祖克柏揭4款Meta VR頭戴裝置原型！追求「騙過眼睛」的更擬真視覺體驗|數位時代 BusinessNext

在稍早由Meta執行長Mark Zuckerberg，以及Meta Reality Labs首席科學家Michael Abrash進行對談中，除了透露Meta如何打造更能讓人眼獲得擬真虛擬視覺技術，同時也分享諸多過往打造對應虛擬實境、擴增實境應用需求的頭戴裝置原型設計。

欺騙人眼達成擬真的虛擬視覺

逼真的「臨場感」，一直是Meta等業者在虛擬視覺技術持續追求的發展方向，而「視覺」往往關係人腦如何建構所能認知「世界」，因此許多虛擬實境頭戴裝置在發展過程中，通常會強調畫面解析度、流暢度等特性，目的就是希望能讓裝置配戴者感受更擬真視覺影像。

例如在對應人眼1.0度數的視力情況下，約要透過8K以上解析度才能滿足左右眼的視覺呈現，背後往往會需要更高的運算效能支撐。

不過，單純將運算效能與硬體規格往上堆疊，雖然可以提高虛擬視覺體驗，但在過程中也會形成許多運算效能被用在非必要之處，例如裝置配戴者視覺感知以外範圍的影像運算，進而導致頭戴裝置為了容納更高效能運算元件，必須有更多空間放入散熱機制設計，造成頭戴裝置體積變得更大、更重。

在後來市場多數設計中，其實也透過頭戴裝置搭載的動態感測元件、視線方向識別等方式，藉此判斷裝置配戴者的視覺注視位置，藉此動態針對注視範圍強化顯示運算，視線範圍以外的影像則不會著重運算，甚至不做任何處理，讓運算效能可以集中在必要顯示內容呈現，即可呈現更完整清楚視覺，同時也能以更快顯示效率呈現影像，頭戴裝置體積也能相對縮減。

但若要真實地騙過人眼視覺，除了呈現更清晰影像，其實還有更多複雜細節必須處理，例如人眼對於不同視角、視覺聚焦位置而隨時的改變自然景深，已經因為不同互動方式產生的光影亮度表現，甚至如何重現人眼對於自然光線表現的感受，例如HDR光影效果等，背後所要處理運算細節顯然比想像還多，並非只是將3D影像搬入虛擬實境內容呈現那樣簡單，甚至隨著技術探索產生更多必須解決問題。

另外，頭戴裝置運算過程中產生配戴時的負重感，以及確保系統穩定運作時必須採用的散熱設計，其實也可能成為影響配戴者感受虛擬視覺的因素，因此許多業者也希望能進一步讓頭戴裝置體型變少，同時改善散熱系統設計。

而即便改善上述問題，電力供應與續航時間表現也會成為必須解決問題，若是透過電池方式支撐運算所需電力，甚至還必須考慮整體配戴的重量感，或是透過有線形式供電時的使用體驗是否合適。

多款原型設計

在此次對談中，Mark Zuckerberg展示名為「Butterscotch」的原型設計，將可對應足夠視覺解像力，提供視網膜級別、每度55像素表現的虛擬視覺解析度，幾乎是Quest 2解析度的2.5倍，其中更採用全新設計的混合鏡片，即可在Quest 2一半左右視線範圍情況下，對應更高影像解析度。不過，為了要呈現更高解析度，「Butterscotch」會變得相當笨重，因此難以變成可上市產品。

而名為「Half Dome」的原型設計，則是導入電子變焦設計，讓配戴者能依照視線方向產生景深視覺效果，同時也因為減少非必要運算項目，使得頭戴裝置尺寸大幅縮小，但在實際使用仍會有部分失真情況，例如眼球視角移動過快，整個虛擬實境場景就可能產生偏移，造成虛擬實境擬真體驗大打折扣。

至於「Starburst」原型設計，則是為了解決虛擬實境頭戴裝置所能對應畫面亮度過低，無法真實重現自然界高亮度反差表現，因此透過在LCD背後加上足夠明亮光源，讓虛擬實境頭戴裝置顯示畫面可以足以呈現高於標準HDR螢幕的顯示亮度，而由於供電與整體設計過於沈重，甚至需要透過兩側扶手維持穩定，因此目前仍未能將此項設計變成可實際上市產品。

