光子晶體科技：AR顯示是元宇宙的入口

    2021年12月3日，由中央廣播電視總臺(tái)粵港澳大灣區(qū)總部和南方財(cái)經(jīng)全媒體集團(tuán)聯(lián)合主辦的“南方財(cái)經(jīng)國(guó)際論壇2021年年會(huì)”，在廣州圓滿結(jié)束。光子晶體科技董事長(zhǎng)兼首席科學(xué)家王勇競(jìng)博士受邀參加，并由光子晶體科技市場(chǎng)VP肖培新分享主題演講《大灣區(qū)顯示技術(shù)前沿及市場(chǎng)機(jī)遇：AR顯示是元宇宙的入口》。

本文為精彩演講內(nèi)容分享。

元宇宙是下一代互聯(lián)網(wǎng)。是基于人的互聯(lián)網(wǎng)，是人聯(lián)網(wǎng) 。

    AR顯示打破了數(shù)字的平行世界和真實(shí)世界的界限。AR顯示是元宇宙的入口。

    AR顯示簡(jiǎn)言之就是透明顯示。透明顯示結(jié)合內(nèi)容，結(jié)合SlAM 3D建模，結(jié)合新穎的人機(jī)交互是AR顯示系統(tǒng)。

    AR顯示擴(kuò)展了真實(shí)的世界，打破了元宇宙和真實(shí)世界的界限。是下一代的互聯(lián)網(wǎng)，是人聯(lián)網(wǎng)，有可能產(chǎn)生跟手機(jī)一樣億萬(wàn)級(jí)的新一代計(jì)算平臺(tái)。

    一、什么是元宇宙？元宇宙是基于場(chǎng)景的互聯(lián)。

    人是社會(huì)的人，社會(huì)的本質(zhì)是交流、是通信。人類的通信，從19世紀(jì)的電磁理論催生了電磁技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，光通信。人類的通信方式，從初期的紙張信件、電報(bào)、電話，發(fā)展到互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)通信的帶寬足夠強(qiáng)大，延遲小到某一種程度的時(shí)候，世界所有的信息就可以連接在一起，形成了互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)�；ヂ�(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是信息的互聯(lián)。在過(guò)去30年的時(shí)間里面，人類翻天覆地的變化就是由通信和算力增加構(gòu)成的�；ヂ�(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)徹底改變了人類的社會(huì)交流。徹底改變了人類的生產(chǎn)方式。催生了世界上一大批新興的公司，如谷歌，蘋果，亞馬遜，華為等。

    但是科學(xué)的進(jìn)步不會(huì)停止，人類對(duì)交流的渴求也不會(huì)停止。隨著大帶寬、低延時(shí)的5G網(wǎng)絡(luò)以及低軌道衛(wèi)星通信基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善的時(shí)候，通信的內(nèi)容，逐漸由文字信息，轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)的圖像、語(yǔ)音、視頻。所有這些實(shí)時(shí)的語(yǔ)音視頻結(jié)合在一起，實(shí)際上就是一個(gè)場(chǎng)景，是一個(gè)人周圍的宇宙。所有這些場(chǎng)景就連接在一起，形成了一個(gè)場(chǎng)景的互聯(lián)網(wǎng)。場(chǎng)景互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一次革命，是下一代互聯(lián)網(wǎng)。雖然說(shuō)元宇宙這個(gè)概念，100個(gè)人有100種不同的看法。但是普遍人們認(rèn)為元宇宙是下一代的互聯(lián)網(wǎng)。而這個(gè)下一代的互聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上就是場(chǎng)景互聯(lián)，是每一個(gè)人周圍宇宙以沉浸式的音頻，視頻方式互聯(lián)起來(lái)的。

二、元宇宙的硬件基礎(chǔ)是什么？

    今年可以說(shuō)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示和元宇宙概念的元年，幾乎所有的科技巨頭都在布局投資這個(gè)賽道。資本界對(duì)元宇宙的熱炒更是無(wú)以復(fù)加。很多人，比如說(shuō)國(guó)外的一些科技媒體就給出了元宇宙的六大技術(shù)要素�？偨Y(jié)了一張這樣復(fù)雜的大表。實(shí)際上這無(wú)非新瓶裝舊酒，為了把各種資本炒作的元素都列了出來(lái)，混在一起。

