Hypervision 的 Ultraslim 220 带来虚拟现实光学领域的范式转变:突破 100 度障碍
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发布日期:2025年12月15日 / 更新日期:2025年12月15日 – 作者:Konrad Wolfenstein
隧道视野的终结:220度视野如何革新虚拟现实世界
Hypervision Ultraslim 220:虚拟现实的圣杯近在咫尺。
虚拟现实行业正面临着一个有趣的困境:尽管我们现在手中的显示屏像素密度之高甚至挑战了人眼的极限,但在虚拟世界中,我们仍然只能透过一道数字裂缝观看。十多年来,传统VR头显的视野一直停滞在100到110度左右。其结果就是臭名昭著的“隧道视野”,它不断提醒我们戴着眼镜,而不是让我们完全沉浸在数字现实中。
但光学领域固有的僵化界限正开始瓦解。一场技术范式转变正在兴起,而引领这场变革的正是像Hypervision这样的创新型初创公司。随着能够实现高达220度视场角的新架构的出现,业界现有的教条——在紧凑性和沉浸感之间做出妥协——正受到直接挑战。
然而,这一飞跃远非仅仅是技术上的噱头;它标志着“沉浸式经济”新时代的到来。对于人类的方位感和安全感至关重要的周边视觉,首次成为硬件研发的核心。但这一进步也伴随着代价:从复杂的多显示系统导致的材料成本飙升,到对移动芯片组计算能力的极端要求,整个行业正面临着迄今为止最严峻的成熟度考验。我们将深入探讨如何突破100度的视觉障碍,并分析为何通往完美幻觉的道路既是一项物理挑战,也是一场经济赌博。
为什么视场角代表着空间计算行业下一个主要的经济和技术障碍
虚拟现实行业正处于一个充满矛盾的发展阶段,其技术演进呈现出显著的不对称性。过去十年间,像素密度和分辨率的竞赛异常激烈——从早期Oculus Rift开发套件粗糙的显示屏到Apple Vision Pro逼真的微型OLED面板——然而,一个同样至关重要的沉浸感参数却基本停滞不前:视场角(FOV)。行业标准水平视场角约为100至110度,远低于人类自然感知的200度以上。
这种停滞并非偶然,而是复杂的经济和物理权衡的结果。迄今为止,更广阔的视野需要体积庞大、重量沉重且价格昂贵的光学元件,这与头显轻薄化的趋势背道而驰。然而,Meta 和初创公司 Hypervision 在 UnitedXR Europe 上的最新发布标志着一个潜在的转折点。我们正面临着对“沉浸式经济”的重新评估,在这个经济模式下,为了获得更广阔的视野,不再必须牺牲设备的尺寸。Hypervision 的 VRDom 架构证明了技术可行性已经实现;真正的挑战在于如何扩展生产规模并应对呈指数级增长的计算负载。
沉浸式体验的经济学:多显示架构的成本结构和应用领域
Hypervision 的“Ultraslim 220”参考设计远不止是一项技术可行性研究;它彻底颠覆了当前 VR 系统传统的单通道架构。从技术角度来看,该系统可提供 220 度的水平视场角和 94 度的垂直视场角。但真正的创新之处在于如何实现这一结果,以及由此对潜在硬件合作伙伴带来的经济效益。
该设计采用多屏架构,每只眼睛使用两块 4K OLED 微型显示屏。其中一对显示屏覆盖中心视野(中央凹区域),这是人类视觉最敏锐的区域,而另一对显示屏则覆盖周边视野。这种分割设计非常巧妙,但却导致物料清单 (BOM) 成本飙升至目前消费市场难以承受的水平。微型 OLED 的制造成本仍然极其高昂。传统的 VR 头显快速 LCD 面板通常每块售价在 20 到 40 美元之间,而高质量的微型 OLED(例如苹果使用的那种)每块售价可能高达 200 到 300 美元。因此,仅显示屏一项,一个需要四块此类面板的头显的起价就约为 1000 美元,这还不包括光学元件、处理器、外壳、追踪摄像头或组装成本。
Hypervision公司用于饼干镜头的“拼接”技术,即将两片镜片无缝光学融合在一起,也带来了巨大的制造挑战。在光学制造中,成本并非线性增长,而是随着几何形状的复杂性和所需公差呈指数级增长。一条用户无法察觉的接缝需要微米级的精密制造。即使是业内资深人士Christian Steiner,在原型机的接缝处仍然发现了一丝模糊,这表明校准工作面临着巨大的挑战。在大规模生产中,这将导致较高的良率,从而进一步推高最终价格。
