4K、1英寸微顯示屏VR頭盔體驗記：一款為「秀」屏幕的設備

沉浸感按：2017 年年初的 CES 上，Kopin 推出了一款只有 1 英尺的微顯示屏 Lightning（閃電）。隨後 6 月份，歌爾與 Kopin 宣布合作推出雙眼 4K 基於微顯示屏「閃電」精靈頭盔（Elf）的參考設計。 日前，外媒 RoadtoVR 編輯 往前歌爾（Goertek）位於矽谷的辦公室，上手體驗了這款設備。從外觀到運行效果，給出了較為全面的介紹。歌爾方面表示，採用「閃電」微顯示屏的首款產品將於 2018 年上市。

大小和重量

在外觀上，可以運行的精靈頭盔原型如之前所見的一樣，非常小巧，配備一對一英寸的 Kopin 「閃電」顯示器，解析度都是 2048 x 2048，刷新率 120 Hz。這款頭盔不僅比其它頭盔都要小巧得多——220克的重量，這連 Rift 和 Vive 一半的重量都沒有，雖然目前這款頭盔還沒有一體化的聲音、IPD 調試、也沒有位置追蹤技術，這些技術會需增加額外的硬體和重量。

連接

頭盔通過 DisplayPort 和 USB 插口連接到主機上，兩個合成一套細小的數據線，從一個 USB C類介面接入頭盔。Kopin 通過 OpenVR 驅動，讓頭盔可以運行 SteamVR 的內容。

畫面（至少目前）黑乎乎的

精靈原型所展示的演示是一個名為《 InMind 2 VR》 的 SteamVR 遊戲。演示中展示了大腦神經元的各種模型。當我帶上頭盔，第一個感覺就是圖像好黑。人能夠清楚看清圖像，但它絕對不應該這麼黑。Kopin 對此解釋稱，顯示器還沒有最終完成，他們預計等到量產銷售時，亮度應該會是現在的兩倍。

視野

除了亮度，另一個突出的特點就是視野，可能與很多用戶所習慣的 Rift、Vive 或者 PSVR 的不同，反而更像谷歌 Daydream 的視野。Kopin 稱演示所用的原型配備的是 70 度的視野，他們還在開發不同的鏡頭，目標是提供 80 度和 100 度的視野。

在 70 度視野的原型機里，「雙目視覺」感（在你的視野周圍能注意到黑色的圈）非常明顯。雖然能看見極度平滑、清晰的圖像，視野的狹窄還是讓沉浸感大打折扣，所以如果 Kopin 在開發視野更大的鏡頭那就很好。

圖像保真度

Kopin 的像素（2048 x 2048）超過 Rift 和 Vive（1080 x 1200）的三倍，圖像看起來清晰度極高，讓人驚喜。另外，由於視野狹窄，像素的密度也變得更高了。單個像素是完全分辨不出的，感覺不出有什麼紗窗效應。

因為 70 度視野的 FoV 鏡頭不是菲涅爾透鏡，所以沒有 Rift 和 Vive 上常見的散光散射現象，也注意不到有任何的色差。沒有明顯的顯示器亮度不均而出現的痕迹，這很好，但是要確定頭盔完全沒有這個問題還需要更多時間。

的場景，來評估頭盔是否有黑色污跡的問題。

畸形和矯正

精靈頭盔的存在完全是為了顯擺一下顯示器和鏡頭，目前還沒有內置的位置追蹤技術。這意味著在之前的演示中，頭盔僅僅只追蹤旋轉。演示里的追蹤技術看起來還可以，由於 120 Hz 的刷新率，順滑度非常不錯，雖然在轉頭的時候在視野周圍有一些變形，可能是由鏡頭導致的。

