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Vision Pro 全球首拆来了!“真是让人既费解又赞叹”

  • 2024-02-07
    北京
  • 本文字数:5336 字

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Vision Pro全球首拆来了!“真是让人既费解又赞叹”

2 月 2 日,苹果公司首款头戴式显示设备 Vision Pro 正式在美国开售,256GB、512GB、1TB 三种存储容量的售价分别为 3499 美元、3699 美元和 3899 美元,最高配置版本加上所有可选额外配置,价格高达 4795.95 美元。


对于如此高的价格,很多网友直呼“买不起”。对此,苹果 CEO 库克在财报电话会议上回应道,该公司的 MR 头显 Vision Pro 价格可能很高,但它包含了大量的技术。当被问及成本时,库克说这款头显的技术包含 5000 项专利。“如果你从价格的角度来看,这款产品包含了大量的技术。当然,这是建立在苹果花了多年时间进行的许多创新之上的,所有这些都是由 AI 驱动的。”


那么,这款“全是科技”的 Vision Pro 到底是怎样构成的?近日,全球专业拆解大户 iFixit 发布了全球首个苹果 Vision Pro 拆解视频。


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    苹果家的产品向来难以拆解分析,这次也不例外。iFixit 表示,在实验中并没有破坏 Vision Pro 本体,并一路看到苹果如何将 EyeSight 显示屏、传感器阵列、外部电池组乃至 R1 芯片塞进这部精巧的设备。而且为了实验一次成功,iFixit 还专门为其拍摄了 X 射线视图和高分辨率显微镜照片。本文将从外屏显示说起,后续 iFixit 还会出一篇文章着力探讨镜头系统与芯片设计。


    下面,我们看看 Vision Pro 内有哪些乾坤。

    开拆!




    外面这块玻璃面板是用胶水粘牢的,所以需要持续加热、慢慢剥下。但最终 iFixit 还是成功拆解,没有造成破损。唯一的影响,就是玻璃上那层塑料保护膜有点剥落和融化,但基本无伤大雅。经过专业训练的苹果零售维修人员可能会做得更好,不过据说更换破碎的前罩玻璃要收费 799 美元……iFixit 决定自己动手。


    颇有份量


    玻璃外罩本身只重 34 克,并不夸张。但在配备电池之后,Vision Pro 的整体重量已经超过一公斤。


    苹果在宣传中其实是耍了个花招。大多数宣传照片中都精心把外接电池隐藏了起来,将其放在口袋里、而非头显上。跟其他早期 VR 一样,直接把电池集成进去会导致设备重量爆表。


    但这么设计也有好处,毕竟电池经过两、三年的充电之后肯定会持续老化,那这种模块化的外接设计能降低更换难度。苹果硬件团队可能也是考虑到了即将出台的欧盟电池法规,其中要求到 2027 年所有电子产品都必须配备可由用户亲自更换电池的设计。


    纯电池组就重 353 克,由三块 iPhone 大小的电池组成,共可提供 35.9 瓦时电量,相当于 iPhone 15 Pro 17.3 瓦时的两倍多。但三块电池本身只重 184 克,约为整个电池组重量的一半左右。为了搞清楚余下的份量来自哪里,iFixit 得用热风把粘合剂吹软、扒开一组一次性金属卡扣,之后拧开一大堆梅花螺丝。


    铝制电池组中的三块电池,每块串联电压约为 3.8 伏,单块 3166 mAh,三块总电压 11.34 伏。

    之前提到,电池组加头显的总重量已经超过了一公斤,Vision Pro 的份量着实不轻。相比之下,Quest Pro 的重量为 722 克,Quest 3 的重量则为 515 克。


    但重量并不是最大的问题,配重才是。Vision Pro 的重量主要都落在用户脸上,因为所有核心组件都在前面,哪怕是 Pro 的双扣带设计也无法在不加配重的情况下解决问题。为此苹果公司专门申请了一项后置电池组设计专利,这可能有助于平衡沉重的正面份量——而代价就是把头上的总负担再提升 50%。


