2010年,Magic Leap和微软就开始研发AR技术,直到2012年Oculus才成立,AR/VR经过了13年左右的时间,虽然受到越来越多人关注,但发展依然缓慢。VR的主要应用场景还是游戏,但VR游戏只是游戏市场的一个分支,规模始终有限。相比之下,AR面临更多技术和成本问题,发展进度远不及VR。回顾过去的AR/VR发展,投资人Matthew Ball发表了万字长文,详细分析了我们想知道的许多问题,比如:为什么AR/VR头显还没有取代手机,这项技术差在哪,到底还要走多久?此外,也解释了许多人对AR/VR技术的一些误解。
以下是这篇文章全文,青亭网针对部分内容进行了修饰:
过去13年AR/VR大事件
当前的AR/VR发展热潮已经持续约13年之久,回顾这十几年有许多大事件,比如:
2010年:Magic Leap成立;微软开始开发HoloLens;
2011年:索尼开发PS VR;谷歌开发Google Glass原型;
2012年:Oculus成立;
2013年:Google Glass探索者版;
2014年:Meta收购Oculus;谷歌发布VR盒子Cardboard和SDK;Snap收购智能眼镜公司Vergence Labs;
2016年:Oculus Rift、PS VR、Daydream VR、HoloLens问世;Snap发布初代Spectacles眼镜;亚马逊开始开发Echo Frames;
2017年:Meta发布Oculus Go;
2019年:微软发布HoloLens 2;Google Glass企业版;Oculus Quest和Rift S;亚马逊Echo Frames;
2020年:Quest 2发布;
2021年:谷歌实验室回归,再次开发AR眼镜;字节跳动收购PICO;
2022年:Meta发布Quest Pro;Magic Leap发布ML2;索尼公布PS VR2;谷歌演示AR眼镜原型;字节跳动发布PICO 4。
Matthew Ball
展望2023年,许多消息灵通、财力雄厚的公司发现,XR技术比预期的要难得多。谷歌在发布Google Glass时曾预测,80%的人都戴眼镜,因此到2015年AR眼镜年销售额有望达数千万台。然而实际上,Google Glass只卖出几万个。而在2015到2016年时,Meta CEO Mark Zuckerberg曾坚信,十年内外观自然的AR眼镜将成为日常生活的一部分,并取代智能手机的各种功能,比如接听电话、分享照片或浏览网页,而大屏幕电视将变成一个1美元的AR应用程序。现在看来,Meta在2025年之前可能都不会推光学透视的AR眼镜。
2016年,Epic Games创始人/CEOTim Sweeney曾预测,在5到7年内VR将发展至PC般的规模,外观也会缩至太阳镜大小。然而7年过去了,这一目标可能还需要至少另一个7年才能实现。另外最新报道称,苹果的AR眼镜曾定于2023年首次亮相,后来推到2025年,现在已经被无限期推迟了。而Snap刚推出Spectacles时,引发众人排队购买,但在后续迭代三次后,Snap却不得不裁掉大部分AR硬件部门,将重点回归移动端AR。
2019年,Magic Leap的估值为70亿美元,而到了2021年缩水了66%,估值仅剩25亿美元,而这比它的累计融资额(35亿美元)还低3亿美元,足以说明AR开发烧钱且进度缓慢。到了2022年1月,沙特阿拉伯的主权财富基金在向Magic leap投资4.5亿美元,并获得了Magic Leap多数控制权,而Magic Leap的估值此时似乎已降至5亿到10亿美元。
技术方面,AR/VR在过去13年时间取得了实质性进步。商业案例部署也越来越多,比如应用于土木工程和工业设计、电影制作、装配线和工厂车间、VR虚拟教室/实验室等等。通过Avatar参与者可在VR中与同伴进行眼神交流,其效用是显而易见的。VR在安全培训中也越来越受欢迎,特别是在石油钻井平台等高风险场景,可培训员工安全作业,避免生命危险。另外,约翰霍普金斯大学已经用XR设备辅助手术现场一年多,曾用于恶性脊柱肿瘤切除手术。而如果在高端VR头显Varjo Aero上玩微软飞行模拟器,便能感受到未来VR的样子。
这些案例在技术上给人留下深刻印象,意义重大,而且比以往任何时候都要好。尽管如此,按照十几年前的预期,AR/VR的未来现在早该实现,然而时至今日,依然没有被主流消费者或企业广泛采用,也没有足够多的"杀手级应用场景 ",市面上已有的各类AR/VR应用前景,依然还需要几年时间发展,而距离AR/VR取代手机、电脑还有很远的距离。
的确,部分VR游戏销量比往年大幅增加,甚至有几款营收超1亿美元,但几乎没有任何一款有可能被大量人群定期使用的可能性。另一方面,在VR交流、发表演讲比Zoom体验感更好,但使用起来麻烦,功能有限,且很难劝说其他人也使用,因此在VR上能做的事少,VR没有达到iPhone那样多功能。
硬件方面,Meta Quest 2销量很好,自2020年11月发布以来,预测已卖出2000万台以上,与Xbox Series X和PlayStation 5的销量大体相当。实际上,这三个游戏设备几乎是同时发布的,但相比之下Quest 2发展之路要难得多。举个例子,自1994年以来,PS1-PS4已售出近5亿台,为PS5带来很好的基础和动力,而且Xbox、PS产品在推出三年后也还在增长,相比之下Quest 2在第二年销量就有所下降。
值得注意的是,虽然Quest 2、PS5、Xbox Series X的用户规模相当,但活跃用户数量、体验频次/时长还是存在差异。截至2022年3月,PlayStation 5的用户平均每月使用该设备50小时,或每天大约2小时(比PlayStation 4在其生命周期的同一时刻多15%)。严格来讲,Meta Quest 2对AR/VR并不像iPhone对智能手机的意义。而且在iPhone出现之前,智能手机也定位在明确、大规模的市场,并非只有前景。更重要的是,AR/VR在电脑、智能手机、平板电脑、游戏主机后才出现,人们已经拥有多样化的计算设备,除非AR/VR可以替代其中的一个,否则不太可能被大规模采用。
