元宇宙風潮興起,離VR、AR的獨立時代還有多遠?全看背後這顆晶片
元宇宙風潮興起,離VR、AR的獨立時代還有多遠?全看背後這顆晶片

「VR/AR到底什麼時候能起來?」在元宇宙受到熱捧的當下,這個當年老生常談的問題再次成為人們關注的熱點。

5年之前,正值上一波VR熱潮興起的時候,有人問Epic Games創辦人Tim Sweeney同樣的問題。那時Epic Games主打產品還是其遊戲引擎——虛幻引擎Unreal Engine,當時團隊還沒有做出年入10億美元的熱門遊戲要塞英雄Fortinite,Tim雖然貴為遊戲大佬,還沒有叫板蘋果要求降低「蘋果稅」的資本。

不過,由於在VR內容製作上,虛幻引擎是唯二的專業工具(另一個是Unity),所以Tim Sweeney的判斷還是非常有分量的。

VR
圖/ Pexels

對於開頭的問題,Tim Sweeney講了一個故事:當蘋果生產出第一代iPhone之後,傳統手機廠商(可能是摩托羅拉)的工程師拆開了iPhone的背蓋後大吃一驚——沒見過這麼排線和組裝的,「怎麼會有人這麼造手機?」也難怪後來黑莓的老大給大家寬心:「我們不會有事兒。」

其實Tim Sweeney的意思是,要想生產出一件真正創新的產品,必須有配套的核心供應鏈,而調教供應鏈為自己專門生產核心元件是蘋果的絕技之一,iPhone後來的成功就是例證。

同理,VR/AR要想真正成為革命性產品,必然有對應供應鏈為其專門生產核心元件,「元宇宙」才有可能更快到來。

作為最核心的元件,晶片的發展無疑對VR/AR產品的崛起有著決定性作用。「受惠」於手機產業的成熟,VR/AR晶片現在已經出現了脫離手機,走向獨立和訂製化的趨勢。

剪掉「辮子」之後

2014年Facebook用20億美元收購Oculus VR之前,後者剛把第二代開發者套件機型Oculus Rift DK2搞出來。iFixit網站將機器拆解開來,赫然發現機器用的螢幕是一塊三星Galaxy Note3的螢幕——除了要盛讚Oculus當年確實有DIY精神外,也從側面說明,早在PCVR時代,手機供應鏈對於VR硬體的重要性。

iFixit
Oculus Rift DK2直接用了三星Galaxy Note3的螢幕
圖/ iFixit

由於PCVR時代的算力來自PC,所以當時的VR頭戴式顯示器的首要任務是搞定顯示,也就是OLED螢幕。由於材質和顯示原理不同,OLED螢幕相比傳統LCD螢幕具有延遲性低,無殘影的優勢,尤其是三星公司的AMOLED螢幕更是VR產品的首選。

不過,鑑於當時手機市場競爭激烈,小米想拿到三星的螢幕甚至要跟韓國人喝「忠誠酒」,出貨量以千計數的Oculus公司直接把三星手機螢幕塞進VR頭戴式顯示器裡,也是沒辦法的事。

經過了Google Cardboard紙盒眼鏡和三星Gear VR為代表的「手機VR」時代的「彎路」後,剪掉PCVR頭戴式顯示器的「辮子」,具備計算、顯示和定位、續航功能於一身的「一體機」才是未來,已經是業內共識。

2018年Oculus和小米聯手推出了VR一體機產品OculusGo(中國叫小米VR一體機),這款機器僅支援3自由度,也就是說更多支援「觀影」體驗,而非像PCVR時代的定位和「行走」體驗。

這款機器使用的是高通兩年前的旗艦晶片驍龍821,Oculus和小米沒有使用當年最新的驍龍845估計有三個原因,一是Go是兩年前開始研發的,821是當時的旗艦晶片;二是Go的定位3自由度的觀影機,821晶片完全滿足需求;三,從成本角度思考,Oculus Go定價1499元人民幣,顯然用新舊款晶片更方便控制預算。

高通
圖/ 高通

值得一提的是,同樣是在2018年,在驍龍845之外,高通公司還發布了XR1(Extended Reality)晶片及平台,這家行動晶片領域的巨頭已經看到了VR/AR的未來,並開始有所行動。不過,雖然XR1晶片支援從3自由度到6自由度的VR裝置,但主要還是針對類似於Oculus Go這樣的3自由度觀影機。

因為從晶片能力來看,高通XR1與驍龍600(也有說是760)接近。高通官方說法是,XR1可以提供「高品質」(High Quality)VR體驗,而同期的旗艦驍龍845卻可以提供6自由度體驗需要的空間定位以及手柄識別等高端功能(Premium Quality)。

