Karl Guttag:Magic Leap 2应用到To B的可行性分析

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​上个月,Magic Leap宣布新一轮融资时一并公布了Magic Leap 2的设计图。值得注意的是,Magic Leap 2定位是to B,而从设计图来分析似乎并没有那么简单。

简单来看,Magic Leap 2依旧保留1代的设计语言,在设计逻辑上进行精简和优化,看上去并没有什么新功能加入。

作为光学专家,Karl Guttag一直都关注Magic Leap的动向,甚至5年前就对Magic Leap初代产品进行过预测,信息可靠性相当高。根据现有Magic Leap 2消息,Karl再次进行分析。因为Magic Leap 2定位to B,因此本文中会结合HoloLens来对比。

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1,Peggy Johnson所透露信息

上个月Magic Leap主要发声渠道主要有两个,一个是官方信息(包括现任CEO Peggy Johnson的博文),另一个是Peggy Johnson接受CNBC的采访文章。

以下是一部分重点信息,红色部分不是原文,而是Kral的标注:

CNBC的Julia Boorstin提到:这款眼镜的一个特点是,可以将背景透视变暗,从而更好的进行AR内容显示;

Peggy Johnson表示:你所说的[将现实世界环境变暗]功能十分重要,这对例如外科医生等群体至关重要,通常手术室内灯光非常充足,在这种环境中Magic Leap 2依然可以显示数字内容;

我们将[垂直方向上的]FOV提升了一倍;

我们在光学上提高了图像显示质量、色彩显示效果、文本易读性,但对更多商业用户而言,更重要的是Magic Leap 2减轻了尺寸和重量,它将是一款全天候佩戴的设备;

CNBC的Tyler Mathisen提到:如果你本身佩戴视力矫正眼镜,那么还可以使用Magic Leap 2吗?

Peggy Johnson表示:如果你佩戴眼镜,我们可以将其嵌入,从而让头显可以更靠近你的眼睛,这对AR眼镜佩戴和对焦来说非常重要[并不是这样,不需要靠近],您只需要嵌入进去即可,我们已经支持。

Magic Leap 2

Magic Leap 2

从上面的回答来看,Magic Leap 2似乎加入了电子调光模组,从而实现快速调节外部光线的透过率。FOV方面尽管说有翻倍提升,但实际上主要提升在垂直方向。Karl表示:提高画面质量和文本可读性(如果是真的)的同时还能提高FOV,很可能会采用更高分辨率的高端LCoS光机。而在视力矫正方面,他们仍然仍然通过插件式的模块来解决,意味着出瞳距离并不大,因此并不会像HoloLens那样可以直接佩戴眼镜使用。

2,从官方图分析和猜测

Karl在光学方面拥有丰厚的经验积累,并Magic Leap 2和Magic Leap 1图片进行对比分析。

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上图对比图,左右两侧连线中,蓝线提到两颗摄像头位置和大小规格变化,红线提到摄像头的角度。

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上图中放大Magic Leap 2单侧光学和Magic Leap 1对比,来观察内部视觉设计,从图中看,Magic Leap 2相比Magic Leap 1有以下区别:

  • 1,前端更薄一些,外侧更平整,造型跟方正;
  • 2,Magic Leap 2后侧头箍可旋转;
  • 3,依然有线缆连接,但由两根改为单根。有线连接问题在于不可预测的危险,例如在正常使用中可能存在拉扯到线缆的问题,也会导致断开或损坏的情况;
  • 4,有两种不同大小的摄像头,可能是FOV更大。Magic Leap 2中间两颗摄像头似乎和Magic Leap 1正面两侧摄像头相同。
  • 5,手势追踪摄像头稍微向下倾斜;
  • 6,Magic Leap 2中间摄像头下方还有一组传感器,而在Magic Leap 1上则没有;
  • 7,Magic Leap仍在使用光波导,极有可能是衍射光波导;
  • 8,目测有两层不同结构压,并有眼球追踪传感器。Karl猜测,外侧是电子调光层(变暗),内侧是光波导模组;
  • 9,眼球追踪传感器从Magic Leap 1的底部转移到Magic Leap 2的左下/右下角。

2-1,FOV扩大一倍(垂直方向)

Peggy Johnson公布了一组示意图,用来描述Magic Leap 2和Magic Leap 1的FOV大小对比。而Karl在图中继续添加了HoloLens 1、HoloLens 2的FOV作为参考。