当然,XR设备不会一下子取代现有的设备。最初,可能会有数以亿计的人将AR/VR与游戏机、PC和智能手机一起使用,其中可能有数千万人放弃后者中的一个,另外数亿人将在更长时间内继续使用AR/VR和2D设备,在合适的时机,这种转变才会来到。
另一方面,也有人认为AR/VR将补充现有的计算设备、为人们带来更多便利。比如霍普金斯大学脊柱融合实验室主任Timothy Witham博士认为,用AR做手术就像是用GPS驾驶汽车,GPS不会代替汽车或是车载电脑,同样AR/VR也不会取代现有的计算设备。AR/VR要想成功,需要的不是颠覆传统,而是变得更好、更快、更便宜或更可靠,但这一目标似乎还很遥远。相比之下,GPS已经有更多应用场景,不只能用于导航,手机上很多app也需要GPS定位,比如Siri、Tinder、Yelp、Spotify等等。然而GPS也经历了30多年(上世纪90年代才进入非军事领域)才在成本和质量方面成熟,成为日常生活的一部分。
表面上看,XR进展缓慢并非由于缺乏投资,过去15年里,已经看到多次大规模投资。比如Meta公司每年在XR上投入100-120亿美元,而且已经持续了几年,目前累计支出约400-500亿美元,并还在增长。然而,Meta第一方VR应用Horizon Workrooms、Horizon Worlds质量却不尽人意,受到广泛吐槽。尤其是Meta Avatar只有半身形象这件事,经常被人关注。苹果在XR上的投入规模不能确定,但它是美国前20名的专利申请者,多年来,这些专利的30-50%都与XR等沉浸式技术相关。据The Verge报道,苹果有数千名员工在研发XR头显,而且已经有好几年了。Snap和谷歌仅在XR相关的收购上就花费了数十亿美元。
微软的投资也不得而知,但在2021年,美国陆军曾计划以220亿美元购入12万台HoloLens(按阶段交付),相当于每台设备18.3万美元(包括软件、维修、数据中心服务),无疑为广泛的研发提供了资金,然而首批产品在2022多场实地测试中得到良好结果,其中80%产品会导致 "影响任务的身体损伤",如头痛、眼疲劳和恶心。因此截至目前,陆军仅实际购入5000台HoloLens,花费350万美元,而在2023年1月,国会拒绝了陆军为该项目申请的4亿美元预算,仅批准4000万美元(10%),用于开发新版HoloLens。一周后,微软宣布裁员1万人,以广泛削减成本。据彭博社报道,HoloLens部门受到的影响很大。
许多企业家、开发者、高管和技术专家仍然相信XR是未来(包括我),并且最终取代大部分PC和电视屏幕。当然,从计算设备发展趋势来看,显示设备越来越接近我们的脸,UI/UX体验也更加自然和身临其境,进一步提升使用率。但为什么这个未来还没有来到?AR/VR依然如此落后?钱都去哪儿了?都取得了哪些进展?最重要的是,我们还要经历多少次寒冬,才能看到XR的春天和夏天?
VR就是体感游戏主机吗?
在美国,一半以上的家庭都拥有一台游戏主机。通常,游戏主机是用户在家能拥有、使用、接触到的最强大的计算设备,甚至超越iPad Pro。即使你平时用企业级PC/Mac来办公,这些设备也主要放在办公室。相比于高性能游戏PC,游戏主机的优势是价格更实惠,有时候只是购买和主机性能相当的PC显卡,价格都会更贵。受益于巨大的规模经济,十年多来,标准的游戏主机出货量达到了50-150MM(MM即百万,相当于5千万到1亿5千万),因此成本更低。另一方面,厂商通常采用“剃刀和刀片”商业模式,为游戏主机提供100-200美元左右的补贴,再通过应用抽成将收回补贴的成本。相比之下,显卡或显卡厂商没法从游戏交易中赚钱。
与其他主流电子设备相比,游戏主机算力曾一度更加强大。以至于在2000年,日本政府由于担心索尼PS2被用于全球规模的恐怖主义,甚至曾限制该设备出口。而到了2002年,美国商务部长Don Evans甚至指出,"昨天的超级计算机就是今天的PlayStation"。埃文斯的观点是强有力的,但说反了,应该是:今天的PlayStation将是明天的超级计算机。在2010年,美国空军研究实验室曾用1760台索尼PlayStation 3,建立了世界上第33大的超级计算机:秃鹰群(Condor Cluster)。据预测,该计算机只有同规格系统成本的5%到10%,功耗节省90%,同时功能也足够强大,可用于雷达增强、模式识别、卫星图像处理和人工智能研究。
然而在许多方面,市场对游戏主机的包容度高。2020年发布的PS5和Xbox Series X重量接近9斤,体积比鞋盒还大,但这似乎并不影响其受欢迎程度。在这一点上,用户对游戏主机没有像其他消费电子设备那么高。当然,游戏主机通常放在固定的位置,体积大也没关系,甚至有一定优势,那就是可以集成大风扇和大面积进气/排气口来增强散热。而这将有效降低硬件成本,因为不需要像手机那样需要特殊的小尺寸元件。另外,索尼微软的游戏主机直接插电,不需要电池,因此也缩减了体积和产生的热量(甚至缩减风扇体积),而且不用担心续航问题。
网络连接方面,游戏主机通常支持Wi-Fi和以太网两种,不需要移动网络。此外,游戏主机也不需要自带显示器,可连接电视,进一步“节省成本”,同时也给用户更灵活的选择(比如1K或4K分辨率、LED或OLED屏幕)。通常,大多数电视放在人面前6-10英尺距离,除非电视尺寸超70英寸,否2K以上的分辨率往往不实用。相比于AR/VR头显,电视显示质量稳定,因为它一般放在环境光可控的固定环境中,而不是随身携带或在户外使用。