高通
圖/ 高通

這大概是為什麼Oculus在2019年推出支援6自由度的一體機Oculus Quest時,晶片使用的是高通的驍龍835,而不是XR1。

不過,2020年,隨著搭載XR2晶片的Oculus Quest2的全球大賣,顯示出高通開始真正向VR方面發力。這款據說修改自驍龍865晶片的XR2晶片,不僅支援8K360度影片,且支援7路並發鏡頭,實現精確的運動和手勢追蹤。同時,5G和AI的加入,則在網速和效率上有所提升。

Quest2的優質表現,證明了高通XR2晶片棄低端走高端路線的成功。

更注重場景的AR

相對於路線相對清晰、發展早一步的VR來說,當高通開始「修剪」手機端的驍龍,創造XR晶片時,AR硬體公司卻因為使用場景不同,在晶片選擇上各顯神通。

在高端市場,兩個先行者MagicLeap和微軟高舉高打,一開始就瞄著「終局」去。不過,由於兩家公司對於AR(或者MR)的定義甚高,加上AR本身在渲染、空間定位和虛實結合上要比VR要求更高,以至於在當時很難找到合適的晶片,至少高通的驍龍或者XR無法滿足AR眼鏡的要求。

因此,Magic Leap One採用的是分體設計,其計算單元Light Pack上採用的是英偉達TegraX2多核處理器,事後證明這可能並不是一個特別理想的設計。使用過Magic Leap One

Magic Leap
當年Magic Leap One在計算單元中使用了英偉達的晶片,發熱「感人」
圖/ Magic Leap

使用過頭戴式顯示器的人應該知道,使用過一段時間後,Light Pack的發熱和功耗都十分感人。但是分體設計這一形式,則為其後的AR眼鏡開了路。

微軟HoloLens走的是堅定的一體機形式,據說第一代HoloLens頭戴式顯示器採用的是老夥伴英特爾的晶片,根據Cherry Trail Atom架構修改而成,後者被用於平板電腦等智慧裝置中。在英特爾的CPU和GPU之外,其中特別的是微軟團隊自研的全息處理器HPU(holographicprocessingunit),這款訂製的ASIC晶片主要用於處理3D圖像和手勢等數據。

微軟第二代HoloLens則使用了高通驍龍850作為主處理器,同時搭配了升級版的HPU2.0來實現更加全面的手部動作追蹤和更好的視覺表現。

不過,從Magic Leap One到Holo Lens兩代產品,由於成本高昂,主打B端市場,與C端市場無緣。

另一方面,在一些特定的工業和商業領域,AR眼鏡可能因為更加垂直的使用場景,而採用更精專的晶片來實現特定功能,並保持產品的輕便和續航能力。

亮亮視野硬體研發負責人梁祥龍告訴極客公園,公司此前產品的重要場景之一是在眼鏡端實現人臉快速識別,所以對AI圖像處理要求更高,團隊使用的是英特爾Movidius VPU平台的Myriad系列處理器,其特長是深度神經網路和計算機視覺應用。相對於同級別驍龍等平台,Myriad平台無論是AI性能還是功耗上都更理想,可以在分體設計下,保持眼鏡重量在30-40克,能夠長時間佩戴。

當然,使用相對小眾的技術平台也有相應代價,相比於高通平台,Myriad很多底層程序要自己寫,費時費力,對創業公司是個很大挑戰。好處是,如果能克服這個困難,反而會形成一段時期內的產品護城河。

微軟
圖/ 微軟

VR、AR終於「開始獨立」?

XR2的成功,讓高通看到了「元宇宙」的潛力。業內人士透露,其實直到XR2之後,高通才有專門團隊設計真正開始設計專門針對VR和AR裝置的晶片,而不是用現成的驍龍晶片進行大幅度的修改。

梁祥龍認為,為了滿足未來VR/AR裝置的要求,其核心晶片發展趨勢是高製程、低功耗、高集成:由於VR/AR眼鏡必然越來越輕薄,在電池技術發展沒有突破的情況下,晶片功耗需要降下來;像VR/AR都要用到的空間定位、手勢識別等通用功能將固化到晶片,進一步降低功耗,減小開發難度。

事實上,高通在明年推出的XR系列晶片產品,極有可能將具備上述特點。梁祥龍透露亮亮視野目前正在嘗試將技術平台移至高通,並規劃明年推出在影音效果上更進一步的新品。

另一方面,像蘋果、Facebook、Magic Leap等行業巨頭有可能繼續自研和訂製的方向。據外媒報導,蘋果在2020年已經完成VR/AR晶片的設計,並委託台積電進行5nm先進製程生產晶片。該SoC由三顆晶片構成,功能是無線數據傳輸功能優化、壓縮及解壓縮影片,提高電池效率。

從今年年初開始刮起的「元宇宙」風口至今未滅,雖然現在仍難預測「一級玩家」的時代什麼時候能真正到來,但是從高通到蘋果,都已經在晶片這個核心領域傾注心力,至少我們可以確定,接下來VR/AR產品將迎來一個加速發展的時期。

本文授權轉載自:極客公園

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責任編輯:傅珮晴、錢玉紘

關鍵字: #VR_AR_MR #元宇宙

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