    所以如果只计算面部承受的重量,那么 Meta Quest Pro 的显示模块(不含电池)为 522 克,Vision Pro 中同类组件的重量则为 532 克,基本相同。二者的主要区别一是重量分配,二是 Vision Pro 采取了更重的随附电池。


    但这款产品给人的第一印象相当好。iFixit 拆解老手 Sam Goldheart 表示,“重量并没有想象中那么夸张,只是大部分重量落在了我的额头和脸颊上、而非头顶,这种感觉很奇怪,就像有人在朝斜下方按我的脑袋。”

    绑带设计


    Vision Pro 配有 3D 单圈织物绑带和双扣绑带,它们接入扬声器后部位置。目前出于美观考虑,所有宣传照片展示的都是更有标志性的单圈织物绑带,看起来的确很酷。它环绕在用户的手脑勺上,我们可以使用侧面旋钮来调整贴合度,体验跟拧紧自行车头盔差不多。


    那佩戴感觉如何呢?Sam 表示“织物面料非常舒适。”单圈织物带采用非常精细、舒适的编程方式,而且弹性十足,容纳马尾辫也没问题,能给面部设备以充分的支撑。


    扬声器则固定在连接主头显的两条硬镜腿上,要把它拆掉需要请出老朋友:SIM 卡拆除针。拆除孔位于主头显的镜腿内侧,而且端口上带有一排电触点,看着就像当初的 Lighting 接口。使用既有工具轻松拆卸部件,这个主意 iFixit 真的喜欢。这也让 iFixit 意识到,Vision Pro 的整个拆解过程可能并不像之前想象的那么困难。


    这种模块化设计跟 AirPods Max 类似。可穿戴设备其实极易损坏,所以一定要采用能够轻松更换的扬声器模块。iFixit 还试图更进一步,把扬声单元从框架里撬出来,但这立刻就破坏了内部的模制线缆。好吧,这下大家知道了,就只能拆到这一步。

    这款扬声器虽然拆解起来比 AirPods Pro 容易一点,但也没好多少。


    扬声器本体只是虚掩在用户耳朵上,所以很明显它们并不适合非常吵闹的使用环境。如果大家愿意,也可以佩戴 AirPods Pro——但若想享受无损、低延迟音频体验,记得购买最新的 USB-C 版本。


    左侧是专用的电池线缆连接,用磁铁卡入到位,再拧一下即可锁定。我们可以理解苹果为什么在这里使用了非标准连接器,这显然是为了防止不慎被儿童拉掉或者是起身时线卡在椅子扶手上。但线缆的另一端设计则完全没道理可讲——苹果没有使用 USB-C 进行连接,而是选择某种看似专有的超大 Lightning 端口接入电池组。大家必须使用回形针或者 SIM 卡移除针才能将其解锁。

    为什么不在电池组上直接用 USB-C 端口?为什么?


    这样的设计,让大家没办法用带 USB-C 端口的充电宝给 Vision Pro 供电……太狗了。


    不是一家“头”,不进一家门!

    遮光件和面部护垫


    大家脸型各不相同,所以苹果也推出了多达 28 种不同的遮光件,用以适应不同的面部尺寸和形状。如果需要蔡司眼镜插片,遮光件的尺寸又会随之变化,这是为了保证遮光件和护垫能让立体屏幕与眼部传感器同用户的眼睛保持正确位置。正因为如此,苹果才会根据每份 Vision Pro 订单进行定制生产,毕竟面部适配不存在“标准”配置。


    用之前请先把脸上的粉搽干净~


    遮光件用磁铁固定在主头显上,这也是苹果的一贯设计——要么固定在适当位置,要么就得特别容易更换。这种模块化方案只为完美贴合用户的脸部线条。不知道未来的设计也会这样,还是说这只是暂时不得不选择的妥协产物。但至少目前来看,磁铁比尼龙带加卡扣更舒服,可以让遮光件精确卡入并对齐。整个设计类似于 MagSafe 充电器与 iPhone 感应充电线圈的完美匹配。