从硬件设计来讲,游戏主机也比AR/VR更容易,它可以将很多功能转移到其他外设上,比如可单独购买的手柄、耳机、蓝牙模块等等。而且游戏主机是娱乐设备,一些高端功能对它并不重要,比如运动追踪、精准物理模拟、照片级逼真感、办公协作等等。游戏主机的用途主要就是玩游戏,不需要像电脑那样同时运行多个程序或进程,而且游戏即使不支持物理模拟,也能足够好玩,因此不需要特别高端的配置(相比之下VR更需要物理模拟来实现沉浸感)。
当我们讨论VR/AR/MR时,经常拿游戏主机进行对比。经常有人评论,AR/VR体验看起来比十年前的游戏主机还要差,但价格确实后者二倍。这是因为3D场景的视觉渲染工作比2D要难得多,受到很多因素制约,所以VR/AR/MR头显的画面将永远比游戏主机差,毫无疑问。
限制AR/VR的因素都有哪些呢?首先,重量。任何设备都需要足够轻才能适合经常、长时间使用。通常,人们对AR/VR头显的可承受重量为300-700g,理想的重量视应用场景、使用时长而变化。因此,VR设备要比PS5或Xbox Series X轻90%左右,比任天堂Wii轻60%,甚至比任天堂Switch还小一点,外观还要美观舒适。而AR眼镜则必须更轻,虽然它可能很难像普通眼镜那样只有15-40g重,但仍然必须低于150克。重量局限自然也严重限制AR眼镜能具备的计算能力。
更重要的是,AR/VR硬件通常需要搭载电池,进一步增加了重量/体积和成本,而续航则决定了设备的使用时间。此外,电池会产生大量热量,长时间戴在头上并不输入。因此AR/VR硬件的电池需要体积小、重量轻,同时又要大功率、高效率。
其他的一些限制AR/VR的因素还包括:需要内置扬声器和麦克风,以及多个摄像头阵列(普遍认为至少要12个)、眼球/面部/手势追踪模组、陀螺仪等传感器。而且,AR眼镜还需要移动网络芯片,这又增加了重量和体积,并消耗电量、产生大量热量。
另外相比于传统游戏主机,AR/VR自带屏幕,而这将带来散热、重量、成本等问题。由于AR/VR屏幕靠近人眼,因此屏幕的像素密度需要足够密集(最低8K,16K更加理想),所需的像素数是普通电视屏幕的数倍,因此成本相当高。
AR/VR要做的工作远比游戏主机复杂得多,比如环境识别和理解、目标定位、颜色和形状预测、材料和纹理分析、物体分类、物体行为理解和预测等等。此外,还要识别反射、透明表面,提示用户周围的边界和风险。而在AR/VR社交中,还需要眼球/手势/姿态追踪功能,才能在Avatar上实时体现用户动作。AR/VR的主要用途是模拟和投屏,比如在VR中接入视频通话,实现手机的作用。相比之下,游戏主机不需要具备这些额外功能,只需将算力集中在图形渲染上。
而在图像渲染方面,AR/VR为近眼显示方案,因此屏幕分辨率至少要8K才理想,相比之下广受喜爱的Switch掌机屏幕分辨率只有720p。这意味着AR/VR每秒要渲染的像素几乎是Switch十倍。而Xbox Series X和PS5虽然可选择各种规模的屏幕,但最高也只支持4K。
然而,分辨率/像素数量只是AR/VR显示的一方面,另一方面还要看刷新率。大多数游戏的目标刷新率是60Hz,也有一些支持120Hz或更高,不过通常刷新率太高可能会牺牲渲染清晰度。比如,《堡垒之夜》支持60Hz、4K分辨率,如果将刷新率调高到120Hz,分辨率会下降至1440p。在Switch上,《堡垒之夜》最高刷新率仅30Hz。
此外,许多游戏更注重内容复杂性,而不是视觉规格,而运行复杂的内容则需要大量计算能力。例如2022年发布的《哥谭骑士》(Gotham Knights),它是3A级游戏,但却仅在30Hz刷新率运行,而这个刷新率对于AR/VR来讲远远不够。由于AR/VR的目标是模拟逼真的现实,人们普遍认为AR/VR头显的刷新率须达120Hz到240Hz,才能避免用户产生眩晕。用户在AR/VR中通过手柄、手势交互,但这些活动主要以视觉呈现,当屏幕非常靠近人眼时,输入和输出之间的任何滞后都会更加明显,从而出现感知差异。因此,AR/VR每秒渲染的像素要比传统显示设备多很多,而这意味着很多热量、需要大量电力、硬件体积也更大。最重要的是,占用了大量算力,甚至可能牺牲游戏的视觉保真度和内容复杂度。
相比于VR,AR受光学技术的限制更多。大多数消费级笔记本可实现300-600尼特亮度,企业版通常可达1000尼特,而电视的亮度则为600-1500尼特。这些设备主要放在室内,因此不需要特别特别亮,相比之下,智能手机要在室内、室外都能用,因此屏幕亮度要达到2000尼特才能在阳光下清晰显示。然而在实际情况下, 即使阳光没有那么亮,也会让手机屏幕看起来很暗。AR眼镜面临同样的问题,如果要全天候使用,它必须支持更大亮度,但这很耗电,会影响续航。另外,AR眼镜需要足够透光,用户才能看清楚周围的物理环境,因此AR需要在两种光学设计中做选择。一种是提升AR图像的亮度,避免因透过环境光而变暗,而另一种则是降低环境亮度,比如采用遮光罩或将透镜调暗。然而,有选择性的调亮或调暗很困难,计算量很大,目前还没人能解决。
当然,AR的续航问题也有一些解决方案,比如将计算单元和电池拆分为分体式模块(可放在包里、台面上等等),好处是能减轻佩戴在头上的重量。在医疗场景中,AR眼镜计算单元可放在手术台上,眼镜仅配备摄像头、扬声器、显示模组和麦克风。VR也有这样的设计,比如PC VR,或是PS VR。尽管PS5主机体积大、重量重、功能强,但好处是散热好,直接插电,没有续航问题等等。一些专利表明,Meta的AR眼镜将配备一种类似心脏起搏器的装置(计算单元),可挂在佩戴者的腰带上或放在口袋里。而一些传闻显示,苹果AR/VR头显将采用专用的"中继站",可放在用户客厅或办公室周围,功能类似于AR/VR的主机。尤其是企业级AR头显,它在办公场所为员工共享,不需要配备通用组件、无线芯片、长效电池,或有美感的外观。这些AR头显通过企业的充电站换入和换出,并统一进行维护。尽管这种设计成本不低,但足以为企业客户接受,因为它们是共享的,还可以带动收入,而不仅仅是有趣。
AR/VR体验感更好?