尽管如此,Ultraslim 220 仍然拥有其独特的市场定位,即便它并非普通消费者客厅的理想之选。我们在这里看到了下一代高保真模拟器的蓝图。在飞行员培训、外科手术模拟或军事战术训练等领域,头戴式设备的价格与实际硬件成本(例如,喷气式飞机的飞行小时数)相比几乎可以忽略不计。在这些领域,周边视觉并非只是营造氛围的“锦上添花”,而是至关重要的功能。飞行员需要能够感知周边视觉中的运动;赛车手需要在不转头的情况下感知到身旁的对手。对于 B2B 和 B2G(企业对政府)领域而言,48 PPD(每度像素)的像素密度和 220 度的视场角堪称颠覆性创新,足以证明其单价 1 万美元甚至更高的合理性。小型微型 OLED 缩小了外形尺寸,也使得能够制造出符合人体工程学、可长时间使用的模拟器,从而直接提高了训练效率。
战略妥协:通过局部调光技术实现市场成熟
虽然 Ultraslim 220 代表了技术上的尖端水平,但参考设计“PanoVR1”则是在未来 24 个月内将宽视野技术推向大众市场的理性经济解决方案。Hypervision 在此刻意地在技术上做出让步,以降低成本并提高可制造性,这是一种经典的产品策略(“功能-成本优化”)。
PanoVR1 没有采用昂贵的微型 OLED,而是使用了 TCL 的 2.7K LCD 面板。关键在于集成了局部调光技术。传统的 LCD 面板由于背光始终处于开启状态,无法显示真正的黑色,因此存在“灰雾”问题。而 OLED 面板则不同,它是自发光的(每个像素都是一个光源),能够提供完美的对比度。局部调光技术是一种过渡技术:LCD 面板背后的微型 LED 矩阵可以逐个区域地进行调光或关闭。这使得对比度水平能够接近 OLED,但成本却低得多,并且拥有成熟稳定的供应链。
从战略角度来看,这种设计将潜在的最终产品定位在一个非常有趣的市场细分领域。凭借160度水平和120度垂直视场角,这款头显的性能将显著超越目前消费市场的标杆产品——Meta Quest 3。Quest 3虽然拥有稳定可靠的VR体验和出色的扁平镜片,但仍然存在“隧道视野”的局限。基于PanoVR1技术的头显将立即为用户带来更加沉浸式的VR体验。120度的垂直视场角几乎比水平视场角更为重要,因为它允许用户“向下”观察虚拟工具或自身,而无需不自然地倾斜头部——这对于工作环境中的人体工程学而言是一项巨大的改进。
虽然28 PPD的像素密度低于超薄机型的48 PPD,也略低于当前高端设备的理论峰值性能,但它代表了当前GPU性能的最佳平衡点。更高的分辨率难以用移动芯片组驱动。因此,Hypervision提供的参考设计精准地契合了未来几代芯片(例如骁龙XR2+ Gen 2或XR2 Gen 3)的性能曲线。Hypervision正与合作伙伴进行量产,这表明我们讨论的并非纯粹的基础研究,而是有望在2025年底或2026年以800至1500欧元的价格出现在实际产品中的组件。
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关于广角视野的讨论通常被简化为光学问题,但真正的软肋在于硅芯片。220度,甚至“仅仅”160度的视野,都会对渲染管线提出根本性的要求,而线性缩放无法满足这些要求。
视野范围扩大一倍并非意味着需要计算的像素数量也翻倍。由于VR显示器是通过镜片观看的,因此显示器上的图像必须预先进行畸变处理,以补偿镜片的光学畸变。视野范围越宽,边缘处的畸变就越严重。这意味着GPU必须计算远高于面板物理分辨率的图像,才能显示正确的图像。这种“渲染开销”会随着视野范围的扩大而不成比例地增加。
“Boba 3”原型机的例子就很有启发意义。为了实现 180×120 度的视场角,它需要一块 NVIDIA RTX 5090 显卡——这块显卡本身的功耗和成本就超过了三台 Quest 3 头显的总和。这说明在独立头显中,光学性能的极限与散热和能耗的极限之间存在着巨大的差距。移动芯片的散热预算只有 5 到 10 瓦左右,超过这个功率,设备就会过热无法佩戴,或者电池会在几分钟内耗尽。而桌面 GPU 的功耗则高达 400 瓦甚至更高。