針對輕巧配戴使用需求打造的「Holocake 2」，則可對應現有任何在PC上運作的虛擬實境遊戲內容，並且透過全息投影技術讓光線直接進入配戴者的眼睛，進而形成立體視覺，另外也透過偏振反射原理，讓光線能藉由反射面來回多次反射，如此一來即可時現在更小機身內達成虛擬實境影像成像，同時降低頭戴裝置整體重量。

不過，「Holocake 2」採用的是特殊規格雷射光，與一般藉由LCD、LED成像的設計不同，使得目前造價成本會變得相當昂貴，因此目前Meta仍在尋找合適、成本更低，同時使用波長不會影響配戴者視覺的雷射光，進而實現可打造類似太陽眼鏡造型，同時可對應清晰、擬真虛擬實境的頭戴裝置。

下一步驟？

從目前趨勢來看，虛擬實境頭戴裝置朝向更輕薄、更方便攜帶使用，但同時也必須對應更長時間使用體驗，以現行技術顯然仍難以實現。不過，隨著新技術導入，加上電池等技術也持續精進之下，未來預期將能讓更輕巧、容易隨身使用的虛擬實境頭戴裝置成為市場主流。

因此從Meta接下來發展來看，預期也會朝向更輕便使用，並且可讓電池續航時間拉長的方向前進。另一方面也預期會持續提升虛擬視覺感受，讓使用者能有更真實的「臨場感」體驗。

而在互動方面，除了藉由現有Touch手持控制器模擬雙手動作，或是透過手勢識別方式對應更多元操作，未來Meta顯然也會持續精進自然互動操作體驗，例如透過先前投入研究的肌電手環境行虛擬實境內的細微互動，讓使用者能有更深層的沉浸感受。

本文授權轉載自：mashdigi.com

責任編輯：錢玉紘

「電流過大，可能引發電池過熱甚至火災；而若無法精確偵測微小電流，則容易造成過充，進而影響電池的健康狀態與使用壽命。這樣的極端變化，正是電流感測技術面臨的核心挑戰。」愛盛科技董事長暨執行長賴孟煌破題點出這項挑戰。面對電動車或儲能系統的場域，電流偵測的量程與精度攸關安全與效能表現。愛盛科技選擇以臺灣為基地，憑藉新世代磁感測技術切入市場，成為全球少數能同時兼顧「大量程、高靈敏度」與「超低功耗」需求的感測晶片設計公司。

從無人機到電動車，愛盛科技打造全方位感測方案

成立於2011年的愛盛科技，長期專注於新世代磁感測技術，在市場上也已累積多項專利技術，建立起堅實的技術與智慧財產權基礎。其核心優勢包含3D平面化的穿隧式磁阻(Tunneling Magnetoresistance; TMR)、異向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance; AMR)感測器、霍爾元件(Hall Effect Sensor)與高感度的磁通門感測器(Fluxgate Magnetometer)，再搭配自研的ASIC訊號處理晶片(Application Specific Integrated Circuit; ASIC) 與AI演算法，構築出完整的感測解決方案。

簡單來說，愛盛科技的磁感測器就像電子世界的「耳朵」，能精準感應極微小的磁場變化，並即時轉換為電子訊號。

賴孟煌指出，磁感測技術最早應用於導航，例如電子羅盤，協助無人機與手機實現精確方位角。愛盛自2016年起打入無人機市場，憑藉優異的抗磁干擾設計，目前其電子羅盤感測器在全球無人機市場市佔率已達七成以上，穩居領導地位。隨後，團隊更將技術延伸至電流感測，透過間接偵測電流產生的磁場，有效掌握電池充放電狀態，應用遍及電動車的車載充電器(On-Board Charger ; OBC)和儲能系統，其nA等級的穿隧式磁阻電源開關使用於醫療裝置與智慧穿戴產品。此外，其微型角度感測器亦被國際品牌採用於手錶旋鈕、滑鼠滾輪與遊戲控制器，具備非接觸式操作與高耐用性，成功取代傳統機械式零件。

近年隨著電動車產業快速發展，對電動車的電池管理與馬達控制的精準度要求日益提升，電流感測技術的重要性也隨之攀升，愛盛科技也從中發掘了新的市場契機。賴孟煌指出，電動車系統中的電流變化極為劇烈，從待機時低至小於1安培的電流，到加速時可能瞬間飆升至400甚至600安培的峰值電流，這對傳統電流感測器來說，是極大的挑戰。「大量程與高靈敏度往往難以兼得。若設計用於偵測極小電流，便難以應對高電流的情境；反之，若強調大量程，則在微小電流的解析度上則可能不足。」他表示。

