5K 120度FOV的MR头显能成为JVC的救命稻草？

文/VR陀螺 Tree

日本硬件厂商JVCKENWOOD宣布将于12月2日在神奈川县举行线下产品演示会议,届时将展示其最新VR头显原型机。JVCKENWOOD(以下简称JVC)是一家生产音频相关设备的公司,旗下产品线涉及耳机、扬声器和汽车导航产品。据其官网描述,JVC的品牌愿景是——扩大人类感官的想象力,这体现在其产品主要以视听通讯类设备为主导,主要为汽车领域、公共服务部门、媒体服务业和DX业务(数字化转型)提供服务。

10月28日,JVC宣布了目前正在开发的HMD(头戴式显示器)概念机。该设备通过使用自主研发的镜面显示器实现了宽视角和高分辨率显示效果,据悉该项目自2018年以来一直由JVC的投影仪团队开发,其主要目标是模拟器市场,该公司还考虑在未来将其应用到建筑与医疗领域。

陀螺君了解到,JVC的镜像技术与Nreal Light和OPPO最近公开的AR设备OPPO AR Glass 2021中使用的BirdBath光学方案类似,但相较前两者JVC概念机型采用了规格更高、视场角更大的光学模组方案。

JVC概念机的曝光,令更多人开始向其开发商及产品本身背后使用的设计方案投去关注的目光。这家公司为何要选择在这个时间点进军VR硬件研发领域?其自主研发的镜像技术又是如何实现的?以及对于该公司而言,更大的视场角和更高的清晰度带来的商业化价值对其现有业务有着怎样的作用? JVC此次在VR领域的业务扩展,或许只是JVC基于其以往业务和市场观察所做出的自然决定,但其之后的门道其实并不止如此。  

营收负增长,JVC把自研XR头显视作救命稻草

在严峻的市场环境下,首席运营官兼媒体服务部门执行官Hayashi Kazuyoshi 表示:“在媒体服务方面,我们需要根据公司在系统(硬件)和内容(软件)所特有的视听技术,提出独特的技术、产品和解决方案,以形成闭环。”

在这一层面上,Hayashi Kazuyoshi 认为JVC追求中长期增长的关键节点在于掌握“尖端产品和关键设备技术操作能力”以及兼容“综合娱乐性业务收益增长”。其VR项目则是JVC基于上述理念面向B2B市场的战略发展,即从技术、产品和解决方案上,加强与客户系统的联系,提高现有客户的满意度。

而出于主要目的是恢复营收利润的目标考虑,JVC需要增强其业务的服务能力。根据JVC《2019年商业报告书》显示,其投影仪团队所在的媒体服务部门(MS)占总业务收入的19．1%。但今年由于疫情的影响,JVC各业务的财务状况并没有达到预期,其总体核心营业收入下降,导致在2021年的营收预测中,媒体服务部门核心营业收入下降0．3,总体核心收入也将大幅下降。

JVC集团2019-2021年核心营收报告及预测

Hayashi Kazuyoshi 也曾表示,公司将通过物联网和5G时代的契机,创建关键设备,以协助公司扳回这局;VR市场的开拓,将提高JVC媒体服务部门的外部销售能力,帮助公司恢复营收。

关于在硬件市场上的考虑。近年来,XR产品已被广泛应用于各个领域,但出于传统头显普遍存在视角窄、分辨率低以及无法看到真实世界进行同步操作的问题,JVC推出了Display显示器,这款显示器可以说是为JVC当下业务量身打造,其目标即是实现其业务更广泛应用,以提供给客户更好的体验和服务。  

通过独特的显示屏和半透明镜片实现高图像质量,双目分辨率达5K

与现有竞争对手的产品相比,JVC的新型头戴式显示器有两个主要亮点。第一个是显示方法,与传统的镜头成像方法不同,该设备使用JVC自主研发的“镜像”(Mirror)技术,实现超宽的水平120度、垂直45度视场角,可以清楚地显示图像的外围部分,并且大大降低了传统透镜式显示器中出现的沙窗效应。

传统的镜头成像方式,光雾通过透镜直射到面板上,视野范围受面板的大小所影响,即显示屏和透镜越大,视野范围才会更宽广。而JVC的“镜像”技术,将平面显示器改成弧面形状的“镜像”透镜,同时使用离轴光学方案将面板与弧面透镜形成一个直角,顶部的屏幕光线最终在垂直方向弧形透镜水平位置呈象,克服了需要机械性地控制面板和透镜大小来调整视场角的问题,并且达到扩大视场角的效果。

