虚拟/增强现实进入关键时间窗,这有2大洞察和5大方案!

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“新”现实世界

增强/虚拟现实(AR/VR)

正在变革我们观察世界的方式,

艾迈斯半导体和欧司朗

也贡献了自己的力量。

1.1

中国信通院《虚拟(增强)现实白皮书》指出,2021年将成为虚拟/增强现实驶入产业发展快车道的关键发力时间窗:

  • 终端设备开始规模上量,适配场景和功能定位体系日益清晰完备;
  • 内容应用题材形式日益丰富、内容与终端平台加速解耦,内容开发、调试与营销工具逐渐成熟,可自给、能盈利的内容生态开始成型;
  • VR为5G提供了普适典型的应用场景,多地政府相继编制政策或已在实施相关工程,市场正在兴起。

艾迈斯半导体和欧司朗是AR/VR技术基座——红外发射器、激光器、光电探测器及3D传感方案等的领先企业,对VR/AR市场有何洞察?艾迈斯半导体和欧司朗又将怎样通过技术创新支持市场稳健发展?

市场规模上量中

在公园散步遇到的色彩缤纷的幻想人物,汽车挡风玻璃上闪烁的警告信号,增强现实(AR)正在逐渐接管我们的日常生活。精灵宝可梦GO(Pokemon Go)和车内的抬头显示只是一个开始。

1.2

将现实世界与数字信息和图像相结合的AR技术,已在爆发前夕。未来几年,AR将重塑我们的学习、决策和行动方式,成为人类与环境之间的新接口,成为连接数字世界和现实世界的桥梁。

目前,大部分AR应用都依托于移动设备,但越来越多的AR应用将集成到头戴式显示器和智能眼镜等免提式可穿戴设备上,发展速度极其迅猛。据IDC统计,2020年全球虚拟现实终端出货量约为630万台,其中AR终端占比10%;预计2024年终端出货量超7500万台,AR终端占比超过55%。

无限潜在应用范围

通过"眼神"工作

增强现实需要使用配备摄像头的设备来发挥作用,比如智能手机、平板电脑或智能眼镜。指向物体时,软件使用计算机视觉技术对其进行识别并从云端下载相关信息。随后将AR信息叠加在实际物体上,使用户同时看到现实和虚拟场景。从而增强了我们快速高效处理信息、制定决策和执行所需任务的能力。

现代工作环境给我们带来了对“新”现实的最初印象:许多公司已开始在一些工作中测试可穿戴AR设备。AR不仅正在替代传统人工和培训方法,还在变革我们与设备交互的方式。虚拟控制面板替代了物理按键和触控显示屏。在不久的将来,用户将能够使用智能眼镜查看产品,或激活虚拟用户界面并通过手势和语音进行操作。例如,工厂工人将能够以非接触方式巡视一排排设备、监控各个设备的性能参数并进行精细调节。

这只是AR技术令人难以置信的用例之一,而其潜在应用范围不存在任何限制。因此,该技术将彻底改变整个价值链,包括公司设计产品、培训员工和支持客户的方式。

1.3

1+1>2的混合现实

虚拟现实(VR)与增强现实类似。AR将数字信息集成到物理世界中,而VR将其替换为计算机生成的环境。目前,VR主要用于娱乐应用,并越来越多地用于医药和建筑以及培训和产品开发等领域。借助虚拟现实,即便身处不同地理位置的团队也可使用虚拟对象共同学习、讨论并制定决策。

在商业领域中,AR应用范围将远超VR。但这两项技术有望逐步靠近,甚至在某些领域实现融合:成为“混合现实”。例如,产品开发团队可在最初使用AR开展有关实体产品的讨论,随后利用VR模拟未来情形或观察产品虚拟内部机制的细节。

1.4

艾迈斯半导体和欧司朗的创新产品/方案

AR/VR均用到多种光电及传感系统。从环境3D探测、显示投影,到视线追踪、位置探测等功能,需要包括投影单元、3D传感器、眼动追踪传感器、接近传感器等。艾迈斯半导体和欧司朗提供所需的全部产品,从可见光二极管、红外激光二极管和 LED 到光电探测器和集成传感器模块等。

