科幻作家尼爾·斯蒂芬森也許不會想到，自己在1992年出版的科幻小說《雪崩》為英文世界帶來的兩個新詞——Avater與Metaverse，會在21世紀再次成為科技與人文的前沿。

其中，Avater（化身）成為了詹姆斯·卡梅隆導演大作《阿凡達》的名字，這部電影不僅開創(chuàng)了3D電影的新紀元，還兩次登頂影視票房冠軍；而Metaverse（元宇宙）則在今年成為科技界炙手可熱的新概念，備受資本追捧。

雖然近年來VR內(nèi)容質(zhì)量、內(nèi)容豐富度在迅速提高，但VR設(shè)備的佩戴舒適度正成為限制用戶使用時長的關(guān)鍵因素，毫無疑問，VR設(shè)備輕薄化成為了全行業(yè)都在努力攻克的命題。

不可承受之重——主流VR頭顯重量均超1斤

VR頭顯，到底有多沉？

目前，市場上的主流VR頭顯的重量大多在300g以上。而最主流的VR一體機設(shè)備，由于集成了電池、攝像頭、計算平臺，重量往往會超過500g。此外，VR一體機往往性能越強，重量越重。例如，Quest 2的重量為503g，而HTC VIVE Focus 3的重量更是高達785g。

不難想象，頭頂一臺重達一斤的VR頭顯，往往沒有任何舒適可言。流媒體平臺Netflix的創(chuàng)始人Reed Hastings就曾在2016年時表示，VR不是Netflix重點投入的方向：“帶上VR頭盔，恐怕看上20分鐘視頻你就精疲力竭了。”

在絕對的重量之外，VR頭顯的另一大問題，在于重心過于靠前。VR頭顯主體位于人眼前方，用戶必須使用綁帶固定頭顯。而對于輕度用戶而言，戴好VR頭顯、拿起手柄戳選菜單打開游戲，遠遠不如掏出手機一般簡單方便。笨重的VR頭顯不僅降低了用戶體驗，也大大提升了用戶使用VR設(shè)備的門檻。

既然用戶怨聲載道，VR頭顯為何要做得如此笨重？事實上，這與當下近眼顯示設(shè)備的技術(shù)路線息息相關(guān)。

人類的眼睛與相機鏡頭一樣，只有對焦到物體之上，才能獲得清晰的畫面。然而，無論是人眼還是鏡頭，都無法直接對焦在距離極近的物體上。因此，VR頭顯必須配備特殊的光學結(jié)構(gòu)，才能讓用戶看到清晰的畫面。

此外，在輔助人眼對焦的同時，VR頭顯還需要保證一定的畫質(zhì)及FOV（視野角）。目前，主流的VR頭顯產(chǎn)品大多采用了菲涅爾透鏡的解決方案，透鏡與顯示面板之間必須保持一定距離。這一方案能保證畫質(zhì)與成本的相對可控，但整個顯示模組的體積與重量都很難壓縮。

（圖：HTC VIVE拆解圖，透鏡模組占據(jù)了巨大的體積 圖片來源：poppur）

如今，為了實現(xiàn)VR頭顯的輕薄化，VR硬件從業(yè)者們都在尋早菲涅爾透鏡之外的解決方案。

從頭盔到眼鏡，VR輕薄化并非易事

2019年來，越來越多的VR頭顯設(shè)備，開始采用Pancake折疊光路技術(shù)，以降低頭顯厚度。

與菲涅爾透鏡方案不同，Pancake方案配備了具備半反半透光學性能的鏡片組，讓光線可以在兩片或多片鏡片之間反復傳導，以減少透鏡組的厚度。在Pancake方案中，鏡片組無需與顯示面板保持一定距離，因此，Pancake方案可以顯著降低VR頭顯的厚度。

今年5月，美國美國專利商標局公布了一份蘋果公司的專利申請，描述了一種用于頭戴式顯示器的光學系統(tǒng)。該系統(tǒng)采取了Pancake式的解決方案，這也許預示著，蘋果未來發(fā)布的VR頭顯設(shè)備很有可能采用Pancake方案。

但Pancake方案也存在著一定缺憾。例如，Pancake方案需要使用偏振膜降低顯示重影，這一過程會產(chǎn)生一定的亮度損耗。這意味著，Pancake方案VR頭顯若想實現(xiàn)與菲尼爾透鏡方案頭顯相同的亮度，需要采用更高亮度的顯示面板，這往往意味著更高的物料成本。

此外，Pancake方案仍然需要兩片或兩片以上的光學鏡片。目前，大多數(shù)Pancake方案VR頭顯的厚度仍然在20mm以上，難以實現(xiàn)更極致的輕薄。

而日前，VR/AR近眼顯示創(chuàng)業(yè)公司EM3發(fā)了新一代的VR原型機——EM3 ETHER，實現(xiàn)了僅6.8mm的整機厚度。與Pancake方案不同，EM3 ETHER采用了EM3自研的NEO-M透鏡方案，采用一組衍射透鏡，替代了傳統(tǒng)VR頭顯較厚的透鏡組，它具有更強的光線偏折能力與光線控制能力，可以在極短的焦距內(nèi)實現(xiàn)光線的匯聚及清晰成像。而采用這一方案的VR頭顯產(chǎn)品，也可以實現(xiàn)更極致的輕薄。