AR/VR有很好的机会,不管这项技术在商业上是否成功,它都代表了令人难以置信的技术进步,随着行业不断推进AR/VR,它将展现出惠及所有人的价值。
实际上,所有消费技术都曾面临困难,并做出权衡。不同的是,AR/VR需要的优化有很多方面,包括散热、重量、续航、分辨率、刷新率、摄像头、传感器、成本、尺寸等等。马克·扎克伯格多年来一直坚持AR/VR技术,并年复一年为其花费100多亿美元,正是因为要解决这些问题。Meta的钱被投入到光学、LED、电池、处理器、相机、软件、操作系统等方方面面。如果扎克伯格能够解决AR/VR技术问题,并且竞争对手落后于Meta多年,那么AR/VR的资金回报可能会非常大。在2021年初,扎克伯格曾表示:"我们这个时代最难的技术挑战,可能就是将一台超级计算机装进外观普通的眼镜框里。这很难,但它是将我们的物理世界和数字世界结合起来的关键。"
考虑到AR/VR面临的技术难题,那么即使有人觉得AR/VR画质起来像来自Wii,这也能算是一种恭维。这就像是再说,一个成年人背着一个50磅的背包,一边解数学问题一边跑100米,速度和一个12岁的孩子一样快。当人们评判Meta第一方VR应用的视觉完成度时,却不知道这种设计背后的权衡。人们普遍认为,Horizon、Meta Avatar很糟糕。然而,将它们的图形与第三方VR游戏(如VRChat或RecRoom)相比较,并不十分公平。Meta可以提升第一方VR应用的保真度,但却没这么做,因为图形"只是计算方程的一部分。牺牲了图形质量,Horizon Workrooms可将会议规模从2人扩大到8人,而这可能会将刷新率、Avatar清晰度、眼球追踪的准确性减半,同时也更耗电。而Meta Avatar,尽管只有半身形象,而且图形比较粗糙,但它的优势是跨应用通用,这样你就不用在每个不同的应用中切换形象。
实际上,Meta的AR/VR技术已经有很多进展。最初,Oculus Quest是纯VR设备,但Quest Pro扩展了VST混合现实模式。在2016年时,Meta的VR产品是Oculus Rift,它的分辨率只有1K,刷新率90Hz,重量达500g,价格为400美元,且不配备光学定位系统,需要使用外部基站。在2020年Oculus Quest 2问世,它和Quest 1的续航和价格一样,但像素数量翻了两番,并支持120Hz刷新率。相比于Rift,Quest系列头显加入了4颗Inside-Out摄像头,可通过这些摄像头透视周围的物理环境。2022年,Quest Pro将分辨率提高到大约5.25K(色彩对比度提高了75%),并加入RGB摄像头,用彩色透视取代了原来的灰度透视。Quest Pro的传感器数量增加了3倍,共有12个(支持手部追踪、面部和眼部追踪)。Quest Pro也是Quest系列首个支持 "注视点渲染 "的型号。通过跟踪用户的眼睛,Quest Pro可将重点渲染在用户正在看的地方,并降低余光部分的保真度,从而优化计算。这种方案仍需要将显示屏提升至8-16K,这样余光部分的分辨率可达2-4K。
当然,Quest 2和Quest Pro的进步是有代价的。Quest 2只能选择性支持120Hz模式,较复杂的游戏被限制在90甚至72Hz。Quest Pro的最大刷新率为90Hz,而且续航比Quest 2足足缩短了三分之一,只有两小时。而重量则重量增加40%,达到700克。价格也翻了几倍,达到1500美元。相比于更理想的8-16K分辨率/120-140Hz刷新率,4K分辨率/90Hz刷新率仍有数倍差距。这还只是渲染的像素数量,我们还没谈到保真度,甚至模拟的复杂程度。更重要的是,Quest的摄像头依然不能很好的理解周围的世界。
随着时间的推移,AR/VR的技术差距将有望缩小。如果苹果在今年春季公布AR/VR头显,这将成为一个重要的时间点。苹果生产了在生产世界一流的硬件,尽管依赖第三方代工厂,但其能力是无与伦比的。同样,苹果的硬件、操作系统和界面协同工作,如果苹果正式进军AR/VR硬件,将有潜力向整个行业展示这项技术的最佳实践。苹果擅长并经常打破长期停滞不前、发展缓慢的计算方式,比如GUI、MP3播放器、智能手机、平板电脑和智能手表。
在00年代初期,苹果的两大热门产品iPod和iPhone,主要是采用外部元件,尤其是计算芯片。其制造规模和专业知识够用,用户群和开发者生态规模较小。相比之下,苹果在2023年变得不再一样。现在苹果有能力制造世界上最强大的微型系统芯片,其手机、平板电脑、智能手表的出货量超越世界上任何其他设备制造商,这反映了其制造能力和产品的受欢迎程度。此外,苹果拥有世界上最赚钱的开发者生态,它也是其最受欢迎的品牌之一。
苹果可以将AR/VR头显也引入其硬件和软件生态,比如使用利用用户的iPhone为其供电,替代分体式计算模块,或用Apple Watch来实现手部追踪等等。因此,苹果AR/VR头显更有可能受欢迎,更有可能实现高性价比、配备最优质的UI和应用生态,每美元成本将产生最大的性能,并将配备最好的界面和最多的应用,这么说不是没有道理的。更重要的是,苹果AR/VR技术可能与现有技术不同,而是会带来更好、更多的功能。按照苹果一贯作风,其首款头显应该比现有的AR/VR技术不止好一点。尽管如此,其价格可能会达到2000美元甚至3000美元,这样的价格将限制苹果AR/VR市场,中短期内,使其不得不定位于电影、动画创作等专业3D开发场景。
