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AMOLED供貨不足 拖累AR/VR設備出貨量

  • DIGITIMES企劃
只要能夠突破螢幕反應速度的問題,夏普IGZO技術將可憑藉的省電、畫面精細度高等特性,取代三星電子AMOLED面板在市場上的地位。圖片來源:Sharp

在各家大廠不約而同推出相關應用服務下,在2016年市場上呈現百家爭鳴的熱鬧景象,更被認為是AR/VR發展元年,Gartner更指出當內容服務、應用模式更成熟後,將會成為特定場合中不可或缺的重要穿戴式裝置。

根據IDC研究報告預估,VR裝置銷售金額將從2016年21億美元,擴增至2021年的186億美元,而主打商業應用的AR裝置,儘管2016年出貨量僅有2.09億美元,但到2021年時將大幅成長到487億美元。

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Magic Leap光場技術可讓消費者在無需戴頭盔或眼鏡的狀況下,享受到擴增實境、虛擬實境的效果,解決傳統VR頭盔佩戴易產生疲勞眩暈的問題。(圖片來源:Magic Leap)

主打消費市場的VR頭戴裝置,其對顯示面板要求是高解析度和高畫面更新率,避免因畫面延滯與景深不一致,造成用戶使用時會發生眩暈的問題。而在市面既有技術中,AMOLED因有自發光性、廣視角、高對比、反應速度快等優點,且有更高畫面重新整理率,耗能也相對較低,非常適合用於需要低耗電的可攜式電子裝置中,自然也成為VR頭戴裝置的首選。

工研院產業經濟與趨勢研究中心經理林澤民說,目前主要VR頭戴裝置供應商,如Oculus、宏達電等等,都使用三星電子的AMOLED螢幕,以滿足高解析度、高對比度、寬視角、高反應速度、低藍光(因為長時間且近距離使用)的VR裝置需求。

為創造出更優質的效果,三星電子更在2016年於舊金山舉辦的顯示器大展(Display Week)上,展示專為VR開發的4K(2160x3840)AMOLED次世代螢幕(806 ppi),藉此鞏固市場霸主的地位。

打破三星電子獨霸局面  Google攜手夏普開發新世代LCD面板

儘管AMOLED面板並非完全沒有缺點,如在同一畫面顯示過久會導致螢幕磷質烙印,且因各色衰退速率不同,因此長期使用後會出現色偏撞抗。不過前述問題,當使用在在淘汰速度快又只使用小螢幕的行動裝置時,反而能夠讓消費者享有高畫質、高階晰度的優點。

然而,日前在美國洛杉磯舉辦的SID(Society forInformation Display)上,負責VR業務的Google副總裁Clay Bavor表示,Google將與夏普共同開發高速反應LCD面板技術,以便能夠運用在VR/AR穿戴式裝置上。

投入VR頭戴裝置多年的Google,過去推出多款採用AMOLED面板的行動裝置,只是因該技術面板產能有95%掌握在三星電子上,而其他廠商均尚且處於小量生產或研發階段,導致多數業者都深受面板供應不足所苦。尤其若蘋果電腦依照原定計劃在2017年第3季推出採用AMOLED面板的Apple iPhone 8後,勢必將會讓面板供貨更為吃緊,自然影響到VR頭戴裝置的出貨量。

現今多數面板廠商主打的LCD 面板,受限於先天性技術上的限制,面板畫面更新速度不夠快,若免強運用於VR裝置之中,很容以讓用戶產生不舒服的狀況。因此,在投入AMOLED技術之餘,各家廠商亦積極投研發可與AMOLED速度抗衡的新世代LCD面板,只是目前尚且沒有明顯成果出現。

而Google與夏普合作專案值得注意之處,在於夏普擁有的IGZO技術,其具備省電、畫面精細度高的特性,均優於三星電子的AMOLED技術,若能順利發展出低延遲的液晶技術,將可解決面板供應不足的問題。

