VR市场的一个崭新路标——苹果Vision Pro

时间： 2024-03-15 来源：KODENSHI（可天士公众号）

技术问答

虚拟现实（Virtual Reality），VR是利用VR设备模拟产生一个三维的虚拟空间，供视觉听觉触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般。

VR技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代，最初在美国空军的模拟航行飞行器中使用，来帮助飞行员进行训练。这一阶段的技术主要依赖于简单的图形表现，但由于计算机技术的发展，VR技术逐渐实现了从小规模到大规模的应用转变。

进入21世纪后，VR技术经历了大幅度的跨越性发展。2006年，一家美国公司发明了第一款可穿戴的头戴式VR头盔，这标志着VR设备的正式问世。随后，随着移动设备和计算机价格的逐步下降以及硬件性能的提升，VR设备开始在大规模商用市场中出现。VR技术已经被应用于多个领域，包括但不限于游戏、旅游、娱乐、培训、医疗、广告和设计。特别是在医疗领域，VR技术能够帮助医生提高操作技能，培训急救和手术操作，预计将成为医疗行业创新的一个重要驱动力。

展望未来，VR技术有巨大的应用前景和发展潜力。随着人工智能、5G等相关技术的发展，VR将在更多领域得到应用，如智能家居控制、教育、医疗、娱乐、军事训练等，并将继续拓宽其在虚拟化、数字化背景下的应用领域。因此，积极拥抱和挖掘VR技术的潜能对于推动人类进步具有重要意义。

2024 年2月2日，苹果最新产品Vision Pro正式发售。Vision Pro在硬件端展现了当前消费电子领域顶尖的水平，Vision Pro的设计以用户为根本出发点，集中了显示、芯片、交互领域大量的核心技术，打造出一个超能力的MR产品。更是让业界清晰地看到了Vision Pro采用的新技术。如果说之前各类VR（虚拟现实）产品更多是侧重于游戏类的“玩具”，那么Vision Pro有极大可能开启MR作为通用计算工具的时代，未来虚拟世界和现实世界的交融多了一丝实感，有望带来新一轮产业革命。

Vision Pro的显示技术

这次Vision Pro在光学显示上的技术突破备受关注，其带来的高清晰度可以做到让视频或图片有真实现场感，从而让眼睛信以为真，混淆虚拟和现实世界的边界。为了更好地显示效果，Vision Pro用了两块4K清晰度的Micro OLED屏加上玉晶光电的3P Pancake方案，带来了难以置信的锐度和清晰度。4K是二维显示的清晰度，如果放在三维显示领域，虚拟屏幕清晰度也差不多接近于人眼的极限，这在显示上突破了一个阈值。在三维显示里，分辨率的单位用PPD（Pixels Per Degree），意思是视野的每一度里面有多少像素。人眼的极限是60PPD。而Vision Pro 是40PPD，一定程度已经接近人眼极限。同时，Vision Pro采用的是OLED屏幕，这意味着更丰富的色彩和亮度。此时将会发生一个巨大的质变，用户可能无法区分现实和虚拟。在40PPD下，虚拟屏幕的显示质量已经几乎相当于4K显示器的效果，这意味着虚拟屏幕头一次可以和实体平面显示器正面PK。Micro OLED屏由台积电代工，索尼公司供应材料。

Vision Pro的3D空间建模

3D建模位置感知主要体现在两个方面，空间3D建模及空间定位，空间位置和环境感知上为了捕捉这些信息，Vision Pro用了整整12个摄像头。所有摄像头需要做到软硬件同步，得到的数据需要是完全同一时刻，再对这些数据做拼接，因为每个摄像头的画幅是有限的，而且需要一个高帧率的情况下去完成运算，至少要保证120帧甚至更高，为了防止在佩戴时出现眩晕感，所以对硬件处理芯片提出了更高的要求，这次Vision Pro用了两块苹果自研的芯片M2和R1，M2芯片是苹果用在笔记本电脑上的芯片，其性能强悍不用多介绍。M2处理器主要负责运行visionOS，执行先进的计算机视觉算法等。R1协同处理器主要负责处理来自12个摄像头，5个其他类型传感器（眼动追踪传感器、面部追踪传感器、躯干追踪传感器、手势追踪传感器、IMU传感器等），6个麦克风的数据信号，加速对于传感器数据的处理，降低延迟，以保证内容呈现实时性，并降低主CPU的负载，降低功耗。

Vision pro的手势识别和眼球追踪

如果说这次Vision Pro是带来了一场显示输出的重大革新，那么输入端的创新同样值得称赞。以往VR产品的手柄被扔掉了，而是采用了眼球追踪、手势、语音等多种融合式交互方式。由LED和红外摄像头组成的眼动追踪系统，可以将不可见光图案投射到每只眼睛上，能够判断用户当前注视的位置。这使得用户无需使用手柄控制，只需通过注视来浏览应用图标，轻点选择，轻扫滚动，或者发出语音指令即可操控。

Vision Pro外屏EyeSight外屏内部

一旦有其他人对你对视，你瞬间就可以看到对方，Vision Pro外屏EyeSight显示屏也看到你的脸和眼睛。当然，看到的脸是虚拟的，空间建模虚拟出来的人脸。

Vision Pro会通过内部摄像头和传感器生成你的人脸，然后VisionOS会将人脸“切片并插值”，接着渲染在EyeSight显示屏上，图像通过一层透镜再通过一层镜片，最终实现3D人脸图像的视觉效果。

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