通常,新技术必须经历一段使用率有限,但不断增长的阶段。此前,计算机、网络技术仅在大型企业、公共研究实验室和政府应用,普通用户不仅负担不起,也不会很好的使用。而对于VR来讲,最初的用户可能是以3D为核心的企业,以及儿童、年轻人中的游戏玩家。我们不能断言技术成熟的时间,或是技术成为主流的时间,你应该问的,应该是什么时候出现什么技术,谁在使用,为什么使用,有什么目标。而决定这些问题的因素有很多,比如AR/VR设备的组件成本、功能、零售价格,或是有价值的软件等等。这些也是Meta关注的问题,现阶段该公司为了降低售价、推动采用率,会为每台VR头显补贴100-200美元,因此希望通过VR商店收入来平衡补贴,这将大量的用户使用率和应用交易收入。
假设Quest 2卖出2000万台,那么Meta大约补贴了30亿美元,更别提该产品的研发成本。而对于苹果来讲,即使其AR/VR头显的毛利率达到35%,也要被数千万甚至数亿用户使用,才能算成功。
AR/VR可以有很多应用场景,比如VR观影、VR体育直播、虚拟会议、虚拟教育、VR生产力工具、VR游戏等等。行业在这些场景已进行很多尝试,但目前为止这些应用的受众还未达到数百万级。而这就造成了一个鸡生蛋、蛋生鸡的问题。如果没有吸引人的内容体验,用户不会大规模购买AR/VR设备,但如果没有庞大而活跃的用户基数,AR/VR平台也吸引不到开发者。因此,我们可能看到很多3D应用开发者,但VR开发者很少。
硬件可能是阻碍AR/VR发展的原因之一,毕竟市面上还没有最小可行的VR产品。要想让VR起飞,它将需要配备8K显示屏,并支持120Hz刷新率,从而降低用户眩晕的可能。另外它需要搭载十几个摄像头、重量小于500克、价格低于1000美元,甚至500美元。现阶段AR/VR用户体验也有待优化。去年10月,前Reality Labs顾问CTO John Carmack表示:"Quest的基础可用性还有待提高",用户的VR体验经常 "莫名其妙中止",而且"应用程序启动时间很慢,场景切换存在异常"。卡马克还透露,在2022年Connect期间,Meta内部员工想在VR中参加活动,却用了20分钟,多次重启设备才进入。更重要的是,VR要想和其他替代品(手机、电脑等计算设备)竞争,它的规模可能要比最低规格要求要高得多,才能被看做可行的产品。
当下,游戏依然是VR的主要场景,尽管很多人吐槽Quest的图形粗糙,但图形对游戏并非最重要;游戏玩法和趣味性更重要。虽然VR玩家乐意吐槽Meta,但他们清楚VR游戏好玩。参考1959年的《太空站!》、它的图形并不完善,但依然受欢迎。1993年,即使是基于文本形式的MUD游戏("多用户地下城"),也吸引了互联网总流量的10%。而2016年,Niantic刚推出《精灵宝可梦Go》时,该作只能勉强算是AR游戏,它还不支持3D世界理解、物理交互模拟等具有AR特性的功能。尽管如此,该作还是在全球爆火,积累了数以亿计的玩家。六年后,Niantic为其加入越来越多AR功能,该作的终身收入超过50亿美元。
另外,目前最受欢迎的游戏如Roblox、我的世界、Free Fire、游戏里面、糖果传奇等等,它们的图形并没有照片级保真度,这是开发者对美术风格的选择,并不影响玩家对游戏的喜爱。值得注意的是,图形上的改进也从未将非游戏玩家转化为游戏玩家,而直观的交互(物理运动等)却有能力转化用户,比如Wii Sports、吉他英雄。
VR游戏的体验感需要超越其他娱乐方式,如电视、阅读、棋盘游戏、龙与地下城、PC游戏等等。这样才能吸引用户来玩。但在休闲娱乐领域,VR并没有打赢其他内容,仅仅只有几百万用户,这并不够回报VR厂商的投入。的确,VR游戏具有更好的沉浸感,更直观的交互,以及更精确、复杂的控制。但其缺点也很多。据预测,VR的用户基数大约是2500-3000万,相比之下3A级游戏设备的用户基础(Switch、PlayStation、Xbox、PC)大约是3.5亿。此外,世界上大多数最受欢迎的游戏大多在2D平台,而不是在VR上。因此,很多VR用户只有少数朋友能和他们一起玩VR,这对于VR游戏是一个重大缺失。梅特卡夫定律指出,随着一起玩游戏的朋友数量增加,游戏体验也会更好。因此,VR游戏需要足够好玩,才能弥补玩家不能和好友一起玩的缺失,从而吸引游戏玩家选择VR。也就是说,VR游戏的乐趣需要超过游戏的社交乐趣。
最受人们欢迎的游戏不是VR游戏,说明VR游戏内容还不够受人喜爱,这也对上游硬件产生影响。就拿PS VR2来讲,当玩家已经花费549美元购买PS5后,还需要再花400-500美元才能玩上VR,这很难推动VR被采用。更重要的是,VR还不支持大规模多人游戏。比如VR大逃杀游戏,每场比赛只有二十几个玩家,相比之下手游、PC、游戏主机的大逃杀游戏却能支持50-150人。另外,AR/VR头显的算力局限,也影响了AR/VR能实现的游戏玩法,以及续航、舒适度、重量、分辨率等方面。
正是由于这种现状,大部分大型游戏公司放弃开发VR游戏。不仅VR玩家玩家基础太小,已经拥有VR设备的用户也会将大部分游戏时间和支出集中在非VR平台上。的确,VR的保有量、使用量和收入都在增长,但速度还不够快,在可预期的3-5年内,游戏开发商还看不到VR足够大的机会,因此很难优先为VR开发游戏。虽然游戏公司曾将非VR的作品移植到VR上,但大多数游戏不适合这种方式。索尼移植《Gran Turismo》是一个很好的选择,因为它是第一人称游戏,有相对可预测的行为,而且多人模式规格少(同时渲染的数量更少)。因此,调整游戏的控制或体验并不困难,而且算力有限的VR设备仍然可以运行该游戏。相比之下,《生化危机7》没有赛车游戏结构良好,但仍采用第一人称视角,而且玩法仅限单人游戏,离线就能玩。
而像《堡垒之夜》或《使命召唤》这样的游戏,根本无法被移植,因为它们是专门为非VR平台设计的。这体现在游戏许多技术决策上,比如大规模地图、高分辨率、100多名玩家竞技等等。而且,《堡垒之夜》是第三人称,在VR中容易引起眩晕。另外,建筑内部的设计方式、跳跃或射击的机制等游戏内容复杂,在PC和主机上操作起来已经很困难,在Switch、手机上更难,更别提VR。
