科幻作家尼爾·斯蒂芬森也許不會想到，自己在1992年出版的科幻小說《雪崩》為英文世界帶來的兩個新詞——Avater與Metaverse，會在21世紀再次成為科技與人文的前沿。

其中，Avater（化身）成為了詹姆斯·卡梅隆導演大作《阿凡達》的名字，這部電影不僅開創了3D電影的新紀元，還兩次登頂影視票房冠軍；而Metaverse（元宇宙）則在今年成為科技界炙手可熱的新概念，備受資本追捧。

雖然近年來VR內容質量、內容豐富度在迅速提高，但VR設備的佩戴舒適度正成為限製用戶使用時長的關鍵因素，毫無疑問，VR設備輕薄化成為了全行業都在努力攻克的命題。

不可承受之重——主流VR頭顯重量均超1斤

VR頭顯，到底有多沈？

目前，市場上的主流VR頭顯的重量大多在300g以上。而最主流的VR一體機設備，由於集成了電池、攝像頭、計算平臺，重量往往會超過500g。此外，VR一體機往往性能越強，重量越重。例如，Quest 2的重量為503g，而HTC VIVE Focus 3的重量更是高達785g。

不難想象，頭頂一臺重達一斤的VR頭顯，往往冇有任何舒適可言。流媒體平臺Netflix的創始人Reed Hastings就曾在2016年時錶示，VR不是Netflix重點投入的方嚮：“帶上VR頭盔，恐怕看上20分鍾視頻你就精疲力竭了。”

在絕對的重量之外，VR頭顯的另一大問題，在於重心過於靠前。VR頭顯主體位於人眼前方，用戶必須使用綁帶固定頭顯。而對於輕度用戶而言，戴好VR頭顯、拿起手柄戳選菜單打開遊戲，遠遠不如掏出手機一般簡單方便。笨重的VR頭顯不僅降低了用戶體驗，也大大提升了用戶使用VR設備的門檻。

既然用戶怨聲載道，VR頭顯為何要做得如此笨重？事實上，這與當下近眼顯示設備的技術路線息息相關。

人類的眼睛與相機鏡頭一樣，隻有對焦到物體之上，才能獲得清晰的畫麵。然而，無論是人眼還是鏡頭，都無法直接對焦在距離極近的物體上。因此，VR頭顯必須配備特殊的光學結構，才能讓用戶看到清晰的畫麵。

此外，在輔助人眼對焦的同時，VR頭顯還需要保證一定的畫質及FOV（視野角）。目前，主流的VR頭顯産品大多採用了菲涅爾透鏡的解決方案，透鏡與顯示麵闆之間必須保持一定距離。這一方案能保證畫質與成本的相對可控，但整個顯示模組的體積與重量都很難壓縮。

（圖：HTC VIVE拆解圖，透鏡模組佔據了巨大的體積 圖片來源：poppur）

如今，為了實現VR頭顯的輕薄化，VR硬件從業者們都在尋早菲涅爾透鏡之外的解決方案。

從頭盔到眼鏡，VR輕薄化並非易事

2019年來，越來越多的VR頭顯設備，開始採用Pancake摺疊光路技術，以降低頭顯厚度。

與菲涅爾透鏡方案不同，Pancake方案配備了具備半反半透光學性能的鏡片組，讓光線可以在兩片或多片鏡片之間反複傳導，以減少透鏡組的厚度。在Pancake方案中，鏡片組無需與顯示麵闆保持一定距離，因此，Pancake方案可以顯著降低VR頭顯的厚度。

今年5月，美國美國專利商標局公佈了一份蘋果公司的專利申請，描述了一種用於頭戴式顯示器的光學係統。該係統採取了Pancake式的解決方案，這也許預示著，蘋果未來發佈的VR頭顯設備很有可能採用Pancake方案。

但Pancake方案也存在著一定缺憾。例如，Pancake方案需要使用偏振膜降低顯示重影，這一過程會産生一定的亮度損耗。這意味著，Pancake方案VR頭顯若想實現與菲尼爾透鏡方案頭顯相同的亮度，需要採用更高亮度的顯示麵闆，這往往意味著更高的物料成本。

此外，Pancake方案仍然需要兩片或兩片以上的光學鏡片。目前，大多數Pancake方案VR頭顯的厚度仍然在20mm以上，難以實現更極緻的輕薄。

而日前，VR/AR近眼顯示創業公司EM3發了新一代的VR原型機——EM3 ETHER，實現了僅6.8mm的整機厚度。與Pancake方案不同，EM3 ETHER採用了EM3自研的NEO-M透鏡方案，採用一組衍射透鏡，替代了傳統VR頭顯較厚的透鏡組，它具有更強的光線偏摺能力與光線控製能力，可以在極短的焦距內實現光線的匯聚及清晰成像。而採用這一方案的VR頭顯産品，也可以實現更極緻的輕薄。

