华为VR Glass - 一款只能称作头戴式显示器的VR眼镜

作为国内最顶级的通信及数字产品生厂商，华为拥有毋容置疑的资金及研发实力，然而在两天前的国行Mate30发布会上他们却发布了一款与其大厂实力并不相称的VR眼镜产品 - Huawei VR Glass。为什么这么说？借着华为Mate30发布会的影响力，很多国内用户“第一次近距离”了解到VR或者VR眼镜这个概念，对上一次接触应该是16年的时候媒体渲染的那种又大又笨重的第一代产品，两者相比的确会让人有种技术上巨大进步的错觉。

什么是VR - VR，全名Virtual Reality（虚拟现实）。简单点来讲，就是把真实的你放进一个纯电脑虚拟的数字世界里。如果你想对此有更好的了解，可以回头看一下《头号玩家》或者《刀剑神域》这部电影和动画

何谓真实的VR世界

从上面这个我认为是目前最简短能说清楚VR是什么的描述，我们了解到VR的两个要点：1）如何用电脑更好的模拟一个360度的真实世界（真实世界都是三维全景的）；2）如何更好的让人融入到这种虚拟的空间里而不察觉（欺骗感官）。前者，我们需要一个足够强大的运算中心（超级电脑），因为普通游戏是一个平面的展示，顶多是个小范围3D场景，而VR是一个全景（360度球形+无限细节）的世界，电脑需要实时渲染的是几十个你电脑屏幕显示的3D画面数据。有玩过3D游戏大作的你们就知道，以现有最顶级的电脑和显卡，要想在4K画面下以最高画质运行已经很是勉强，而现在需要的是几十甚至上百倍的运算量，别说现在的高档游戏电脑，哪怕再过5年也未必可以。

于是，有聪明的小伙伴肯定会说，我们平时人眼也不是360度全景观看的呀，我只渲染人眼能看到正前方180度范围内的图像不就行了？没错，现有的VR跟MP3一样，都已经采用了这种“投机取巧”的方式，只渲染人眼可能观察到的视场，同时还因应人眼边缘视力会下降的“缺陷”，只精确渲染画面中心的图案。但你不知道的是，现在看到的比较流畅但画面还是惨不忍睹的VR游戏画面，已经是这样全力优化下的产物。并且这种偷工减料的渲染方法还会引出另一个致命的问题。

像上文所说，一个完美的VR世界需要真实的3D场景和真实的人体感官欺骗，而人体感官除了视觉，还有我们的内耳前庭（你可以理解为长在人耳朵里的陀螺仪），我们在这里就不过多去说明这一原理，你只需要知道平时会晕车，就是因为人眼看到的和前庭感受到的不一致造成的眩晕症。在VR里，由于画面渲染不及时（因为计算能力不足“投机取巧”了，有很多场景是当你视线转过去看的时候才开始渲染），就造成了你眼睛看到的画面跟内耳前庭感受到的会有一个延迟，这就造成了跟晕车一样恶心反胃的晕动症。当然了，除了晕动症这种生理上的不适外，直接就视力观察到的VR世界和真实世界的差异（图像渲染精度，分辨率不足造成的纱窗效应）也是当下VR眼镜绕不过去的槛。曾经有人这样说过，在看过8K电视播放真8K视频源后，第一次有了从电视上像从窗户里看真实世界的感觉，而现在VR眼镜连2K分辨率都还只是勉强做到（指流畅性符合）。除了解决晕动症、提高VR分辨率和渲染精度外，要让一个人相信自己处在真实世界里（虚拟当成现实），还要有跟这个世界的互动能力，就譬如你走路虚拟世界里也会发生位移变化，你抬手拿东西在虚拟世界里也能看到自己的手和东西被我移动。

关于怎么才能构建一个真实的VR虚拟世界铺垫到这里就足够了，为什么说华为这次发布的VR Glass其实只能算得上是一款头戴式显示器而不太能称得上是VR眼镜的原因，其实聪明的读者看完上文后应该都猜到了，让我们一个个来拆解

