VR重量减轻带来颠覆性体验变革

不知道你发现没有，越来越多的人开始买VR了。

但6年前被称作VR元年时，它留下的却是“重得像挂了4台手机在脸上，连20分钟视频都看不下去”的印象。

6年来，是年轻人接受了这个新世代设备？

不，是VR被一项趋势性技术带来了颠覆性体验变革。

这项技术你也正听得越来越多：“煎饼”——Pancake技术。

这项镜头贴膜技术背后 藏着让VR变轻巧的秘密

它不仅频繁出现在苹果等一众巨头的最新产品预告中，成为前沿技术的代名词，也一度登上VR光学论文研究的热点话题。

Pancake魔力所在，解决的正是VR的“轻”挑战。

为什么VR“突然”就轻了？

VR的重量减轻，并非一蹴而就的过程。

事实上，在2022年再次进入大众视野前，主宰VR重量的显示硬件，已经经历了数轮迭代。

显示硬件分为屏幕和光学镜头（光机）两部分。受限于VR设备体积，屏幕无法做得太大，于是改善VR视觉效果的“重任”就放在了光学镜头上。

光学镜头负责将屏幕显示的画面放大，以达到在VR眼镜中“身临其境”的效果。

最早VR设备普遍采用非球面透镜的方案，减轻了球面透镜（凸透镜、凹透镜等）产生的球面像差问题，即靠近边缘的平行光经过折射后，与光轴相交的点偏离焦点，出现画面模糊的情况。

但非球面透镜太重了。最早的VR盒子用上它的时候，轻则七八百克，重则上千克，纵使画面清晰一些，戴上后也只会成为“颈椎杀手”。

直到菲涅尔透镜的出现，给光学镜片来了一次重量“大卸货”，才让VR眼镜开始走向更轻薄的路线。它把一个透镜中不改变光路的部分全部挖掉，剩余的部分继续用于成像，一举成为目前主流的光学镜片方案。

但菲涅尔透镜同样存在问题：镜头各处曲率不变，焦距无法进一步被压缩，整体仍然较重；同时由于曲面不连续，成像精度受限。

要想进一步提升成像质量、同时减轻镜片重量，必须另辟新路。这种情况下，Pancake折叠光路设计逐渐进入VR光学研究人员的视野。

之所以被称为“折叠光路”、“Pancake”，除了它能实现光路折叠，压缩VR设备体积以外，还因为它与Pancake煎饼有相似之处，即镜片更轻薄。

毫无疑问，Pancake光学方案正在成为全VR行业的趋势性技术，其中就包括最新发布的PICO 4 VR一体机。

发布一个月以来，PICO 4以轻薄性和性价比获得了不少好评，背后同样离不开对Pancake的软硬件一体吃透。

以PICO 4上的Pancake光学方案为例，与应用菲涅尔透镜的PICO Neo3相比，不仅前端主体重量降低了26.2%，厚度也减少了38.8%。

Pancake光学方案实现折叠光路的原理，主要基于4种组件：线性偏振片（LP）、四分之一相位延迟片（QWP）、半反半透镜（BS）和反射偏振片（RP或PBS）。

其中玻璃砂，四分之一相位延迟片又叫四分之一波片，用于将圆偏振光通过四分之一相位延迟，变成线偏振光；反射偏振片用于透过和反射不同的线偏振光；半反半透镜又称分束镜，用于将入射光分成相等的两部分，50%反射，50%透射；线性偏振片则能起到一个过滤的作用，保证只有特定取向的偏振光才能穿透并进入到人眼中。

从图中来看，Pancake光学方案实现折叠光路的关键，在于利用偏振分光膜和分束器对不同偏振光的“选择性透射”原理，实现光路的折叠与压缩。

听起来似乎并不复杂，回溯时间线也会发现，最早从2016年开始，就已经有Pancake光学方案的技术布局了。

为什么直到2022年，这项技术才逐渐成为行业的新趋势？

事实上，要想做好Pancake方案并不容易。从技术和生产两方面来看，主要难点就至少有四个：

其一，容易产生寄生反射（Parasitic reflectio，透明物体底部表面产生的不必要的反射）。多余的光线在透镜中反复折返，可能会产生鬼影或眩光，进而降低图像质量。

