11個AR專利提前公佈:蘋果AR眼鏡創意令人腦洞大開

7個月連發11項專利,蘋果可能真的在憋個AR大招。

作者| 徐珊

編輯| 雲鵬

如果蘋果發布一副AR眼鏡,會是什麼樣的?

喬布斯離開我們已經有十年,但人們仍會懷念第一代iPhone帶來的驚艷感以及iPhone 4的經典設計,而說到對庫克時代的印象,人們熱衷於探討的,似乎只有iPhone X的“小劉海”、iPhone 12 Pro Max的激光雷達掃描儀一些產品細節和蘋果沖向三萬億美元的市值。

庫克會為蘋果帶來些什麼?大家一直思考的問題最近似乎有了新的答案。近日庫克接受多家媒體採訪時都稱自己是AR的“頭號粉絲”,甚至說“我們不談元宇宙,我們只說AR”,因此,AR眼鏡最有可能成為庫克時代蘋果公司的標誌性產品之一。

一直以来,苹果的产品以高审美、高标准、严要求著称。库克曾说过,目前市场上没有一款AR眼镜能让自己满意,就像苹果正式推出AppleWatch前,库克也曾说过类似的话,表示没有一款穿戴产品令他满意。那么库克到底想要做出一款什么样的AR眼镜?它能否重现苹果昔日辉煌,再次引领新的消费风暴?

這些疑問讓人們對蘋果的AR設備動態一直持有高度關注,都想知道蘋果打造的AR眼鏡會是什麼樣?我們通過盤點蘋果今年獲得的11項與AR有關的專利授權以及蘋果AR設備的爆料信息,準備今天提前“發布”蘋果的AR眼鏡。

當然,有關的AR專利還可能運用在頭顯、手機、手錶甚至汽車等產品上,畢竟蘋果可是越來越能賺錢,涉及的消費業務面也越來越廣,但作為第一款AR設備,AR眼鏡還是非常有可能運用到這些專利技術。

01連獲11項AR新專利蘋果用AR眼鏡化身空間掃描儀

蘋果即將重磅推出的AR眼鏡會有哪些讓人值得期待的亮點?通過解讀專利文件,我們推測出蘋果AR眼鏡可能具有環境應用模型、以對象為中心的掃描、建立虛擬空間以及提供空間音頻等功能。

▲蘋果2021年獲得與AR眼鏡有關的專利信息匯總▲蘋果2021年獲得與AR眼鏡有關的專利信息匯總

在今年的11個專利中,我們看到了三個比較有意思的專利,也由此來解密蘋果的AR眼鏡“真面目”。

1、拍張圖就能畫平面圖,設計師的必備“神器”?

過去人們測量房間面積主要用捲尺,這種方法費時又費力,但人們如果戴上蘋果的AR眼鏡,可能通過環顧四周就能獲得房間的平面圖。

並且,由於室內環境有像桌子,沙發等物體會模糊掉房間的線條,導致人們難以按照視頻和傳感器來構建精準的平面圖。

面對這些問題,蘋果選擇通過3D點雲(Point Cloud)技術和3D顯示技術來測量房間的結構,創建平面圖。這些技術通過文字或者符號標記房間中的邊界、牆壁、門窗等物體,並擁有特殊的測量方式。

▲通過攝影頭測量房間的結構▲通過攝影頭測量房間的結構

這樣,用戶就可以邊戴著AR眼鏡,邊實時預覽房間的平面圖。

2、蘋果將如何打造“元宇宙”?先建個化身來玩玩

蘋果此前曾發布了擬我表情功能,該功能可以同步模仿用戶的表情。原來擬我表情只模仿用戶的頭部運動,現在這個範圍可以擴大到全身。該專利目前主要為頭戴式設備(HMD)設計,但未來也可能應用於一些AR產品上。

該項技術會通過多個攝像頭,收集你的姿態信息,並由你來定制一個虛擬化身。同樣,你的化身會根據你的動作變化而變化。比如說,你邊說話邊做手勢,你的虛擬化身也會邊說話邊做手勢。這將會豐富視頻的創作形式,與遊戲產品聯動可能會擁有更大的應用範圍。

▲類似於Digital Domain軟件研發主管Doug Roble以及他的虛擬化身▲類似於Digital Domain軟件研發主管Doug Roble以及他的虛擬化身

3、空間觸覺/音頻:蘋果“拍了拍”你的腦袋,讓你轉個頭

在增強空間觸覺感知方面,AR眼鏡將會通過觸覺引導方式,將用戶的注意力轉移到虛擬電話會議或者其他地方上。比如說,戴著AR眼鏡的用戶可以感覺到眼前的圖案正在向左移動,並通過震動的方式提示用戶向左邊轉動。

▲FaceTime更新了與空間音頻相關的功能▲FaceTime更新了與空間音頻相關的功能

與空間觸覺的引導方式差不多,空間音頻主要根據用戶的頭部變化調整聲音的變化。該技術將通過圖像傳感器監測用戶的頭部變化,還提供濾波器以及視覺指引,使得用戶擁有更好的音樂體驗。

