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游遍全球(足不出门与足不出户)

时间:2023-05-05 06:48:33 阅读:99581 作者:885

2020年,一场突如其来的新冠肺炎疫情影响了全国人民的工作、学习和生活方式,网络会议、网络教育、网络购物逐渐成为人们的正常生活。2021年初,随着春节的临近,很多人都忍不住要出去玩。但由于疫情的原因,人们随意出行是不现实的,于是很多人开始将目光转向头戴式显示器,希望通过头戴式显示技术,足不出户就能环游世界,为家居生活增添色彩。

本质上,头戴式显示器通过一组光学系统放大超微型显示屏上的图像,并将图像投射到视网膜上,以呈现各种应用场景,包括用于增强现实的透射式显示器(以下简称为AR头显)、用于虚拟现实的非透射式显示器(以下简称为VR头显)和混合现实显示器(以下简称为MR头显)。AR头显可以在观察虚像的同时看到外部环境,可以大大提高用户的判断力;VR头显只能让用户观察到内部虚像,却看不到外部环境;MR头显将虚拟图像融入外部环境,彻底模糊了虚拟与现实的界限,被认为是AR的升级版。

头显发展迅速,应用广泛。

头戴式显示技术最早应用于军事侦察,使军队能够远程查看危险情况,后来发展到民用,经历了初步探索、稳定发展和快速发展三个阶段。目前,头戴式显示器广泛应用于航空、航天、船舶、铁路、建筑、土木工程、科学可视化、医疗、军事、教育、娱乐、通信、艺术、体育等领域。

从1986年到1992年,是头戴式显示技术起源于军事侦察的初步探索阶段。1968年,Lvan Sutherland开发了一种头戴式显示设备。整个系统将显示设备放置在用户头顶上方的天花板上,通过连杆与头戴式设备连接,可以将简单的线框转换为3D图像。它是美国军方的产品。1988年,VPL RESEARCH公司开发了民用虚拟现实头戴式显示器EyePhone,可以跟踪识别头部旋转,渲染生成相应的图像显示在屏幕上。需要连接桌面设备和电脑使用,也可以通过与EyePhone配套的手套改变输入信号(出版号:EP0211984A1,出版号:EP0677187A1)。

从1993年到2005年,头戴式显示设备的结构和功能不断扩展,处于缓慢发展阶段。1993年,日本SEGA公司开发了一种双目头戴式显示器,将双眼的光学系统封装在一个盒子里。1995年,第一台商用VR头戴显示器VFX1诞生。该设备包括视觉显示器和扬声器,内部传感器可以跟踪头部的旋转。采用LCD液晶显示面板(公开号:US5682172A)。1995年,任天堂发布了另一款便携式3D头戴式显示器Virutal boy,同样采用了LCD面板和游戏控制器。这款头戴式显示器采用了现在电影院常用的偏振3D镜头,加上内置的32位处理器生成单色3D图像,并由电池盒供电,可以随身携带使用。现阶段,由于CRT显示屏和大尺寸的限制以及LCD显示屏局限于平板显示,用户无法获得想象中的视觉冲击,因此相关技术的发展一直非常缓慢。

自2006年以来,头戴式显示技术一直追求更好的体验感,并进入快速发展阶段。头戴式显示技术的快速发展与有机发光二极管显示屏的应用密切相关。有机发光二极管显示屏不仅视角大、节省电能,而且具有响应快、重量轻、厚度薄、结构简单、成本低等优点,受到了人们的关注。一些发明家已经将有机发光二极管技术应用于头戴式显示器。例如,专利文献(公开号:US20050046954A1)记载了有机发光二极管可以用作发光图像元件。2006年,美国eMagin公司将有机发光二极管技术应用于头戴式显示器,其Z800 3D Visor对比度达到SVGA级别,分辨率也提升至800600。高灵敏度的头部跟踪联动装置提供360度图像跟踪,为用户带来生动的视觉效果。如今,头戴式显示设备不仅大大提高了视觉体验,还增加了交互能力。例如,专利文件(公告号。US9753549B2)记录了头戴式显示设备可以相对于手或脚定向以实现交互。专利文件(公告号。US10529113B1)提供了一种通过识别用户的面部表情来提供沉浸式界面的方法。专利文献(公开号:CN111290571A)记载了一种可以向头戴式显示器的显示屏提供车辆周围环境的实时视频的方法,该方法可以用于捕捉道路行驶情况。

纵观头戴式显示器的发展历程,在体积、舒适度、画质提升等方面都取得了诸多突破。笔者认为,随着科技的快速发展,头戴式显示器有望成为下一代通信设备。

中国专利申请比例持续上升。

通过分析头戴式显示领域的专利申请数据可以看出,这项技术在我国的发展趋势与全球发展趋势基本一致。值得注意的是,近年来我国专利申请量占全球申请量的比例持续上升,占比超过2015年以后。

50%,意味着头戴显示技术在中国市场发展前景可观。

  据统计,头戴显示领域主要申请人分布在日本、美国和中国,日本企业的专利数量最多,其次是美国、中国。通过选取各个国家申请总量排名靠前的申请人进行对比,笔者发现,日本公司出现了明显的更替。日本的奥林巴斯和佳能早在上世纪90年代就对该领域进行了较大投入,但是进入21世纪之后,两家公司的专利申请量逐年减少,其中佳能在2015年后又开始加大了这方面的投入。爱普生从2008年起保持了较高的专利申请量,COLOPL虽然从2014年才开始提交相关专利申请,但是近些年的专利申请量较为可观。美国的主要申请人自2008年起一直保持较高的专利申请量,排名靠前的有微软、谷歌、BROTHER、OCULUS、FACEBOOK,其中FACEBOOK和OCULUS公司从2014年加大专利布局,多年来,其专利申请量一直保持猛增势头。我国主要申请人有歌尔、京东方、小鸟看看、多哚、柔宇等,几乎都是从2010年起开始提交相关专利申请,虽然起步较晚,但是其申请数量可谓爆发式增长,其中最引人注目的是歌尔公司,申请量近年在全球处于领先地位,发展尤为迅速。从专利技术内容来看,我国专利申请主要集中于对头戴显示器结构的改型,而国外专利主要侧重于对图像质量的改善、交互能力的提升,这说明与日本等国相比,我国在技术水平上仍存在一定差距。

  随着核心显示元件和处理芯片的快速升级,市场上涌现出越来越多的头戴显示器,其性能、舒适度以及人机交互能力不断提升,带给我们无限的想象,让人感觉到“一切触手可及”。不过,头戴显示器领域还存在因缺少行业标准和监管机制导致的低质量问题。笔者相信随着相关标准的制定完善,头戴显示市场将得到规范,头戴显示器技术也将实现新的突破,给人们带来更为震撼的体验。(王晶晶 过时的白猫)

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