    关于遮光件的清洁,苹果建议使用水加无味洗洁精,这样就能防止部件因为经常被汗水浸湿而变脏。这里特别提醒各位精致女孩,你们的妆容很容易在 Vision Pro 上留下痕迹。《华尔街日报》的 Joanna Stern 就一口气把 Vision Pro 佩戴了 24 个小时,据说她的化妆品都在遮光件里打团了。


    磁性遮光件下面的则是固定遮光件,同样采用织物包裹,但防脏能力相对更好。把它取下之后可以看到一张薄薄的弹性塑料片——不确定这是用来填补织物中的间隙,还是为了防止颗粒物进入头显内部。总而言之,这是一副颇有超级英雄风格的眼罩。

    EyeSight 显示屏


    前置外屏既是 Vision Pro 的标志性设计,也是目前外界争论的焦点。


    技术媒体普遍用“怪异”、“不可理喻”和“实用性存疑”等字眼形容 EyeSight。而且从设备耐用度出发,这样的设计也堪称致命弱点。为什么非要引入单独一块屏幕和由它带来的更多连接装置与故障点呢?这一切就是为了实现诡异、无用甚至令人有点毛骨悚然的功能?要找到答案,先得深入研究并搞清楚 EyeSight 的工作原理。


    EyeSight 的专利描述中包含三种显示模式:“专注内部”、“外界参与”和“请勿打扰”。专利提到该技术能够在屏幕上显示多种图像——包括各种卡通风格的动物眼睛、其他传感器捕捉的生物特征分析结果,还有可在用户与亲朋好友闲谈时显示为心形。内部摄像头用于捕捉情绪状态,并根据结果投射对应图像。



    想法确实不错,但实际 EyeSight 的外屏非常昏暗且分辨率低下,评论人士称很难从中看到太多内容。《华尔街日报》的 Joanna Stern 甚至表示“基本看不清”。


    事实证明,EyeSight 的实际效果其实是双层画面的叠加:眼睛动画和真实用户的眼部。通过拆解,iFixit 发现前置外屏采用了三层结构:加宽层、透镜层和 OLED 屏幕层。


    EyeSight 为什么看起来这么怪?

    苹果的想法是很具体的:给用户的面部配上眼睛动画效果。但为了实现这个目标,他们不仅做出了极具战略性的设计选择、还面临着现实条件的严苛约束。


    因为人类大脑对面部和眼睛非常敏感,所以才会产生所谓“恐怖谷效应”。换句话说,苹果必须创造出非常真实可信的 3D 效果。而如今 EyeSight 上的 3D 渲染之所以效果不好,就是因为它们缺少立体感。为了让目标看起来有空间纵深,必须保证观察者每只眼睛看到的图像略有不同。Vision Pro 在内屏上就是用双凸透镜来解决这个问题。


    当从不同角度观看时,双凸镜会分别显示不同的图像,并借助这种效果来模拟同一动作的两个独立帧。当然,开发者也可以使用同一对象的不同角度图像建立同样的 3D 效果。


    Vision Pro 的外屏 OLED 面板上方装一个光栅层。VisionOS 会渲染多个面部图像(我们称之为 A 和 B),将二者拆分并分别对应左眼观察角度和右眼观察角度。如此一来,就实现了具有立体效果的 3D 人脸。但由于角度差异较小且素材数量众多,所以还得搭配上 Evident Scientific 显微镜才能看到其中细节。


    双凸透镜层上的一个个镜脊


    像素也被弯曲并透过透镜层发光


    这种方法的弊端在于,其横向分辨率会显著降低,且各个图像会被进一步拆分。假定两帧画面要显示在 2000 个像素宽的显示屏上,那么每个画面都只有 1000 个横向像素点可供使用。也就是说,不管在什么样的显示屏上显示怎样的画面,其分辨率都必然受到影响。正因为如此,EyeSight 眼睛看起来才那么模糊。


    透镜层前面是另一个塑料透镜层,也拥有类似的透镜脊。这个层的作用似乎是把投影面拉伸到适合 Vision Pro 的宽度。把它拆掉再启动 Pro,外屏显示的眼睛就会扭曲缩小。