現在基本上只有AirPods Pro、AirPods Max和小米真無線降噪耳機3 Pro支持空間音頻應用,其他支持空間音頻功能的產品並不多。

4、AR識人/識車:專為滴滴打造?再也不用擔心上錯車了

下班高峰時期,路邊往往會有多家網約車在等待自己的顧客,但由於車輛較多,顧客往往容易出現上錯車的情況。針對這種情況,蘋果的新專利打造了一款AR系統,當你佩戴AR眼鏡時,你或許可以從眾多車輛中一眼找到自己的網約車。

該系統將與網約車軟件聯手,並提供雙向AR識別服務,即司機可以及時在人群中找到自己的顧客,顧客也能及時在車海中找到自己的網約車。由於蘋果曾在2016年向滴滴出行投資了十億美元,並且據公開消息來看,蘋果沒有投資其他的打車軟件,因此,這款AR系統有可能專為滴滴打造。

▲實現接近感測的增強現實係統的框架圖▲實現接近感測的增強現實係統的框架圖

該系統可以通過移動設備的相機捕獲圖像,並用指示符或標識符來識別相應的車輛和乘客,並在設備上進行顯示。通過簡單直白的顯示標記,你在下班高峰期將會避免上錯車的尷尬。

02攻克顯示難題蘋果多項專利妙解信息困境

蘋果的AR眼鏡會給人們帶來怎樣的體驗,能否真正地在日常生活中幫助消費者? AR眼鏡作為下一代智能穿戴設備,為消費者顯示數字世界的信息是其重要作用之一,能夠加速數字世界和物理世界的信息相結合,但目前市場上的AR眼鏡仍在數據傳輸、信息顯示上存在不足之處。

據專利文件顯示,蘋果正通過點雲、虛擬信息顯示技術來給出這些難題新的解法。

1、攻克數據難題,通過點雲壓縮加快數據速度

點雲主要是指空間中點的數據集,通常由三維掃描儀獲取三維物體的相關數據。蘋果在iPhone 12 Pro系列搭載的LiDAR激光雷達掃描儀就可以支持點雲的數據收集和傳輸。

新專利報告表示可以通過激光雷達掃描儀形成“點雲壓縮”,為現實提供更多信息。

該技術可以用於VR、AR、為地圖服務的地理信息系統、體育重播廣播、博物館展示、Project Titan的自主導航等等多個項目中。

2、路痴黨的福音:在真實環境中顯示虛擬引導信息

蘋果於今年9月獲得一項在真實環境中顯示虛擬信息有關的專利,該專利可以通過移動設備讓用戶可以來定位和導航到目的地。

目前,AR領域的信息服務通常需要使用不同的技術組合完成,並且,無法根據場景的變化及時更新信息。此外,一些常規GPS顯示技術往往不能提供足夠精確的位置信息。

新系統將會根據真實的場景數據顯示出至少一條虛擬信息,並且還會以低精度來顯示遠處的虛擬信息。

▲在真實環境中顯示虛擬引導信息專利示意圖▲在真實環境中顯示虛擬引導信息專利示意圖

具體來說,當用戶與目標區域較近時,其他無關區域的相關信息將會逐漸消失或粗略顯示,而目標區域內的數字信息也會更加詳細。不僅如此,隨著人們逐漸靠近目標區域,相關數據也會更加準確。

03千人研發團隊,五年收購11家公司

要打造一款可以引起新消費風暴的產品,需要的可不止是技術支撐,更需要富有創新和創造能力的人才作為強有力的後盾。

蘋果作為率先在AR佈局的玩家之一,目前已經有了一個近千人左右的AR研究團隊。據彭博社報導,現在負責蘋果AR業務的高管是邁克·洛克威爾(Mike Rockwell),其上級為蘋果硬件工程高級副總裁丹·裡喬(Dan Riccio)。

邁克·洛克威爾(Mike Rockwell)此前是杜比的執行副總裁、杜比實驗室的資深研究員,現在則成為了蘋果下一任CEO的“候選人”之一。

▲邁克·洛克威爾(圖源:Patently Apple)▲邁克·洛克威爾(圖源:Patently Apple)

該團隊還有涉及視頻遊戲、音頻指導、計算機視覺和特殊效果領域的新員工,以及在供應鍊和程序管理方面經驗豐富的蘋果老員工。如曾在蘋果負責手錶設計的Fletcher Rothkopf,和創建了音效標準THX的Tomlinson Holman。

這幾年,蘋果還陸續從全球各地招募人才,壯大自己的AR研發團隊。此前,蘋果已經從Magic Leap挖走了Li Zeyu,擔任自家的高級計算機視覺算法工程師。

不僅如此,前亞馬遜Lumberyard虛擬現實平台的首席工程師Cody WHite以及曾在Hololens和Google Earth工作過的Avi Bar Zeev都陸續加入了蘋果VR/AR研究團隊,但有趣的是,這兩位專家又先後離職,原因尚未披露。