我們從第一性的原理，分析了元宇宙的硬件基礎(chǔ)。元宇宙的核心底層技術(shù)分三部分。

    第一，元宇宙的基礎(chǔ)是一個(gè)低延遲的大帶寬的通訊網(wǎng)絡(luò)。

    從剛才的分析我們可以知道，它的基礎(chǔ)是一個(gè)低延遲的大帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)可以是5G，可以是低軌道衛(wèi)星通信。    第二，它的核心大腦是強(qiáng)大的計(jì)算能力。    并行的CPU， GPU，以及基于這些算力的各種算法，當(dāng)然也包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，AI算法。這些強(qiáng)大的算力和算法產(chǎn)生了一個(gè)和我們真實(shí)世界相對(duì)應(yīng)的平行世界。這個(gè)平行世界可以是來(lái)源于真實(shí)世界的克隆或者增強(qiáng)，也可以是一個(gè)完全由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬的世界。    第三，元宇宙的入口是AR與VR。 

    AR/VR是虛擬世界和真實(shí)世界的接口。人類的社會(huì)活動(dòng)，社交，第1次可以在虛擬世界中完成。

    實(shí)際上人類在虛擬世界中的真實(shí)交互并不是一個(gè)全新的事物。在各種聯(lián)網(wǎng)的游戲 比如mindcraft，魔獸世界等等，世界各地的游戲愛(ài)好者，世界各地的孩子們?cè)缫言谶@種虛擬世界中的真實(shí)交互不亦樂(lè)乎。在元宇宙時(shí)代，這種虛擬與世界中的真實(shí)交互已經(jīng)大大超過(guò)了傳統(tǒng)的游戲，進(jìn)入沉浸式，多維度的交互。這種沉浸式多維的交互基礎(chǔ)就是AR、VR顯示。元宇宙的入口就是AR、VR。如果這些交互方式還是基于傳統(tǒng)的平板液晶顯示，就不是元宇宙，還是一個(gè)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)游戲，是互聯(lián)網(wǎng)游戲，是第一代互聯(lián)網(wǎng)。

    AR / VR / MR顯示是元宇宙的入口。通過(guò)這一入口，人們可以在虛擬的世界中交流。元宇宙的基石是大帶寬、無(wú)延遲的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。強(qiáng)大的分布式算力和沉浸式的AR、VR顯示。元宇宙將大大改變?nèi)祟惖慕换シ绞�，生產(chǎn)方式，催生出新的商業(yè)模式、新的生產(chǎn)力。這就是下一代的互聯(lián)網(wǎng)。

三、什么是AR、VR顯示？

    AR、VR又叫增強(qiáng)顯示顯示和虛擬現(xiàn)實(shí)形式。在英文里面是augmented reality和virtual reality。雖然說(shuō)這兩個(gè)詞已經(jīng)變成日常生活中的兩個(gè)常用名詞，但是絕大人都不了解這兩個(gè)詞的真實(shí)區(qū)別。這張圖就是AR、VR的兩個(gè)典型的應(yīng)用。實(shí)際上它們從外形看來(lái)非常接近。

    他們主要的差別實(shí)際上是用戶體驗(yàn)，VR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示是把用戶放在一個(gè)全虛擬的世界里面。用戶利用各種姿態(tài)控制的人機(jī)界面，在虛擬的世界里面交互。它阻斷了人和真實(shí)世界的視覺(jué)通道。

    上圖是一個(gè)AR的顯示，實(shí)際上它是把一個(gè)虛擬的內(nèi)容疊加到真實(shí)的世界中，增強(qiáng)到真實(shí)的世界中，人們不僅可以看到真實(shí)的世界，同時(shí)還可以看到所需要的增強(qiáng)虛擬內(nèi)容。它沒(méi)有阻斷人們和真實(shí)世界的通道，是一種更人性化的顯示技術(shù)。