一些2D多人游戏支持VR,但原本是为2D界面设计,并非专门针对VR,但这限制了游戏在VR中的玩法,不能很好的利用VR特性。即使是像Rec Room或VRChat这样的热门VR社交游戏,也不再只支持VR。据说,90%的普通用户在访问此类社交游戏时使用的是2D设备。可以肯定的是,这些游戏在VR中体验更好,但它们在VR之外却更受欢迎,这反而给了开发者更多动力,并说明用户购买VR设备的意愿较低。这也是为什么,Meta一直在收购VR开发团队。Quest的开发生态还不能吸引很多大型或初创游戏工作室,因此只能通过收购,来打造优质的第一方VR游戏。在Meta收购的VR工作室中,有许多是盈利的,并可以独立运用。Meta收购它们后,便可以更积极地投资,从而推动VR游戏收入,以及平台的用户规模。
对开发者来说,VR还存在另一个问题,那就是VR平台多、迭代速度快。VR产品迭代有助于推动技术目标,但这也将用户数量分散。Meta Quest Pro就是一个很好的例子,它比Meta Quest 2的性能强得多,但用户规模可能都不到Quest 2 5%。。因此,大多数开发者只能同时为这两个平台提供游戏支持,由于它们配置不同,这也限制了VR游戏对VR硬件特性的利用,同时也减少了用户购买Meta Quest Pro的必要性。
今年,Meta将发布Quest 3,它的发展预计会受到Quest 2制约,但Quest 3可能比Meta Quest Pro更畅销,因此将进一步打击专注于Pro的开发者。这也是为什么,游戏主机的迭代周期在6到8年,期间只会小幅迭代,比如PS 4 Pro。甚至于,相互竞争的游戏主机的功能差距也不大,重点是迎合主流2D游戏玩法,而非大幅创新。游戏主机厂商意识到,大多数游戏是为主流游戏主机和个人电脑而开发的,因此不太深入支持一些主机独有功能或性能。
现阶段,PS VR2展现了独特的功能,其依托于PS5的用户基础,未来将有足够大的潜力。相比于HTC Vive、Meta Quest,PS VR2在性能上具有优势。比如,它比Quest Pro轻100克,分辨率高10%,刷新率高33%,而且PS VR2游戏在技术上和视觉上都更加复杂。PS VR2的价格位于Quest 2(400美元)和Quest Pro(1500美元)之间,但你需要购买PS5才能使用PS VR2,这大约需要1100美元。
当然,PS VR2也存在不足,比如分体式设计不便携,以及色域预计比Quest Pro少40-50%,而混合现实模式也仅限于黑白单色。另外,PS VR2的屏幕还未达到理想VR的最低规格。
除了硬件外,PS VR2与众不同之处在于内容生态。首先,索尼可以说是本世纪最成功的3A级游戏开发商,比其他任何游戏公司推出的原创热门游戏更多。因此,可以期待PS VR2推出更多高质量VR游戏。对于VR平台来讲,内容是成功的关键因素之一。参考Valve在2020年推出的VR独占游戏《半衰期:艾利克斯》,虽然该作的质量在今天依然是VR天花板,但仅靠这一款VR大作,并不足以打动很多玩家。
在未来的几年里,PS VR2可以成为索尼重要的驱动力,为PS生态带来任天堂、Xbox不具备的优势。同时,索尼还可以通过为PS VR2构建第一方VR游戏,驱动新的利润来源,并进一步吸引玩家。PS VR2还有一个意义,就是帮助索尼为VR打基础,以应对未来游戏平台向AR/VR转移的潜在趋势。
值得注意的是,索尼是屏幕和光学器件的领先供应商(据报道,索尼为苹果的大多数移动设备,以及AR/VR设备提供显示模组),因此PS VR2可借助索尼的内部制造和研发能力,共同推进显示技术和VR技术发展。
不过,由于PS VR2生态只是PS5的一部分,因此其用户规模不会超过PS5。截至目前,索尼已经卖出3000万台PS5,这一数字有望在2025年增长至6000万台。如果每四个PS5用户中就有一个购买PS VR2,那么到2025年,PS VR2的用户基数可能达到1500万台,这对于3A级游戏开发商来说仍不够,难以推动他们去开发VR独占游戏。而且开发者不太可能只开发PS VR2独占游戏,而是也会在Quest 2等VR头显上发布。
实际上,行业对VR游戏的关注有点偏离VR初衷。总体来看,游戏市场很小,每年收入不到2000亿美元,一些3A级游戏仅占其中3.5亿美元。这样小众的市场,并不足以让AR/VR设备进入全球数亿人的手中,更别提数十亿人了。然而,几乎每种潜在的VR应用都是类似的情况,在企业解决方案方面,甚至更艰难。企业特别不愿意接受新的平台,尤其是那些需要额外硬件的平台。因为这很昂贵,部署新的设备、培训员工、采用新的流程和软件模型、推动方案迭代成本很高,而且费时费力。因此,市场上大多企业都在等待VR商业案例规模化、更成熟,而现在还远未达到这一水平。事实上,大多数企业软件都没有VR模式,VR独占的软件方案也很少。即使用VR开会比视频会议更有效,也很少有企业愿意费力去采用VR头盔。VST头显可以在电脑屏幕周围显示虚拟的分屏,这个应用有一定潜力,但实际上,为员工配备多个显示器很容易,比购买Quest Pro更便宜,而且无需培训就能用。
前面内容主要讲了VR,接下来讲讲AR。很多人认为,AR眼镜更有潜力,甚至某天能取代智能手机,并成为全球最主要的计算平台,日活用户达到数十亿人。实际上,一些VR头显正在通过支持VST混合现实模式,为AR奠定基础。但由于AR发展较晚,技术远不如VR成熟,因此AR发展要更落后于计划。正是为了绕开AR的续航和光学问题,才诞生了基于VST透视的混合现实头显。