除了人才儲備,蘋果還通過收購多家公司增強自身的技術儲備。

2013年蘋果收購以色列硬件公司PrimeSense後,蘋果又陸續收購了十餘家與AR領域有關的公司,涉及傳感器,AR軟件、AR內容生態甚至是AR鏡片等多個方面。

▲蘋果歷年來收購與AR眼鏡有關的公司信息匯總▲蘋果歷年來收購與AR眼鏡有關的公司信息匯總

綜上所述,蘋果在AR項目上已經做好了人才儲備和技術儲備。現在,萬事俱備,只差正式的產品推出,接受市場的考驗。

04硬件未出、AR平台帝國先起

儘管蘋果的AR眼鏡還尚未正式露面,但蘋果早已在AR領域做出了不少的嘗試,不但在2021WWDC大會上帶來了ARKit 5系統平台,而且還推出來Object Project、RealityKit 2等多項與AR有關的功能。

蘋果表示,目前已有7000名開發者開發了1萬款支持AR的iOS應用程序,疫情期間,人們可以通過相關AR軟件來購買商品或者完成家居裝修。

不僅開發人員可以在ARKit平台上創造自己的產品,一些業餘AR愛好者也可以在ARKit開發平台上DIY一下自己的AR軟件。

此外,今年秋季發布會上蘋果大力推出的Apple TV+也有可能會成為其未來內容生態的一個重要來源。

儘管蘋果還沒有推出專屬的AR軟件商店,但是其AR內容生態以及平台規劃已經可以逐漸看到雛形,這也將成為蘋果AR眼鏡的突出優勢之一。

05蘋果的AR眼鏡性能如何?

強大的技術庫支撐、優秀的研發團隊和技術人才、豐富的內容生態,看起來蘋果AR眼鏡在發布之前就已經佔據了不少優勢,但對一款消費級的產品來說,性能才是檢驗一切的標準,也是產品最重要的抓手。

在芯片方面,據The Information報導,有關蘋果AR眼鏡的芯片設計已經完成,現在已經進入試產階段。

報告透露,該芯片採用了台積電5nm製程工藝,有CPU和GPU,但沒有屬於蘋果的神經引擎。據悉,蘋果的這款芯片可能會通過無線通信與一些主機設備進行連接,將由主機來承擔算力。

不僅如此,據行業消息,這款SoC的CMOS圖像傳感器版本異常大,其尺寸大小接近一個頭顯鏡頭。這也許是為了可以更快地從用戶周圍環境捕捉高分辨率的圖像數據,提供更好的場景渲染或者其他AR服務。

另外,蘋果的AR眼鏡可能會更偏向輕量化、分體式的設計,彭博社還曾表示蘋果會出一款喬布斯特別款。業內各大設計師也紛紛開動腦筋,來“幫”蘋果設計新款AR眼鏡。

韓國設計師Martin Hajek參考Apple Watch的錶盤和iPhone配色設計了新款AR眼鏡的概念圖。

▲韓國設計師Martin Hajek設計的蘋果AR眼鏡外觀▲韓國設計師Martin Hajek設計的蘋果AR眼鏡外觀

從荷蘭的三維藝術家Martin Hajek公佈的設計圖來看,蘋果AR眼鏡又可能會和普通的眼鏡差不多。他在鏡框採用了金屬材質,並在內部放置了無線天線和傳感器,鏡框兩側擁有WiFi和藍牙零件。

▲荷蘭藝術家Martin Hajek設計的蘋果AR眼鏡外觀▲荷蘭藝術家Martin Hajek設計的蘋果AR眼鏡外觀

在顯示器方面,郭明錤表示蘋果的AR眼鏡可能採用OLED屏幕,由於蘋果此前收購與AR鏡片相關的創企,因此蘋果很有很可能自己研發AR眼鏡的鏡片。

在整機代工方面,歌爾目前是全球中高端AR/VR設備的代工龍頭玩家,曾經為索尼和Facebook的頭顯代工。據行業預測,2021年歌爾股份的AR/VR設備組裝佔全球80%市場的份額。由於此前歌爾還為蘋果代工過AirPods等相關產品,基於它與蘋果之間的長期合作關係,此次蘋果的AR眼鏡整機代工有可能會由歌爾來承擔。

06結語:蘋果入局或加速AR眼鏡市場發展

我們可以看見,蘋果為自家的AR眼鏡在技術、人才、資金方面都投入了大量的經力,也試圖針對顯示技術難題帶來一些新的玩法。

AR眼鏡的概念已經很久了,但一直尚未出現較為成熟的產品。像微軟谷歌儘管發布了一些智能眼鏡產品,但尚未得到用戶的廣泛認可。 Adobe的AR負責人史蒂芬勞·科拉薩也曾表示“頭顯、AR等技術產品在我們的路線圖中,但目前沒有一款達到我們能夠進行部署的臨界質量。”

蘋果的AR眼鏡發布成為全行業關注的大事,每一次蘋果的發布會我們都看見大家對蘋果的AR眼鏡持有高度關注。根據產業鏈消息來看,蘋果將在2023年左右推出這款AR眼鏡。即將發布的產品能否引起其他軟件、硬件以及內容生態玩家加入AR市場,我們也將持續關注最新動向。

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