其二，光损高导致亮度低。由于光线每次经过半透半反膜，会损失50%的光强，因此Pancake理论最高光学效率在25%，这样对显示器和工艺精度的要求更高。

其三，视场角（FOV）较小。Pancake方案随着镜片增多，理论上能实现的视场角更加有限，这也与设备轻薄相悖。

其四，成本高、良率提升难。据中信证券调研，光学膜是Pancake方案的核心成本项目，合计占比在70%左右，其中尤以反射式偏振膜成本占比最高。

为了解决这些研发难题，目前有几种不同的Pancake折叠光路设计的技术实现，包括单片（1p）、两片（2p）和多片式。

虽然核心都是基于偏振光的原理、用上面4种组件打出“组合拳”，但这几种方案的优缺点并不一样。

目前，最主流的Pancake方案是双片式。在清晰度较高、厚度较薄的情况下，也能将成本控制在一个较低的范围内。

VR新趋势下，如何选择产品？

毫无疑问，新技术带来新体验，VR产品也开始成为越来越多人新奇科技体验的首选。

随着Pancake技术趋于成熟，从坚持VR赛道的Meta和PICO，到内容生态巨头索尼，再到互联网科技大厂苹果谷歌，全都在押宝Pancake光学方案，如今各家纸面实力似乎也都很强。

但问题是，在一个技术创新和产品迭代都处于“混战”的时期，选择什么样的VR产品，对个人消费选择来说最有谱？

或许标准答案还很难给，但至少可以从三个维度参考：

一是技术。

二是内容生态。

三是用户使用量。

首先得有技术上的保障，这其中又细分为两个层面。

第一层保障是技术力本身。

今年也是VR前沿技术爆发式落地的一年。除了硬件光学上的Pancake技术，还有交互感知上最新的手势识别、面部追踪、眼球追踪等技术，乃至与外界交互时的彩色透视技术等。这些是否应用到最新产品上，都是决定产品是否有技术保障力的关键。

然而相比第一层前沿技术本身，更重要的第二层保障在于将技术推向平民化、大众化的能力。

换而言之，便是降低技术使用门槛、实现大规模量产的能力，而这也是决定用户是否购买一款电子消费产品的关键所在。

例如Meta最新的Quest Pro虽然一经发布就吸引了不少目光，上述Pancake技术、手势识别和面部追踪等能力一样不少，从技术力来说确实“够硬”。

BUT，看到1500美元（超过10000元人民币）这个价格，你还会心动吗？

此外内容生态，也是重要一环。

对于VR产品而言，持续、吸引人的内容同样是具备关键竞争力的体现。

这方面国内外的思路又略有差异，国外的VR应用除了娱乐外，更大的目标方向集中在办公场景上，例如小扎天天宣传的在元宇宙里“开会办公”，甚至大有取代一系列现有移动平台的架势，本质上是基于国外远程办公的趋势去布局应用的结果。

相比之下，国内大部分用户目前购买VR还是出于休闲娱乐的考虑，这其中不仅有视频内容上的需求，如看电影、蹲点虚拟主播的直播、甚至在VR中看真人线上演唱会、乃至于“沉浸式”体验世界杯等。

此外，运动健身也是国内用户的新需求，包括室内瑜伽和“虚拟教练”等；更进一步地，还有用户开发出了用VR进行内容创作的“新技能”，前段时间在社交媒体上爆火的《你的名字》3D场景绘画，就是基于VR创作的。

除了对国内外市场差异化需求的把握，处于发展初期阶段的VR生态，也更看重品牌对生态的扶持和带动能力。

在用户数量明显不能够形成对开发者自然吸引力的情况下，品牌是否可以在自制内容、扶持计划、大IP合作等方面持续发力，先对用户进行生态进行“补贴”，吸引开发者一起把生态的蛋糕做大，也成为一个重要因素。

这些动作都需要有着长期投入的决心和行动，从这个角度看，相比于当下很多只能all in在硬件上的“VR小厂”或“VR创企”，Meta和PICO这类VR头部品牌，显然更具备跨越VR生态竞争这道高门槛的实力。

最后，还需要关注用户层面的数据：直观的出货量、销量、使用时长、体验反馈等等。

道理也很简单，大众电子消费品，特别还是前沿技术落地进程中的电子消费品，怕就怕小众。

一方面，卖得好卖得多的产品，销量本身就是认可，例如根据IDC 最新报告显示，2021年全年全球AR/VR头显出货量达1123万台，同比增长92.1%，其中VR头显出货量达1095万台，就已经突破了年出货量一千万台的行业重要拐点。

另一方面，硬件有了量上的积累，软件和内容生态上才会得到持续的作用力，接着才会源源不断提供更多更丰富的体验和内容，就像苹果手机和iOS生态一样。

最后，作为前沿技术落地的电子消费品，越多人用就会提供更多维度和更大数据上的反馈，迭代也才有基础性保障——而且出货量大的玩家，也不容易中道崩殂，长尾服务上有保障。

回顾当年智能手机混战，最终留下来的仍然是服务体验优化、内容生态稳固的公司。即使期间出过一些昙花一现的品牌，在没有持续技术投入和生态构建的情况下，最终销声匿迹，对用户而言得不偿失。

对于VR而言同样如此。

作为一个大众级电子消费产品，虽然当前阶段尚属“小众”，但随着越多人用，内容供应也会变得越来越多，体验优化也会在跟进中越变越好，会逐步成为主流和大众。

你同意吗？体验过最新“煎饼”加持的VR产品了吗？