發現了市場上的痛點後，愛盛科技選擇以其獨特的「複合式感測器」架構搭配「AI演算法」來解決這個難題。他們將多個不同靈敏度的感測元件巧妙地整合成單一系統單晶片(System on Chip; SoC)，並透過內建AI模組，即時判斷目前電流所處的狀態(大電流或小電流)，動態切換不同感測元件的權重，進行參數的最佳化與即時調整。賴孟煌表示，這樣不僅可減少後端中央處理器(Central Processing Unit; CPU)的運算負擔與延遲，更能在毫秒間完成精準判讀，有效避免因電流異常導致系統失效或引發火災等關鍵問題。

打造「會思考的感測器」，解決車用高電流環境下的風險監控難題

「簡單來說，我們讓AI感測器就像有了智能一樣，會依電流強度自動切換最合適的感測模式，確保在各種動態情境下都能輸出最精準、最可靠的電流數據。」賴孟煌補充。也正因為長期在磁感測技術上的累積與持續創新，愛盛科技得以從既有產品線延伸，投入「電動車用人工智慧複合電流感測晶片」的開發，並成功獲得經濟部產業發展署「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」（晶創IC補助計畫）支持。該計畫在國科會協調與經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」的框架下，透過實質資源引導業者前瞻布局AI、高效能運算與新興應用等高值化關鍵技術，進一步強化臺灣 IC 設計產業的國際競爭力與整體韌性，也讓愛盛能加速AI複合式電流感測晶片研發，為下一代電動車與智慧能源系統奠定關鍵基礎。

然而，進入電動車與儲能系統後，愛盛科技也面臨全新挑戰：這些場域的電流變化範圍極大，從小於1安培到數百安培不等，對感測器的量測能力提出更嚴苛要求。這正是愛盛科技進一步思考「高解析度」與「大量程」能否同時兼得的起點，也為其AI電流感測技術的誕生鋪設契機。「我們不是從零開始，而是站在過去的客戶基礎上，把技術推進到下一個世代」賴孟煌強調。

愛盛科技此次申請晶創IC補助計畫的技術主軸，是一顆符合AEC-Q100車規認證、導入AI演算法的複合式電流感測晶片。賴孟煌說，這項產品整合多通道感測架構與即時AI判讀能力，目的是在車輛充電、動力轉換、電池管理系統(Battery Management System; BMS)等核心應用中，提供更穩定的電流監控能力，這不只是技術突破，更是企業在智慧能源領域的關鍵布局。

愛盛科技早已憑藉其漏電流感測晶片打入歐美、韓等多家車廠的供應鏈。這次的AI複合式電流感測器，正是從原有的客戶需求延伸而來，並計畫拓展至車載充電器(On-Board Charger; OBC)與儲能設備等市場，擴大產品組合與提升毛利空間。賴孟煌表示，之所以能快速推進研發與產品化，與臺灣強大的半導體供應鏈密不可分。愛盛科技善用在地資源加快量產速度，此外，也積極與台大合作取得穿隧磁阻技術的初期研發基礎，進一步開發出符合商用需求的產品。「臺灣有最強的製造環境，我們要做的，是把它變成自己的技術優勢，」賴孟煌說。

面對電動車、儲能、智慧工業與醫療等多元市場，愛盛科技將持續深化磁感測與AI的整合技術，朝更高精度、更高可靠性、模組化平台前進。

未來3到5年，愛盛預期電動車與儲能將是主要成長動能。其AI電流感測平台，也將進一步延伸至智慧能源管理系統、高階工業伺服馬達、甚至軍用與航空等高可靠場域。藉由持續強化SoC整合能力與AI模組設計，愛盛科技將力求在國際感測市場中，扮演能見度更高的角色。「我們的願景，是讓世界聽見臺灣感測技術的聲音，真正把感測做到『聰明又可靠』，推動淨零、智慧與永續的未來，」賴孟煌有信心的說。

｜企業小檔案｜
- 企業名稱：愛盛科技
- 創辦人：賴孟煌
- 核心技術：磁場感測晶片開發之領導廠商
- 資本額：新台幣3億元

｜驅動國內 IC 設計業者先進發展補助計畫簡介｜
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作，所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」，目標在於藉由半導體與生成式AI的結合，帶動各行各業的創新應用，並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下，經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」，以實質政策補助，於113年鼓勵國內業者往 AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局，以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭，並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。