Kopin 稱公司還在改進頭盔的驅動，調整、矯正變形的問題。公司非常自信，只要最終確認了鏡頭和驅動，就能消除畸變的問題。

更寬的視野是要付出代價的

我還看到了 80 度和 100 度視野版本的原型（配備了同樣的閃電顯示屏），沒有內嵌到完整的頭盔中，而是連接到了一個測試板上。80 度的鏡頭是一個雙器件的菲涅爾透鏡，比 70 度和 100 度的鏡頭都亮得多。很明顯能感受到 80 度的視野要寬得多，但因為沒有和配有頭部追蹤的頭盔連接起來，很難評估其沉浸感到底如何。

100 度的鏡頭是一個雙器件的非菲涅爾透鏡，跟 70 度鏡頭一樣黑乎乎的。雖然鏡頭本身可能提供了100 度的視野，但是你能看到顯示屏的邊緣，在我看來，其沉浸感還不如一個視野更小、但是看不見顯示屏邊緣的鏡頭。

Kopin 計劃未來開發一個更大的顯示屏，這意味著更大的視野、並且看不到邊界，但是在若干年內還沒法準備完成。這樣看來，就沉浸感和圖像保真度而言，Kopin的 80 度視野鏡頭是目前最好的選擇。所以現在的問題就是：消費者在多大程度上，願意以視野為代價，換取更好的圖像保真度？

「精靈」是一個宣傳，而非一個產品

關於以上所有關於「精靈」頭盔的信息，我們必須明確很重要的一點：它不會成為一款產品，而只是為 Kopin 的 VR 顯示屏和歌爾的製造能力所做的一次宣傳。公司的目標是能有一個電子消費品公司，會想要基於閃電顯示屏來製造產品，而精靈頭盔的使命就是演示給人們看，閃電顯示屏能使產品具備怎樣的外形。歌爾稱兩家公司正在對潛在的電子消費品公司做「積極宣傳」。

這意味著，配有 Kopin 「閃電」顯示器的終端產品的樣子，最後會和現在的「精靈」頭盔不一樣。實際上，雖然「精靈」有其限制所在，Kopin 稱頭盔的基礎部分還適用於一體化的 VR 頭盔。

Kopin 是一家上市的顯示器製造商，成立於 1984 年。隨著 VR 行業強勢發展，公司針對 VR 頭盔，制定了顯示器製造商的藍圖。從本質上來說，微顯示器的特點就是體積小，而像素密度驚人的高，並能夠具備較高的刷新率。

Kopin 為 VR 定位的第一個微顯示器被他們稱作「閃電」，是一個一英寸顯示器，具有 2048 x 2048 的單眼解析度和 120 Hz 的刷新率，令人驚喜。由於 Rift 和 Vive 使用了 1080 x 1200 像素的解析度，Kopin 「閃電」顯示屏的像素是其 3.2 倍，並且比這些刷新率為 90 Hz 的頭盔運行快得多。

微顯示器的「迷你身材」還具有另一種優勢：它有可能大大縮短焦距。市面上消費級的 VR 頭盔差不多都是一樣大，不是因為我們沒法設計更小的外形，而是因為光學的原因，顯示器必須與鏡頭保持一定距離，才能在用戶的眼中展現出對焦的畫面。如果圖像小一點，所需的對焦距離也小一點，這樣顯示器就不需要距離濾鏡那麼遠，這就讓頭盔有可能體積更小。

Kopin 之前與中國的 ODM 廠商歌爾合作開發過一個 VR 頭盔原型，使用了他們的「閃電」微顯示器。合作的成果是一個及其微縮、輕量的設備，與目前笨重的消費級頭盔相比，戴起來絕對是非常的爽。

我在今年 E3 展會上試用了一個原型，但是沒能在其中觀賞任何的 VR 內容，因為據公司稱，公司唯一一台能夠達到配置要求的電腦——因為兩個顯示器都是定製的 4096 x 2048 像素解析度——被送去了同樣在這個星期舉行的亞洲 CES 展會。以後的更新會看到原型頭盔上的內容，以下的文章只討論其外觀。

與目前市面上的其它消費級頭盔相比，即便是與其中最輕的（例如 Gear VR 和 Daydream View）相比，Kopin 原型也輕得像羽毛一樣（不過需要提出的是，設備還缺少一個用於顯示的小型驅動板，這會增加一點點的重量）。