  • 眼球追踪:读懂用户心

虚拟现实中,眼球追踪技术通过向用户眼睛发射红外光并以摄像头传感器接收反射回来的光,可以帮助系统知晓用户在具体时刻的目光细节,利用只渲染用户眼前画面细节提升分辨率、响应速度等,打造细节丰富的深度沉浸场景。为此,VR眼镜、头显等终端中的眼球追踪模块必须足够小巧、反应快速且精准。

ams超微型的高性能图像传感器NanEyeC具有小巧轻便、结构紧凑、100k像素的高分辨率和深焦距等优势,适用于VR头盔等对尺寸要求苛刻的可穿戴电子设备中,且能满足人眼追踪所需的图像质量和低功耗要求。

欧司朗的芯片发光二极管镜头SFH 4056及SFH 4059/4059S,能够密切跟踪眼球运动,保证精度和功能,并降低对虚拟现实图像的计算要求,确保流畅的用户体验。

1.5

  • 接近传感:智能且节能

配备了接近传感器的AR/VR终端,可以检测设备戴上或是取下,进而触发设备的自动激活或停止,无需手动开关,更智能便捷且节能。

ams新近推出的全集成式接近光传感器TMD2636,比当前应用的解决方案小30%,其出色的串扰抑制、高环境光抗扰性和高度有效的算法,为AR/VR终端提供更准确可靠的接近检测结果。

欧司朗纤薄窄光束 Mini MIDLED SFH 4441/4451,具有突出的高辐射强度,光输出功率高,且可同时作为顶视型和侧视型使用,使得AR/VR的接近传感整体设计更简单。

1.7

  • 3D场景:细腻而逼真

人类是通过双眼以3D形态观察世界的。虚拟现实若想达到以假乱真的3D效果,就必须为场景中的物体呈现适当的景深。

ams是目前唯一拥有3D传感三种主流全技术(结构光、双目立体视觉和飞行时间ToF)的传感器领导厂商,可提供更小尺寸、低功耗、高精度的整体解决方案。ams新的3D dToF系统将高功率VCSEL、点阵光学系统和高灵敏度SPAD等一流技术组合在一起,准确测量场景中各物体的景深,并转换为精确的场景重建,让虚拟现实体验更具身临其境的真实感。

欧司朗性能卓越的红外OSLON®黑色系列SFH 4715S/ 4715AS和SYNIOS®系列等,提供红外照明光源,可以最大程度确保虚拟现实3D场景体验的流畅性。

1.7

 

  • 近眼式投影:智能且节能

AR/VR的近眼式投影系统,都是将显示器上的像素,通过一系列光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中。其中,AR眼镜需要透视,即虚拟信息叠加真实世界融为一体,互相“增强”。近来,随着创业新锐入局和传统显示大厂加码投入,近眼式投影市场再次升温。

欧司朗光电半导体具有研发和实现该技术的绝佳条件,助力AR眼镜实现更为“增强”的视觉效果。

1.8

  • 定位追踪:境随你动

对VR终端而言,好的定位追踪系统意味着精准的动作捕捉、精细的场景变换,即卓越的沉浸感。由此,定位系统应满足高精度、低延迟、抗光干扰性强等要求。

ams高功率VCSEL 3D技术,具有高精确度、高可靠性、低功耗等多种特性,可为虚拟现实场景中的动作捕捉、实时场景等应用提供精确定位。

欧司朗高对比度TOPLED®黑色系列红外光源及高速红外探测器等组合,创造高清晰显示效果,确保完美追踪用户的动作或位置,提供畅享虚拟世界的完美体验。

1.9

就如光电半导体产品行销经理Eric Kürzel所说:“增强和虚拟现实将拓展我们的世界观。我们正致力于将这种世界观变为真实的体验。”

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