    此外,这些透镜还可能会限制有效视角。目前整个设计只在旁观者位于 Vision Pro 正前方时效果较好,这就限制了在极端角度下看到伪像的可能性。但缺点就是需要让本就复杂且模糊的图像再经过一道镜头,导致画面更暗更糊。


    插入镜片和立体显示屏


    通过下面这张 X 射线图,可以一窥 Vision Pro 的内部结构。请大家认真观看,这东西可是 3500 美元买来的。

    


    在首次佩戴时,Vision Pro 会自动进行瞳距调整,并通过电机变更镜片位置。此外,苹果还提供多种镜片选项。


    各家苹果门店都将部署设备,供用户在参加演示时确定镜片设置。对于患有可能干扰眼球追踪功能的眼部疾病(例如斜视)的用户,Vision Pro 可在辅助功能中提供替代交互控制。但也听说这款产品对散光患者(占整个人群的 40%)效果不佳,iFixit 表示对此后续会进一步验证。


    更换的插入镜片还需要与头显进行“配对”,但匹配偏差带来了灾难性的后果。iFixit 另外工作人员就在配对之后获得了错误结果,导致眼动追踪效果不佳。所以 iFixit 强烈建议苹果提供一种对第三方镜片进行校准的方案。



    R1 与 M2 芯片


    这款头显搭载 M2 Mac 芯片,同时辅以全新 R1 芯片,后者专门负责来自 12 个摄像头、LiDAR 传感器和 TrueDepth 摄像头的输入,将其延迟控制在最低水平。在增强现实场景下,产品必须尽快将现实世界的摄像头视力投射至用户眼中,否则他们的肢体感知会与画面内容相冲突,导致大脑陷入混乱。


    为了避免失衡,R1 芯片采用实时操作系统,保证任务永远在固定时间内执行。大多数计算机都运行在分时操作系统之上,即由系统动态安排任务,但这可能导致操作响应变慢。这样的设计对于透传视频和对象渲染之类的重要任务显然不适用,过程中的任何故障都会像《黑客帝国》中的情节那样产生违和感。轻则令人不适,重则导致头晕呕吐,甚至直接昏厥当场。



    既是值得赞叹的壮举,也是令人费解的设计


    初代 iPhone 其实也有类似的问题。当算力不足的芯片跟不上快速滚动的页面渲染需求时,它会暂时切换为灰白色棋盘,等待滑动操作处理完成。当时,苹果决定先考虑响应能力、再实现图形保真。但这一次,苹果把图形保真和响应能力都放在最高优先级,并用电池续航、重量和发热量作为代价。考虑到顺畅体验对于 AR 技术的重要意义,这可能也是初代 Vision Pro 唯一可行的路径。


    Vision Pro 是款雄心勃勃的产品。没错,它很重、玻璃护罩容易损坏、外接电池也不够便携。但苹果至少成功把 Mac 的强大功能和新型专用 AR 芯片整合到了能够佩戴在头上的单一设备内。

    虽然修复起来比较麻烦,但苹果明显已经尽可能在采用模块化连接。最直观的例子,当数靠 SIM 卡针就能拆下的镜腿和非常人性化的磁吸护垫。


    那么,作为苹果对未来计算形态的最新赌注和耗时多年的心血力作,为什么 EyeSight 外屏的表现却这么拉胯呢?


    它很暗、分辨率不高,而且平白给头显增加了可观的体积、重量、复杂性和成本。是不是开发团队耗尽了时间还是没找到合适的方案,所以只能被迫推出这样一款自己也不满意的成品?不知道,但确实有这种可能。


    从初代 Oculus 开始,iFixit 就一直在拆解各种 VR 头显,并看着它们一路发展改进。其中包含着这么多令人着迷的机械与光学设计,苹果 Vision Pro 则把传感器的无缝集成和惊人的位置跟踪能力提升到了新的高度。“无论还有多少缺点,都不能掩盖这款新品那耀眼的光辉。”iFixit 表示。


    原文链接:


    https://www.ifixit.com/News/90137/vision-pro-teardown-why-those-fake-eyes-look-so-weird

    2024-02-07 17:4814406

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