许能够实现更小的体积、更低的功耗,并从迭代更快、性能更强的高通骁龙旗舰级手机SoC中受益。

目前,多家OEM厂商对采用骁龙AR2的产品开发已进入不同阶段,包括联想、LG、Nreal、OPPO、Pico、QONOQ、Rokid、夏普、TCL、Vuzix和Xiaomi。

文章来源: 雷科技,科技行者,93913虚拟现实

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