对于独立式眼镜制造商而言,这意味着宽广的视野不可避免地需要牺牲图形质量(着色器复杂度、光照、纹理)。这是一个零和博弈:你可以渲染一个100度视野的逼真厨房,也可以渲染一个160度视野的简单纹理厨房。解决这一难题的唯一技术方案是所谓的“注视点渲染”,并结合极快的眼动追踪技术。利用这项技术,只有眼睛当前聚焦的微小区域才会以全分辨率进行计算,而周边区域(即Hypervision通过其附加镜片覆盖的区域)则以极低的分辨率显示。Hypervision采用每只眼睛两个物理独立的显示屏的设计方案正是为了实现这一逻辑:理论上,可以从一开始就以较低的分辨率驱动周边显示屏,从而节省处理能力。然而,四个显示屏本身以及驱动电子元件产生的热量仍然是外壳设计面临的一大挑战。
欧洲市场的整合方案:Lynx与OEM合作伙伴关系的作用
法国初创公司 Lynx 宣布最早将于明年 1 月发布其 R-1 头显的继任者,该头显采用的光学系统至少与 Hypervision 技术类似。这一消息向欧洲 XR 领域发出了一个强烈的信号。Lynx 将自身定位在了美国巨头(Meta、苹果)和中国公司(Pico/字节跳动)所忽略的细分市场:开放、符合隐私保护规定且可定制的硬件。
据首席技术官亚瑟·拉布纳 (Arthur Rabner) 介绍,Lynx 并没有采用 PanoVR1 系统,而是使用了一种适用于混合现实 (MR) 的开放式外设变体,这是一个巧妙的改进。采用“开放式外设”设计,用户可以透过头显边缘看到真实世界。这可以减少晕动症,因为大脑始终拥有一个固定的参考系,并且使得人工生成的 VR 周边图像在某种程度上变得多余。由于需要“绘制”的像素更少,因此也显著降低了对显示尺寸和处理能力的要求。
尽管如此,Hypervision(以色列)和Lynx(法国)之间的合作表明,亚洲和硅谷之外的替代供应链是如何形成的。对于Hypervision而言,Lynx是验证其技术的理想首发客户。对于Lynx而言,这项技术是其与占据主导地位的Quest系列竞争的独特卖点(USP)。Lynx无法在价格上与Meta竞争——Meta通过广告收入和应用商店费用补贴其硬件成本。Lynx必须在功能上与Meta竞争,因为Meta出于大众市场考虑,尚未整合这些功能。而更广阔的视野正是这样一项功能。
Hypervision的商业模式也很有意思。作为一家纯粹的技术供应商(OEM)和参考设计开发商,他们避免了打造自有终端客户品牌、管理供应链和提供客户支持的巨大风险。他们本质上是在淘金热潮中卖铲子。在谷歌和三星这样的巨头都在XR战略上步履维艰的市场环境下,这种定位无疑更加经济稳定。如果PanoVR1成功获得授权,未来我们可能会看到来自不同厂商(例如华硕、惠普或专业医疗技术公司)的大量头显产品,这些产品都将基于这一光学平台——就像许多PC厂商使用相同的英特尔CPU一样。
整体性的必然性
从长远发展来看,Hypervision 的工作预示着所谓的“真实虚拟现实”(Veridical VR)的到来——这种虚拟现实对于人类视觉系统而言与现实世界无法区分。视野是需要克服的最后一个主要障碍。
目前像Meta或苹果这样的市场领导者对视野范围的犹豫不决纯粹是出于策略考虑,而非意识形态原因。他们正在等待三个关键技术的融合:更高效的微型OLED(降低成本和功耗)、更强大的电池技术以及能够解耦像素负载的AI驱动渲染技术(例如DLSS或神经渲染)。
然而,Hypervision 证明,光学元件本身——也就是镜片系统——不再是瓶颈。它在紧凑的外形尺寸下实现了 220 度的视野,这驳斥了长期以来人们对高视场角眼镜必然像巨型“锤头鲨”(例如 Pimax 的产品)的偏见。这种设计更贴近面部,减少了杠杆作用,提高了佩戴舒适度。
对消费者而言,这意味着未来三到五年内市场将出现分化。一方面,将出现超便携、轻巧的眼镜式设备(例如 Bigscreen Beyond 或即将推出的苹果产品),它们采用类似眼镜的外形,专注于中心区域的清晰度(适用于工作和电影)。另一方面,将出现沉浸感极强的游戏和模拟设备,它们利用 Ultraslim 220 等技术来创造完全的隔离和沉浸感。Quest 目前奉行的“一刀切”模式将面临越来越大的压力,因为硬件的专业化能够更好地服务于特定应用(例如生产力或沉浸感)。Hypervision 及其参考设计已经为这种专业化、高性能的未来打开了大门。
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