（圖：EM3 ETHER原型機）

（圖：菲涅爾透鏡、Pancake與NEO-M方案VR頭顯體積及厚度對比）

采用NEO-M透鏡系統(tǒng)的EM3 ETHER，重量僅有35g。在畫質(zhì)方面，EM3 ETHER也并不含糊，它采用了兩塊獨立的Micro-OLED顯示面板，并支持2.5k的單眼分辨率與90度的FOV。EM3官方稱，下一代產(chǎn)品有望實現(xiàn)110度的FOV。據(jù)悉，EM3 ETHER有望在2022年投入量產(chǎn)。

在VR發(fā)展初期，“VR眼鏡”這一并不專業(yè)的稱呼曾風靡一時。如今，在Pancake與NEO-M方案的助力下，VR頭顯成為了真正意義上的“VR眼鏡”。

站在更遠的尺度看，從VR頭顯到VR眼鏡，這一變化的意義其實遠遠不止于輕薄。輕薄VR頭顯不僅讓用戶的頭部減負，更直接降低了VR的使用的實際與心理門檻。而更加便捷的VR設(shè)備，才是開啟元宇宙時代的關(guān)鍵所在。

輕薄化VR頭顯，如何加速元宇宙時代到來？

2021年，元宇宙概念的火爆，讓資本市場再一次關(guān)注到VR/AR行業(yè)。咨詢機構(gòu)Gartner此前發(fā)布的報告顯示，VR/AR已經(jīng)完成技術(shù)祛魅，正在成為一項相對成熟的技術(shù)。而輕薄化VR產(chǎn)品的出現(xiàn)，則可能成為進一步加速VR市場成長的加速器。

如果對標智能手機市場，這一趨勢就會更加容易理解。如今，外界公認的智能手機行業(yè)元年是2007年，而標志則是iPhone的面世。但事實上，iPhone并不是世界第一款智能手機。

在iPhone誕生前，諾基亞主導的的Symbian系統(tǒng)、微軟的Windows Mobile一度主宰智能手機市場，黑莓以及Palm的PDA手機也備受商務(wù)人士青睞。在2008年，Symbian及Windows Mobile系統(tǒng)的入門款智能手機已經(jīng)下探到1500元價位。

然而，當年的智能手機只是少數(shù)手機玩家、發(fā)燒友和商務(wù)人士的選擇，一直沒能成為手機市場主流。直到iPhone和Android系統(tǒng)普及，智能手機才受到主流用戶的青睞。

（圖：在2007年的iPhone初代發(fā)布會上，喬布斯列舉了當年的主流智能手機形態(tài)）

這背后的原因也并不復雜。早年的智能手機使用十分復雜，系統(tǒng)界面凌亂繁雜、操作繁瑣，讓許多初次使用智能手機的用戶望而生卻。而iPhone則憑借著大道至簡的設(shè)計，大大簡化了智能手機的使用方式。

自此之后，智能手機的使用門檻大大降低。如今，智能手機已經(jīng)演化為一個“外置器官”，成為了絕大多數(shù)現(xiàn)代人類不可或缺的工具。而iPhone奠定的智能手機原型（大屏、電容多點觸控、應用App化）也成為了沿用至今的行業(yè)標準。

不難看出，VR行業(yè)也在期待一款類似iPhone的顛覆性產(chǎn)品，它不可能是如今主流VR頭顯形態(tài)——超過1斤的重量，用綁帶固定在頭上，每次戴起放下都需要半分鐘以上的時間，平時需要裝在收納包里……

而眼鏡化的VR頭顯，就是解決這些問題的“銀色子彈”。它可以隨身攜帶，隨時戴起放下。在未來，融合VR/AR顯示的眼鏡甚至可以時刻戴在頭上。而到那時，VR/AR也真正意義上成為了身體器官的一部分，而我們也將正式邁入元宇宙的新時代。

如今，科技業(yè)對于元宇宙的討論大多局限于游戲領(lǐng)域，但元宇宙的范疇顯然不止于此。輕薄化VR解決方案的出現(xiàn)，則有望改變這一現(xiàn)狀。

與普通用戶相比，游戲玩家更愿意為沉浸式體驗付出更高的時間、金錢與認知成本。因此，相比輕度應用，VR內(nèi)容開發(fā)者們也更愿意開發(fā)游戲類應用，以獲得更高的商業(yè)回報。

而當VR設(shè)備變得愈加輕薄、簡單、易上手，更多輕量級VR應用也將呈井噴式發(fā)展。例如，我們可以隨時隨地戴上VR眼鏡，加入一場身臨其境的遠程會議，或是與遠在天邊的朋友開啟一場“云聚餐”……

到那時，元宇宙改變的將不僅僅是我們的娛樂方式，而是會融入到每時每刻的日常生活之中?，F(xiàn)在，我們只需期待一把開啟元宇宙的鑰匙，等待VR開發(fā)者們?yōu)槲覀儙砀?、更情報的VR解決方案。

關(guān)鍵詞： 它將 宇宙 進程