（圖：EM3 ETHER原型機）

（圖：菲涅爾透鏡、Pancake與NEO-M方案VR頭顯體積及厚度對比）

採用NEO-M透鏡係統的EM3 ETHER，重量僅有35g。在畫質方麵，EM3 ETHER也並不含糊，它採用了兩塊獨立的Micro-OLED顯示麵闆，並支持2.5k的單眼分辨率與90度的FOV。EM3官方稱，下一代産品有望實現110度的FOV。據悉，EM3 ETHER有望在2022年投入量産。

在VR發展初期，“VR眼鏡”這一並不專業的稱呼曾風靡一時。如今，在Pancake與NEO-M方案的助力下，VR頭顯成為了真正意義上的“VR眼鏡”。

站在更遠的尺度看，從VR頭顯到VR眼鏡，這一變化的意義其實遠遠不止於輕薄。輕薄VR頭顯不僅讓用戶的頭部減負，更直接降低了VR的使用的實際與心理門檻。而更加便捷的VR設備，才是開啓元宇宙時代的關鍵所在。

輕薄化VR頭顯，如何加速元宇宙時代到來？

2021年，元宇宙概念的火爆，讓資本市場再一次關註到VR/AR行業。谘詢機構Gartner此前發佈的報告顯示，VR/AR已經完成技術祛魅，正在成為一項相對成熟的技術。而輕薄化VR産品的出現，則可能成為進一步加速VR市場成長的加速器。

如果對標智能手機市場，這一趨勢就會更加容易理解。如今，外界公認的智能手機行業元年是2007年，而標誌則是iPhone的麵世。但事實上，iPhone並不是世界第一款智能手機。

在iPhone誕生前，諾基亞主導的的Symbian係統、微軟的Windows Mobile一度主宰智能手機市場，黑莓以及Palm的PDA手機也備受商務人士青睞。在2008年，Symbian及Windows Mobile係統的入門款智能手機已經下探到1500元價位。

然而，當年的智能手機隻是少數手機玩家、發燒友和商務人士的選擇，一直冇能成為手機市場主流。直到iPhone和Android係統普及，智能手機才受到主流用戶的青睞。

（圖：在2007年的iPhone初代發佈會上，喬佈斯列舉了當年的主流智能手機形態）

這背後的原因也並不複雜。早年的智能手機使用十分複雜，係統界麵淩亂繁雜、操作繁瑣，讓許多初次使用智能手機的用戶望而生卻。而iPhone則憑借著大道至簡的設計，大大簡化了智能手機的使用方式。

自此之後，智能手機的使用門檻大大降低。如今，智能手機已經演化為一個“外置器官”，成為了絕大多數現代人類不可或缺的工具。而iPhone奠定的智能手機原型（大屏、電容多點觸控、應用App化）也成為了沿用至今的行業標準。

不難看出，VR行業也在期待一款類似iPhone的顛覆性産品，它不可能是如今主流VR頭顯形態——超過1斤的重量，用綁帶固定在頭上，每次戴起放下都需要半分鍾以上的時間，平時需要裝在收納包裏……

而眼鏡化的VR頭顯，就是解決這些問題的“銀色子彈”。它可以隨身攜帶，隨時戴起放下。在未來，融合VR/AR顯示的眼鏡甚至可以時刻戴在頭上。而到那時，VR/AR也真正意義上成為了身體器官的一部分，而我們也將正式邁入元宇宙的新時代。

如今，科技業對於元宇宙的討論大多局限於遊戲領域，但元宇宙的範疇顯然不止於此。輕薄化VR解決方案的出現，則有望改變這一現狀。

與普通用戶相比，遊戲玩家更願意為沈浸式體驗付出更高的時間、金錢與認知成本。因此，相比輕度應用，VR內容開發者們也更願意開發遊戲類應用，以獲得更高的商業回報。

而當VR設備變得愈加輕薄、簡單、易上手，更多輕量級VR應用也將呈井噴式發展。例如，我們可以隨時隨地戴上VR眼鏡，加入一場身臨其境的遠程會議，或是與遠在天邊的朋友開啓一場“雲聚餐”……

到那時，元宇宙改變的將不僅僅是我們的娛樂方式，而是會融入到每時每刻的日常生活之中。現在，我們隻需期待一把開啓元宇宙的鑰匙，等待VR開發者們為我們帶來更多、更情報的VR解決方案。