Karl Guttag-Magic Leap 2-ML2-to-ML1-HL1-HL2-comparison-copy

和大多数的AR眼镜不同,Magic Leap 2有着更大的垂直向FOV。

当前主流的视频比例为16:9,这在一定程度上推动着AR眼镜的发展。不过在不少专家看来,更接近正方形1:1的显示对AR和VR来说更友好,因为它更符合人眼视觉习惯。我们从HoloLens上也能看到这一趋势,HoloLens 1是16:9,HoloLens 2是3:2,而Vuzix Blade是我印象中唯一一款纵向分辨率超过横向分辨率的AR眼镜。

当某些事情从表面看错误时,背后原因往往是“另一种方案更糟糕”。​对Magic Leap的光波导技术来说,扩大垂直向FOV比横向FOV更容易些,虽然他们可以将波导进行90度旋转来实现,但这也会导致耦入以及眼镜边框设计更困难。

3,或仍为LCoS光机

显示技术上并没有太多变化,Magic Leap 1当时就采用LCoS,现在有更多LCoS可选,也支持更大的FOV。Karl不明白,为何做出这种变化,很可能跟光波导有关。

4,电子调光的劣势分析

在Peggy Johnson博客和CNBC的采访中都提到,“电子调光技术(可能)有技术上的进展。Johnson提到:电子调光在AR眼镜上是一项率先被应用的技术创新,可以让AR眼镜在明亮的环境中使用”。Karl表示,除非她所讲的是Karl知识范围外的技术突破,否则这个说法听上去有些夸张。

虽然电子调光本身的确值得讨论一番,但它也有一些缺点:

  • 1,透明状态下透光率通常小于40%,因此未调光时就会遮挡60%环境光;
  • 2,通常会带来一些画面损失,例如色差、色散或衍射等;
  • 3,偏振技术带来的极化效应,尤其是在同样采用偏振技术的LCD上,可能成为潜在问题的诱因;
  • 4,非偏振方案通常需要更高电压(一般12V以上),而且速度比偏振方案更慢。

当然不排除Magic Leap研发出经过改进的新型调光技术,但更有可能是他们会忍受上面的一个或多个问题,并采用现有技术。

5,核心问题仍然是亮度不足

2018年时,Karl实测了Magic Leap 1的亮度约210nit。作为对比,HoloLens 1约320nit,HoloLens 2约500nit。目前高端智能手机超过600nit甚至更高。甚至,Lumus Maximus拥有超过3000nit亮度。

Karl认为,Magic Leap 2加入电子调光技术的创新功能,核心问题仍然是亮度不足。

6,视觉辐辏调节冲突问题

在2013年的投资者报告中,Magic Leap表示对VAC(视觉辐辏调节冲突)问题上做出重大突破,最终落实在Magic Leap 1上有两组光波导模组,每组设定不同焦距。而支持双焦距可能会导致虚拟图像显示上存在一些问题。

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尽管VAC是Magic Leap 1上重要技术突破,而Peggy Johnson在采访中并没有提到这项技术。结合她所讲的,例如:提高画面显示效果,增大FOV等,Karl认为Magic Leap 2上可能放弃了采用上代中双焦距设计方案。

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没有屈光度调节的光波导模组焦距在无穷远处,HoloLens 1和2均在光波导后加入屈光透镜(通常无法看到,因为设计外侧被外侧护镜遮挡),Magic Leap 1则是在耦出光栅加入屈光度调节(图右侧)。

这一点,在《Optical Architectures for Augmented-, Virtual-, and Mixed-Reality Headsets》一书中也提到,本书作者Bernard Kress就职于微软公司,在书中164页提到:耦出光栅可能会降低图像的MTF,尤其在镜头的偏移方向,因为耦入和耦出不完全对称。因此,不同颜色的光谱无法完美补偿显示,并在镜头偏移方向产生LCA。

简单来说,Kress所讲的Magic Leap 1的耦出光栅进行屈光图调节的方法通常会降低画面显示质量,双屈光度的Magic Leap 1需要调节耦出光栅屈光度。而假设Magic Leap 2只有一个焦距,接下来如何去设计也值得关注。

6-1,近焦和远焦

双焦距的设计不仅是学术课题,而在企业级应用同样值得讨论。因为大多数针对游戏或娱乐场景设计的AR和VR头显焦距都设置在2米左右,这个焦距下眼部肌肉相对放松,观看1.5米或更远处时,几乎不会出现严重的VAC问题。