就拿HoloLens来讲,微软在2016年发布首款HoloLens,2019年发布HoloLens 2,HoloLens 2的分辨率是上一代三倍,视场角增加了60%,处理器核心数量是原来四倍,但所有的重量和尺寸都一样,仍然是头盔大小。然而,价格却从原来的3000美元上涨到3500美元。
此外,HoloLens 2的视场角只有人眼正常视力的20%,分辨率2K但刷新率仅60Hz。而且是在2K分辨率和60赫兹的情况下。尽管支持环境识别功能,但HoloLens 2能识别的东西很少,分析的信息更少。
在消费级AR市场,Snap的Spectacles具有一定代表性。初代Spectacles于2016年发布,重45克,并不支持AR显示。后来在2021年,Snap推出支持AR显示的Spectacles AR眼镜,加入了GPS和3D渲染功能,分辨率达到1K,视场角仅26.3°,而设备重量却增加近两倍,达到135克。相比之下,普通眼镜重量不到50克。而且,其续航不到30分钟。然而,Spectacles AR眼镜的进步却不算多,只是加入了AR环境理解、入耳式扬声器所有这一切的好处都是适度的--基本的、有背景的AR覆盖(例如,田野上的蝴蝶),一个远不如任何AirPod的入耳式扬声器,以及穿戴式相机。
很多人认为,如果没有电池技术、无线电源、光学和计算机处理方面的非凡进展,我们根本不可能看到想象中的AR/VR设备,AR/VR也不可能取代智能手机,或是拥有几亿日货用户。对此,Epic老大Tim Sweeney的看法并不乐观,此前他曾预期AR/VR设备还需5-7年时间发展,但后来又改口称,虽然AR是未来,但从Magic Leap等公司的发展来看,AR不仅需要新的技术,还需要新的科学突破,才有可能取代智能手机。Sweeney还指出,他不清楚这需要多少年,也许是10年,也许30年。他只希望能在有生之年看到AR成功,对此他并不十分确定。
元宇宙是下个阶段?
文章开头我就提到,AR/VR发展速度令人失望,理想的AR/VR设备仍然需要很多年。读到这里,你可能对这一现状的原因有了更好的理解。重要的是,我们不清楚,是什么导致人们对AR/VR普遍存在错误的乐观情绪。答案可能有很多种,比如人们以为AR/VR也能像智能手机一样飞速发展,拥有数百万亿用户,从2G迭代到4G,并成为现代生活中通讯的关键设备;或是认为AR/VR也能吸引苹果、谷歌等大公司入局,为其构建如iOS、安卓的开放平台,或是在Meta努力下,成功构建新的AR/VR平台;而且,AR/VR是新兴的领域,人们自然对其有很大期待。在2010年,人们可能不会想到,AR/VR需要超高分辨率和刷新率,才能避免眩晕。这需要经过长时间的原型开发、测试,才能发现。
那么经过13年对AR/VR的投资,虽然我们无法预测未来还需要多久发展,但也许可以参考智能手机发展史来进行预测,毕竟AR/VR的目标之一就是取代手机。据悉,第一台移动电话在1973年问世,而第一个无线数字网络是在1991年,第一台智能手机则是在1992年推出(来自IBM)。苹果在1994年曾推出平板电脑,(缺少移动网络芯片组),而主打企业客户的黑莓手机在90年代末起飞,WAP在1999年跟进(该技术使大多数手机可访问原始版本的万维网),以及第一个D2C媒体服务在21世纪初在日本出现。苹果在2007年才推出初代iPhone,而安卓和苹果应用商店在2008年出现。很明显在2007年到2008年,出现了从PC/本地计算到移动/云计算的阶段性转变,这距离移动技术出现已经过30多年。后来直到2014年,才有一半的美国人拥有智能手机,到了2020年,拥有智能手机的世界人口才达一半。
现在看来,并不是所有普通人都拥有智能手机,因此认为AR/VR在几年前取代智能手机,是很大的错误。的确,以前出现过技术加速发展,超过中间技术的例子,比如在中国电子支付直接跳过了信用卡,在一些市场手机发展赶超了PC。但手机目前还有一定发展空间,在尺寸、屏幕分辨率、续航、亮度、成本等方面还有待提升。相比之下,主流AR/VR头显也建立在底层移动技术上,也许能比智能手机更快将新技术从实验室交付到消费者手中,但在提供给广泛消费者之前,它还需要更多时间来完善。
那么,当元宇宙这个新的热门概念被炒起来后,我们又将看到哪些发展?这项技术又将在何时到来?它能否到来?通常,人们容易将元宇宙与AR/VR相关联或混淆。但重要的是,你要意识到设备只是设备,也许它们会成为访问元宇宙的最佳/首选方式,但设备只是访问元宇宙的方式。AR/VR与元宇宙的关系,就像是触屏智能手机与移动互联网的关系。设备无疑扩大了移动互联网的使用对象、时间、地点、内容、频率和效果。但移动互联网不是智能手机,移动互联网也不需要触屏。要访问移动互联网,你甚至根本不需要一个视觉界面,用语音助手就行。
这样看来,AR/VR硬件的局限反而可能影响元宇宙发展,抑制其增长。如果AR/VR是元宇宙唯一入口,那么它们将限制进入元宇宙的对象、时间、地点、原因、时长和效果等因素。而那些从未用过高端AR/VR设备的人,或是未体验过AR/VR过山车等复杂内容的人,可能会低估这项技术和元宇宙的非凡性。让老人使用和熟悉AR/VR很重要,他们在年轻时可能没玩过双模拟游戏手柄,在使用VR时也存在一定门槛。相比之下,从小就玩《塞尔达传说》、Roblox的这一代年轻人,似乎可以更快习惯VR的头部运动追踪等特性。