而兩家公司暫定的規格與品質,包含面板反應速度需低於6毫秒,每片畫素需在2000萬以上,每秒傳輸速度須達50G~100Gbps,以便滿足VR與其他行動裝置的需求。

突破可視角限制  AR裝置逐漸進入商業領域

相較於VR頭戴裝置的蓬勃發展,針對商務環境設計的AR裝置,則受限於顯示技術上的限制,目前能夠帶來經濟效益尚且難以浮現。若從顯示技術上來看,AR顯示方式可分為三種,第一種以影像技術為基礎的AR應用,代表性產品為智慧型手機上的Pokemon Go遊戲,優點在於無需購買額外設備,但在商業環境方面的應用也相對較低。

至於第二種則是以光學技術的AR,如Google Class眼鏡最早是採用PBS (polarized beam splitter,偏振光束分相立方體)搭配LCD面板,將外界光線與顯示器資訊同步呈現,方便用戶閱讀螢幕上的資訊,但因顯示視角只有15度左右,在商業應用上受到極大限制。

不過,EPSON 眼鏡則採用自行研發曲面技術,以便能夠利用分光膜層,達到擴大顯示範圍的目標,第三代產品視角範圍達到30度左右,且搭配AMOLED面板呈現資訊,目前已經吸引不少業者合作。

至於微軟的Microsoft HoloLens裝置,除將可視角提升到40度之外,更採用先進的傳感器、高清晰度3D光學頭置式全角度透鏡顯示器以及環繞音效,搭配後台廣泛的開發工具與函數庫,大幅降低開發人員進入的門檻,被視為是發展潛力最雄厚的AR裝置。

DLP Pico跨入AR/VR  廠商另類好選擇

目前市面上AR/VR產品多半採用AMOLED顯示技術,不過Avegant推出的Glyph虛擬現實設備,卻選用德州儀器(TI)的DLP Pico顯示技術,關鍵在於該技術具備亮度高、小尺寸、高解析度、色域豐富、高能效的特點,也順利解決AMOLED面板供應不足的問題。

德州儀器研發多時的DLP Pico技術,最早被應用在攜帶型投影機上,隨後又被加入至行動裝置上,使其具備有短距離投影的功能。目前在技術不斷進步下,已可讓新一代智慧手機、平板電腦、錄影機、膝上型電腦及頭戴式裝置上使用。

德州儀器半導體行銷與應用產品DLP資深應用工程師李姿宜說,目前業界VR頭盔設備顯示技術,主要有目鏡放大式和光瞳成像式。前者特色在於設計簡單、製造容易、價格便宜,可用在醫療用、軍用夜視鏡,但也有需聚焦在離眼球很近平面上的缺點。而德州儀器DLP Pico DMD技術,則採取光瞳成像式,特色是較複雜的設計,但可合理配置鏡片、配戴舒適性佳。

而DLP Pico顯示技術應用在AR/VR穿戴式裝置,目前可依照功能、視野範圍、體積等分為四大類,首先是Glance-able,如Google Glass般可透視且不能遮擋所有視野,能提供來電提醒、導航等輔助資訊。其次,則為需要廣視角、高流明的AR專用眼鏡。

第三種應用範圍則是家庭劇院眼鏡,便於讓消費者享有沉浸式效果,且具備Dual Eye特色。最後則是嵌入VR頭盔之中,讓消費者可享有大視域、低延遲、高亮度等特性。

光場技術令人期待  AR/VR重要革命

在市面上眾多AR/VR顯示技術中,最令人感興趣莫過於Magic Leap尚未發表的光場技術,可讓消費者在無需戴頭盔或眼鏡的狀況下,享受到擴增實境、虛擬實境的效果。傳統虛擬顯示技術是利用雙眼視差,製造出遊戲或影片中的3D景深效果,由於此種技術榮容易產生成像不逼真的問題,加上不符合自然人眼接收映像的規律,長時間佩戴易產生疲勞眩暈等感覺。

光場視覺技術則是對全維光場進行重現的顯示技術,具備三維立體點陣映像、單眼景深,且能同時看到真實世界和虛擬影響,能在場景中自由走動和觀察的優點,而根據Magic Leap釋出的資料顯示,光場眼鏡能夠達到視網膜級清晰度,除具有影像不失真的優點之外,可是角最高可達150度的全視野,甚至實現VR沉浸感、AR真實感的優點。一旦此技術問世,將會加快AR/VR應用技術,甚至改變資訊產業的發展生態。