华为VR Glass的不足

在发布会上，华为首先提到这是一款创新性的VR眼镜，创新点来自于其采用的超短焦光学系统，使用光路折叠技术（超短焦系统必然只能采用光路折射技术），眼镜本身的确做得很薄、很轻，并且发布会上还拉出来跟两款目前最顶级的一体式VR眼镜Oculus Quest和PC VR眼镜Vive Pro相比，看直播的我听到现场不少人当即传出来哗的一声，很是震撼的感受。可事实真相是，早在今年4月份国内另一家专门做VR眼镜和产品起家的公司就推出过一款名为X1的VR眼镜，它与华为VR Glass同样的轻薄，毫无疑问是因为采用了超短焦光学系统（该光学方案由他们跟京东方联合研发，并且向第三方开放使用授权），而京东方相信也是本次华为VR Glass的液晶屏和光学方案供应商。当然了，由于领先5个月发布，并且是国内首个采用超短焦的VR眼镜，该产品的一些参数跟华为VR Glass比还有一定差距，我这里就不提它了，毕竟本文主角是华为VR眼镜。

下面我们来说说华为VR Glass引以为荣的超薄机身，大家看下图

光看这幅图，一定能让很多对VR不明就里的用户发出由衷的赞叹，一下就赶英超美了。可对于懂行的VR玩家来说：1）对比对象都是有面部缓冲垫，而你把面部缓冲垫摘下来跟人比？ 2）Oculus Quest是有4个摄像头Inside-Out追踪和CPU在内的VR旗舰一体机，而Vive Pro则是带有2个前置摄像头并且支持SteamVR 2.0外置激光雷达定位的商业应用级VR头盔，你一不带CPU二没Inside-Out光学定位及手势识别也不支持激光雷达还不带面罩，这样去跟人家比厚度？（并且，有经验的VR玩家一看就知道华为VR Glass的那种窄小更偏向泳镜似的面罩长时间佩戴舒适度肯定好不到那里去）

VR Inside-Out空间定位 - 第一代VR眼镜大多采用激光雷达的外置式定位方案，这种方案成本贵之余还受限于激光雷达布置的空间（VR眼镜不能走出这个区域）；而最新型的VR眼镜大多改用Inside-Out的空间定位方式，由VR眼镜作为追踪主体的定位方式，它通常是利用多颗摄像头以双目视差原理获得与外界场景的比对数据再经由SLAM算法测出本体位于空间中的位置或手势等数据，好处是更精准的物件识别（细到手指行为也能获知）及近乎无限的空间扩展能力

然后就是这个重量对比的环节，一个纯粹的头戴式显示器（不戴面罩）要跟一个内置CPU、内存、Inside-Out光学（镜头）空间定位系统的一体式VR眼镜（带面罩）比重量，顺道还嘲笑了一下人家的3点头戴式固定系统，人家这可是为了激烈的体感运动做的可靠固定设计，Oculus可是世界上并列No.1的VR硬件公司，你一个观影镜人都不动一下当然就两耳柄挂在耳朵上就可以了呀。一个人如果想快速进步就必须意识到自己跟第一名的差距，而不是自己骗自己我很行。

至于Huawei VR Glass的光学性能，在会上公布的规格是3200x1600分辨率（单眼1600x1600），PPI为1058，采用Fast-LCD显示屏。大家看上图，所谓的超短焦系统，其实就是利用光线折射的原理变相增加焦距，但光路的多重折射对于镜片本身的光学素质和涂层有着非常非常高的要求，哪怕都做足了，也很难保证良好的视场角（视场角，也叫FOV，就是从镜片里显示的画面是大于还是小于你肉眼物理可以观察到的范围，如果视场角过小，你看到的画面边缘就会有黑影，还怎么欺骗你的肉眼这是“真实”世界呢？）既然超短焦光学方案目前还没有很好的办法优化视场角，那自然就“克服了”大视场角VR眼镜所会有的边缘成像较差的光学缺陷（因为我是直接让你看不到了）。所幸的是，对于一款VR眼镜还有一个重要指标的刷新率，我通过查询京东方跟上文提到那家厂商做的方案，应该能达到90Hz，总算是有点欣慰。本来还想说说Fast-LCD的响应时间和画质表现，想想也就算了。

然后，会上华为提出这款VR Glass支持0-700度的屈光调节，近视的人都可以使用。那是因为采用超短焦解决方案的VR眼镜，如果一旦像对比的那两款眼镜那样安装上能容纳眼镜厚度的面罩，那超短焦的价值也不存在了，所以对于超短焦光学方案的VR眼镜来说，自体带有屈光度调节必是标配。但是，对于另一个影响VR效果的功能华为VR Glass又是缺失的，那就是瞳距调节（两个眼球瞳孔之间的间隔距离）。