一根可調節的帶子讓用戶可以輕鬆地在頭上佩戴設備，不需要使用頭頂的帶子。外殼是由一個很薄、極度輕量的塑料製成。設備看起來很牢，但是不知道材料的耐用度能否達到消費者使用的要求。可能還需要改用一種更厚、更耐用的材料，有可能增加一定的重量。

只從圖片中很難看出 Kopin 頭盔比其它頭盔要小多少，感覺與一副滑雪護目鏡的大小和重量差不多；設備包裹在眼部周圍，但是不會蓋住很多臉部面積。

另外，這款頭盔也沒有其它頭盔那麼「深」，意思就是，它不像其它頭盔從臉部突出那麼多。這種「苗條」的身材使得保持輕量體重更加複雜了，因為如果產品外形更大的話，各方面的設計會更好平衡。

如果大部分沉浸式 VR 頭盔能達到這種外觀的話，到那一天，VR 的舒適度和易用度會有大大提升。

微顯示器的代價

使用微顯示器有好處，但也不是沒有代價。

Kopin 稱，單眼 2 英寸顯示屏（最小對角線為 1 英寸）對於 VR 來說絕對是完美。傳統的 VR 顯示屏——例如 Rift 和 Vive 目前的顯示屏——都受限於他們的大小。要把它們縮小到 2 英寸、並保持它們的像素密度不是一件容易的事。另外，雖然微顯示器有其極小的體積和極高的像素密度，但是應用到 VR 上就有了一項挑戰——雖然有點違背直覺——會讓設備反而變得更大。

微顯示器的製造過程類似計算機處理器的製造過程，需要將微型結構刻制到硅晶元上。這個過程需要高度細分的專業度，需要極度昂貴的設備，而且只有大規模生產才能盈利。因為世上大部分能夠進行此類生產的廠商都用於生產世上最小的零件，沒有大規模資本投入，要生產更大的微顯示屏不是一件簡單的事。

Kopin 稱，由於微顯示屏微小的體積，這種顯示器技術所面對的挑戰就是實現沉浸式的視野；圖像需要進行極大的放大，才能實現寬廣的視野。他們稱目前的閃電顯示屏使用一種雙器件的菲涅爾透鏡，能夠做到直徑最大 110 度的視野。他們還正在與 3M 合作研發一個更小的「薄餅」光學器件，據稱可以實現 100 度的視野。

不過，還沒有看過頭盔，還不清楚這種光學轉化對於圖像質量會有什麼影響，也不知道針對這種光學配置所需要什麼程度的、什麼效果的反扭曲技術。要用微顯示器做到寬廣的視野不是小事。Kopin 似乎也這麼認為，據稱更大的顯示屏與微顯示屏相比，更有可能在視野上留下邊緣，至少除非是微顯示屏能做得更大。

為達到這一目標，Kopin 稱公司及其合作夥伴已經進行了一億五千萬美元的初期投資，用於打造一個新工廠，能夠製造更大、更高解析度的 VR 微顯示屏。這還需要很多年才能實現，很可能等到新工廠完工，但是公司的藍圖顯示了公司目標是一個 1.3 英寸、3072 x 3072 解析度的顯示屏，並在未來打造另一個 1.37 英寸、4096 x 4096 解析度的顯示屏。

雖然顯示屏變得更大，他們卻做了妥協，使用了目前大部分頭盔所使用的光學器件：越來越長的焦距需要鏡頭與顯示屏的距離越來越遠，才能正確對焦。即便這樣，這個大小的微顯示器也應該保持其像素密度的優勢。

所以，一方面來說，我們有傳統的 OLED 顯示屏製造商，例如三星，正在研究如何縮小他們的顯示屏，而另一方面，Kopin 等微顯示屏製造商們正努力放大他們的顯示屏。誰能找到合適的平衡，我們拭目以待。

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