而如果焦点设为2米,VAC问题通常出现在近距离使用,例如长时间观看手上的物体(此时距离约0.3米)会导致视觉疲劳或头晕、头痛等。Peggy Johnson在CNBC采访中提到医生的应用场景,因为他们经常在近距离、长时间的工作。因此,可能有以下情况:

  • 1,Magic Leap支持双屈光度,但会降低图像质量;
  • 2,具有近看和远看两种观看模式;
  • 3,忽略远近焦点问题,提供更好的画面质量。

7,瞳距调节

Magic Leap 1有两种不同型号,很多人会认为这是因为大家的头围不同而采用这种设计,实际的重点在于人眼瞳距范围太广。而通过两个型号去适配不同瞳距人群,在后期使用上并不方便,这需要后端配备足够多的设备才行。

单一型号设计,势必会无法满足部分瞳距用户需求,因为专注于提供IPD调节就更为重要。目前来看,并没有消息表明Magic Leap 2有多个IPD的型号。

8,面向企业级应用的可行性

众所周知,Magic Leap一开始专注于消费级应用,包括娱乐和游戏,第一款硬件Magic Leap 1也是如此,但很显然它失败了。随后宣布转型to B,但是这家公司已经烧光融资金额,随后又宣布将Magic Leap 1定位为to B硬件,直到Magic Leap 2直接宣布面向to B领域。

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HoloLens 2人体工学设计

Karl认为,或者是Magic Leap 2设计太过于复杂,或者是没有足够的资金去开发to B的硬件。虽然HoloLens 2显示效果很糟糕,但是在人体工学设计上得到了改善。

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Magic Leap和HoloLens FOV示意图

更重要的是,相比HoloLens 2,同样定位企业级硬件Magic Leap 2存在以下不足:

  • Magic Leap 2出瞳太小,无法直接佩戴眼镜使用,佩戴眼镜的人需要再单独定制视力矫正镜片才能使用。它也排除了一些偶尔使用的场景,例如博物馆、展览馆等类似场景;
  • 在很多to B应用中,眼部周围视野阻挡可能是一个安全问题(图,Magic Leap和HoloLens眼周视野示意图),周围视野无遮挡问题此前也讨论过很多次,可参考另一篇文章;
  • 在部分环境下,有线线缆连接可能是潜在障碍物或危险源,由于电缆自重可能会导致产生不对称的拉力。对比Magic Leap 1和Magic Leap 2,不仅眼镜靠近眼睛,而且镜腿和摄像头模组也遮挡了大部分周围视野;
  • Magic Leap 2似乎也没有很好的头部支撑。上图(HoloLens 2人体工学设计)HoloLens 2有前额支撑,同时还可选配顶部的柔性头戴。

所以,与消费级的Magic Leap 1相比,Magic Leap 2在企业级上最大的一个特点可能就是拥有更大的垂直向FOV。

9,专利或受花旗银行控制

Karl在2019年11月10日报道称,Magic Leap公司所有专利都被用于银行抵押。而实际上,在2019年11月7日,Magic Leap就将所有专利都出售给了花旗银行,2021年10月12日,USPTO公示了这些专利。

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通过上图来看,最新的5亿美元融资可能并不包括知识产权部分,因为这部分被花旗银行持有。因为还没有看到详细条款,所以也不知道拿回专利需要什么条件,具体什么时间能执行等。所以我们假设Magic Leap在没有专利背景下获得5亿美元融资,估值20亿美元,结合过往记录也能说明一些情况。

10,结论:消费级产品加上企业标签

到目前为止,Magic Leap 2似乎印证了Karl在Rony Abovitz在职时对Magic Leap 2针对to B市场的猜测。然而,这些转变似乎只在营销上,并没有体现在产品设计上。

通过HoloLens 2等将电池和计算单元后置的方式,解决线缆问题会相对轻松一些。但是,如果想既要解决VAC,又要眼部周围视野无遮挡,那就需要对整个光学系统进行重新设计,这是一个大工程。

Karl猜测,Magic Leap可能没有足够的时间和资金去完整的重新设计,而是选择通过在消费级类型的产品加上“to B”的标签,就像是2019年12月推出了硬件完全一样的面向企业的Magic Leap 1(由Magic Leap One更名为Magic Leap 1)一样。

原文:Karl Guttag

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