其实所谓的VR场景（3D 360度世界），是靠左右眼的视差做的大脑欺骗，这里面牵涉到的光学原理是靠左右眼画面都恰如其分存在于“正确的视线中心”才能实现3D效果。你们有戴过3D眼镜在电影院观看过电影的就知道了，如果你侧过脸跟旁边的朋友说话，这时候电影的3D效果就没有了，只有当两眼正面正对屏幕才会这样。由于VR眼镜距离眼球的距离非常短，在3D电影院几乎不影响的瞳距在这种超近焦距上成为了问题，所以高级的VR眼镜都会配有瞳距调节功能，能让单独的液晶屏幕尽量正对你每一只眼睛的中心，从而带来最佳的3D VR效果。

最后要说的是，华为VR Glass标配的好像是单个3自由度手柄（上下、前后、左右），如果需要六自由度（上下、左右、前后、垂摇、横摇、纵摇）的手柄还需要另外购买，不过无论如何，相对于真正的VR眼镜（游戏和生产用级别的），它缺失了人体空间定位系统（无论是外置激光雷达方案还是最新的Inside-Out内部光学定位）以及高精度的双手（柄）定位系统，换言之就算你用华为VR Glass接电脑玩所谓的高级VR游戏，也就是那种坐在那里拿个手柄砍砍砍的入门级档次。同时，以VR Glass并不低的分辨率，用手机是绝对没办法满足移动情况下VR游戏的运算量（一定会丢帧或卡顿），所以在发布会上的那个划艇健身的示范（如果你不想因为VR眩晕症而呕吐），估计等Mate50 Pro出现的时候应该才能实现。

本文说到这里其实大家应该就明白了，与其把华为VR Glass称为一款VR眼镜（虽然它的确是），倒不如把它定位成一款随身的移动大画幅观影设备更为合适，在现有科技水平制约下，要在这样尺寸和重量的眼镜设备上实现完整的VR功能和体验，还是天荒夜谈，就更别说用这样的产品去跟业界最先进的VR一体机Oculus Quest（在最新的Connect 6大会上，Quest已经可以凭自身光学部件做到流畅的外部手指手势识别了）和已经能用于商业生产环境中的Vive Pro去比了，饭要一口一口吃，路要一步一步走。

对华为VR产品的展望与建言

如果你能看到这一章节，或许你会认为我应该是一个不喜欢华为品牌的人，正好相反。华为是我认为中国目前唯一有能力跟西方抗衡的技术型公司，我非常看好他们的发展前景。特别是在VR这一块上，虽然产品目前实力上还是有所欠缺，但提升只是投入的资源和时间问题，因为华为不缺人才不缺钱。但有一点他们是绝对做对了，在目前环境下，一方面我们在大力推动5G发展，可事实上更快速的5G对我们到底有什么用？如果没有依赖于5G超大带宽的应用场景和需求，那空有大量的资产投入到5G建设中显然是不符合商业逻辑的。先有鸡还是先有蛋这个问题，到了当下这个阶段是必须去扶植一些5G时代下的杀手级应用，而华为在当下利用Mate30发布会这个节点力推VR眼镜（VR）这种需求，时间点卡得太对！

另一方面，华为对VR未来发展路径的研判也非常正确，在SA模式（华为真正的实力所在）的5G网络建成后，更低时延更大带宽下，VR其实是没必要用本机去计算的，在那时候VR眼镜只是承担一个传感、显示和网络传输界面而已，真正的运算都在云端，你可以把VR眼镜看成是一个视频播放器。就跟今年开始入戏的云游戏一样。所以到了那一天，制约现有VR眼镜最大的问题（运算能力不足、电池续航太短）将不再是问题，VR眼镜（到那时候应该称MR混合现实眼镜）只需要做好如何更好收集自身与周边信息，并以最接近人眼观察极限的精度把运算好的数据重新显示出来就可以。

所以，千万不要小看东方人的智慧，弯道超车正正是我们亚洲人所擅长的。随着中国SA模式5G网络的大规模建成、超高速云计算中心和服务的落地以及杀手级应用（VR版抖音？VR版微信？）的出现，中国将真正屹立于世界之巅，而我相信以技术起家的华为必然会成为这鼎皇冠上最耀眼的明珠。

最后，要小心一下来年技术路线的演变（华为刚在手机领域勉强追赶上了苹果），很多证据显示苹果即将在明年变换赛道进入AR（增强现实）眼镜赛场，而iPhone11上标配的U1（超宽频芯片）对于AR场景的重要性，希望华为方面有足够聪明的人能想透这一层关系。另外，需要时间积累的AR和VR应用数量也是棋眼所在。

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