下图能够较直观地感受到JVC镜像技术的显示方案。左边是传统的镜头成像方法,右边是JVC自主开发的镜像方法。传统方法分辨率低,因此经常会有用户反馈显示的文字很难看清,而且周围的影像模糊,所以JVC研发了新的解决方案。

在提高模拟器真实性这一层面上,JVC在图像投影部分采用了半透明镜片设计,能够让用户透过镜片看到外真实世界,因此不会出现周边模糊、不清晰的视野,以实现更方便的实际操作,比如操作设备、检查仪器等。

从下面JVC的产品概念图可以看出,作为正面盖板的“镜像”透镜像一块玻璃。陀螺君猜测,与传统的VR头显采用的全封闭式塑料盖板设计相比,这款头显的盖板部分和光学透镜部分合二为一,而上述的镜头成像原理一方面决定了光线的走向,另一方面配合着半透明镜片,控制了光雾的透光性。也正是因为视野覆盖面积较广,视野范围不受限,其在显示纯黑背景图像时,可以在透镜前方呈象出类似增强现实的透视效果。

除此之外,这款头显采用了双5．5英寸LCD面板,提供单眼2560x1440分辨率,双眼可达5k,并且刷新率72Hz,可实现清晰的图像质量。其重量也很吸引人,仅约为595克(不包括缆线),加上该头显所配眼罩更为宽大,这将使用户在配戴时有更大范围的调整空间,重量观感上并不会有Oculus Quest 2那么累人。

据悉,在定位跟踪方面,该头显采用了Steam VR基站的Lighthouse追踪方案,可兼容Steam VR控制器,例如Vive wand控制器或Valve Index控制器均可兼容。而接口方面,其具备2个Displayport 1．2接口、2个USB 2．0接口。

分辨率

2560 x 1440(单目),5120 x 1440(双目)

视场角

水平120度,垂直45度

帧频

60Hz / 72Hz的

显示装置

LCD液晶屏

追踪

Steam VR追踪

接口

Displayport 1．2 x 2,USB 2．0 x 2

电源

直流电

尺寸

宽280 x高140 x深135(毫米)

重量

595g(不包括频段和电缆)

其他

兼容SteamVR

旨在被模拟器市场以及工业应用场景所采用

那么,JVC使用半透明镜片模组实现透明效果,具体计划应用在什么地方? 上文提及,用户透过头显看真实世界,能够实现更精确的实际操作。而此前在InterBEE2020展示会上,JVC明确表示将“用于模拟器”,包括基于虚拟场景学习演播室、摄像机等复杂设备操作等。 因为在使用传统的VR头显时,用户将看到完全由CG组成的虚拟空间。这对于实操型模拟器来说,用户只能用手柄在虚拟空间中抓取、点击等,无法触摸真正的设备。例如,飞机的驾驶舱配备有大量的开关和仪器,并且常规的VR头显可能没有足够的显示分辨率,字符和图像不清晰。除此之外,由于定位传感器检测到的用户手的位置(即控制器的位置)与实际的“手”本身相比,存在微小的偏差可能会发生延迟,这会直接导致模拟操作真实度下降。

JVC的VR显示屏使用半透明镜片方案,因此虚拟信息只会显示在所需的部分中,用户可以接触真实世界的仪器。可将其想象成“一键切换AR模式”。

据该产品负责人介绍,这款显示器自2018年左右开始研发,主要目的是在模拟器市场上得到采用。JVC多年深耕模拟器配套设备研发,在投影仪市场也有成熟的产品和业务服务,并且这种“便携式投影仪”设备是由投影仪部门研发的,因此作为投影仪用途的VR头显也就应运而生。

由于该设备兼容SteamVR基站跟踪,因此有较高的定位精度,除应用于驾驶和飞行模拟器外,还有望在建筑和医疗领域中使用。但目前尚不清楚JVC是小批量投入市场进行需求测试还是准备全力投入生产。 

结语

通过JVC在VR硬件和内容上的尝试,我们看到了VR的显示模式基于“镜像”技术的进一步升级。真实世界不再排除在虚拟世界之外,而是通过一个“半透明镜”进行了无缝连接,意味着VR体验从仅限于虚拟空间到真实与虚拟相结合的可能性。

值得一提的是,JVC正加大力度通过物联网与5G技术,创建关键设备,而VR成为了JVC建设智慧城市中重要的一环。虽然目前这款XR头显尚处于起步阶段,但经过不断的技术迭代,并及时把握行业机会,VR项目也许能助力JVC的竞争力走在电子视听行业的前列。