相比于VR,AR体验感有很大的不同,它在物理环境之上渲染3D虚拟物体,同时还需要扫描周围环境,并模拟AR与使用者、环境之间的物理交互。现阶段,AR在智能手机上得到迅速应用。尽管移动AR没有AR眼镜那样直观、沉浸,但它已经在全球拥有数十亿人用户,而且每年技术都在进步。现在的智能手机越来越擅长环境扫描,甚至可以将真实物体转化为3D模型。而通过机器学习算法,移动AR能进一步理解真实世界,并在此基础上渲染3D AR内容,或是将扫描转化的3D模型叠加在真实环境上。
随着AR/VR被证明存在诸多挑战,越来越多人开始发掘元宇宙在智能手机上的可行性,这超出人们预期,但也很重要。在2022年,元宇宙概念提出者Neal Stephenson就曾表示:我在《雪崩》一书中创造了元宇宙一词,这本书于1992年出版,当时我曾预想元宇宙基于VR平台,但这并不是一个疯狂假设。后来,我还曾进入AR公司Magic Leap,推动以AR为基础的Magicverse。值得注意的是,我在写《雪崩》时,游戏并没有成为主流。而现在随着游戏技术发展,数十亿人可以在2D屏幕上轻松浏览3D内容。尽管基于键鼠的2D UI并不符合大多数科幻小说的预测,但科技发展常常基于现有的技术。比如,人们普遍使用的键盘就是基于机械打字机设计。考虑到人们已经对现有技术产生依赖,如果开发者在构建元宇宙平台时,没有考虑到这些用户,那就会走错路。因此我预计,前期大量元宇宙内容将主要基于2D屏幕(主流市场),而AR/VR将作为可选项,为未来更便宜、更先进的AR/VR硬件作准备。
的确如此,Stephenson在《雪崩》中曾预测,本世纪10年代中期,经常使用AR/VR眼镜的人将超过一亿。然而到了2023年,AR/VR依然难以打开主流市场,2D设备依然是元宇宙最有潜力的平台。比如,世界上最受欢迎的3D平台Roblox就是主要基于2D,截至2022年底,其日均用户已突破6100万,月均用户超250万,月均使用时间近50亿小时。而平台的UGC世界则近1亿个,每个世界都具有货币交易、通信套件、虚拟化身、门户等功能。值得注意的是,Roblox的增长并非短期,即使在疫情缓和后,它仍在增长,日活用户同比增长了18%,每日玩家使用时间增长3%,相比于2019年第四季度,该平台整体增长了近100%。
实际上,2D界面足以满足许多3D体验,Roblox就是众多例子之一。尽管Roblox支持VR模式,但从根本上说,它并非专为VR设计,VR只是其支持的设备中一小部分。值得注意的是,Roblox用户中有90%来自智能手机和平板电脑端,使用触屏来交互。与Meta的VR社交平台Horizon Worlds相比,Roblox的月活用户是前者的1250倍以上。此外,Roblox的用户规模也相当于VR社交应用Rec Room和VRChat的20-60倍。
尽管如此,Roblox的成功值得AR/VR学习,因为它在2004年就开始开发,2006年正式推出,而直到2020年之后才被大家广泛关注。实际上,是在硬件技术发展后,Roblox才实现了更多样化的体验。同样,将AR/VR作为虚拟社交平台的选项也很重要,这可以让软件应用尽量与AR/VR硬件发展同步。实际上,随着VR设备被更多人采用,Roblox似乎也在筹备专门的VR应用。
驱动Roblox发展的另一个主要因素,是游戏在青少年一代的普及。随着iPad平板电脑普及,越来越多小孩学会了使用它看视频、玩游戏,并养成了刷屏的手势,甚至看书、看杂志都想用手势放大或翻页。现在,一些从小使用iPad的孩子大概已经12到13岁,甚至有一些即将成年,而他们则构成了一群内容消费者,愿意为内容付费,或原创内容。这些媒体消费者现在正在花自己的钱购买内容--有些已经在自己创造内容。在这些内容消费者眼中,这个世界是互动式、沉浸式的,他们想要不再只是看视频、分享视频这种被动体验,而是交互式的游戏和社交,比如Roblox或我的世界。他们喜爱社交互动,因此更愿意拥抱VR等还在发展初期的新技术。每年,交互式社交的目标平均增长1.4亿儿童,这些儿童年龄在8到9岁之间,都是iPad活跃用户,他们的出现抵消了2021年以来不再使用或减少使用iPad的用户。
因此,我们也许可以将计算平台发展分为三大基本阶段:
第一个阶段,是出现基于该技术的最低可行性产品;拿iPad来讲,它在2011年实现了第一阶段;
第二阶段,则是有一代人从小使用这项技术长大;直到过去几年,才看到一代iPad用户的影响力;
第三阶段,是从小接触新技术的用户,成为创业者,比如在20世纪90年代互联网时期成长的马克·扎克伯格,就靠开发Facebook成立了大型科技公司,或是移动互联网时代的90后企业家Evan Spiegel。从小体验沉浸式社交平台的一代人正靠近第三阶段,因此该技术有正向发展的潜力,但VR的发展时机就还无法确定。
VR可能已经进入第一阶段,或者,它可能即将到来,又或者可能还需要十年。当然,VR也可能永远不会成为主流(以数十亿台设备来定义),而是成为主流AR背后的技术积累。与其问一项技术何时成功,更应该问何时会发生什么,谁会来使用,为什么会这样,要达到什么目的等细节问题。因此,我们也无法确定某家公司何时采用某硬件或某服务,或是建立某项业务的时间点是否太早或太晚,这并没有固定的答案。智能手机在本世纪00年代兴起,尽管黑莓、Palm、诺基亚、Windows Mobile等品牌已经问世十年,智能手机出现的节点也不晚,因为它找到了正确的手机界面、交互方式(触屏)、价位和核心市场(消费者)。而到了10年代初,再进入智能手机市场(比如Windows Phone)已经太晚了。另外Snapchat、Instagram、TikTok等社交应用,在智能手机出现至少7年后才问世,但依然获得广泛应用。尽管如此,它们还不能取代Facebook,因为Facebook比iPhone、安卓手机更早亮相。
那么最后,元宇宙的发展进展到了哪里?只有时间能给我们答案。
参考:MB