    如果這樣講還是太復(fù)雜，那么可以簡(jiǎn)單地理解，AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是一種透明的顯示，VR虛擬現(xiàn)實(shí)是一種不透明的顯示。

    隨著5G網(wǎng)絡(luò)以及元宇宙的發(fā)展。信息已經(jīng)變得無(wú)所不在。傳統(tǒng)的平板顯示已經(jīng)不能滿足這種無(wú)所不在的信息顯示需求。在元宇宙時(shí)代，人們需要AR顯示和VR顯示，AR、VR顯示就是元宇宙的入口，是元宇宙的硬件基礎(chǔ)。有了AR、VR顯示，人們可以隨時(shí)隨地的接觸到虛擬世界中的信息，虛擬世界和真實(shí)世界已經(jīng)互聯(lián)在一起，形成了元宇宙。

    最近在互聯(lián)網(wǎng)圈發(fā)生了一件大事，F(xiàn)acebook正式改名為Meta，開(kāi)始全面布局元宇宙，  Meta布局元宇宙，其硬件基礎(chǔ)用的是VR形式。在扎克伯格發(fā)布的一系列的概念性的發(fā)布視頻中，他們主要是利用各種傳感技術(shù)，3D建模技術(shù)，把一個(gè)真人放到一個(gè)虛擬的世界中，人與人的交流變成了一個(gè)虛擬交流，人與人在虛擬的世界中交流。

    光子晶體科技有限公司是一家專注AR和透明顯示技術(shù)的硬科技公司，我們專注于AR顯示，AR顯示不阻斷人和外界世界的視覺(jué)通道。利用透明顯示和AR顯示，把虛擬的內(nèi)容疊加到真實(shí)的世界中去，是元宇宙的另外一種表現(xiàn)形式。這里是我們?cè)鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)博物館的一個(gè)實(shí)際的案例，大家可以看到在博物館里遠(yuǎn)古化石的標(biāo)本，和虛擬恐龍的形象在透明顯示上疊加在一起，我們的技術(shù)使恐龍復(fù)活了，是增強(qiáng)顯示器。

    關(guān)于光子芯片透明顯示技術(shù)的原理，所有的AR顯示，本質(zhì)上都是一個(gè)透明顯示。透明顯示聽(tīng)著簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)起來(lái)相當(dāng)困難，因?yàn)橥该骱惋@示是一對(duì)物理上的矛盾，透明顧名思義，透明，光打過(guò)去就會(huì)穿透過(guò)去不能成像，我們發(fā)明了一種三維體全息微納光學(xué)結(jié)構(gòu)，他可以實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)自外部光源進(jìn)行選擇性調(diào)控，而對(duì)于屏幕后面的自然光可以允許完全穿過(guò)，從而可以實(shí)現(xiàn)透明顯示的效果。

    作為一個(gè)底層顯示技術(shù)的應(yīng)用革新，AR透明顯示的應(yīng)用場(chǎng)景有很多，譬如像商業(yè)廣告位的應(yīng)用，可以用在機(jī)場(chǎng)、大型商用空間和車庫(kù)玻璃幕墻等等，當(dāng)然這種廣告位并不是替代原有的廣告位，而是把很多新的，傳統(tǒng)的在商業(yè)空間中沒(méi)有利用到的玻璃變成有廣告價(jià)值的顯示器（主要是新增廣告點(diǎn)位）。

    商業(yè)顯示領(lǐng)域，透明顯示技術(shù)可以應(yīng)用在企業(yè)展廳、博物館、商場(chǎng)櫥窗等等（基本上身邊有玻璃的地方都可以實(shí)現(xiàn)顯示），另外在3D影院的場(chǎng)景，公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，在中影、保利、萬(wàn)達(dá)這些影院都已經(jīng)開(kāi)始批量化的安裝，我們的技術(shù)還可以被應(yīng)用于汽車顯示、AR HUD和沉浸式的座艙。同時(shí)光子透明芯片顯示技術(shù)也可以應(yīng)用在AR眼鏡的鏡片上，是一種有望取代光波導(dǎo)技術(shù)的全新的AR眼鏡方案。