OLED不再一統VR顯示江湖的原因,找到了

中國電子報 發佈 2021-10-16T11:54:00+00:00

一款VR/AR終端設備的硬體部分主要由處理器、存儲、屏幕、光學器件、聲學器件、殼料、輔料構成。其中,屏幕是影響用戶體驗的首要因素。基於VR、AR設備使用特點,用於VR、AR設備的近眼顯示/微顯示的屏幕便需要具備低功耗、高解析度、高刷新率等特點。

一款VR/AR終端設備的硬體部分主要由處理器、存儲、屏幕、光學器件、聲學器件、殼料、輔料構成。其中,屏幕是影響用戶體驗的首要因素。基於VR、AR設備使用特點,用於VR、AR設備的近眼顯示/微顯示的屏幕便需要具備低功耗、高解析度、高刷新率等特點。為滿足市場需求,設備廠商積極嘗試多種顯示技術。目前,市場上LCD顯示屏仍然占據主流位置,AMOLED、矽基液晶(LCoS)、矽基OLED(OLEDoS)也各具優勢,具備一定潛力,未來誰將一統VR顯示屏幕「江湖」尚需觀察。

LCD憑性價比成為主流 OLED主導高端市場

日前Oculus Quest2拋棄了第一代產品採用的OLED,轉而採用LCD顯示屏;HTC VIVE在經歷了第一代產品採用AMOLED屏幕之後,第二代、第三代產品均採用LCD屏幕;Pico Neo、Value index同樣採用LCD顯示屏。終端設備廠商中,只有索尼Play Station VR還在採用OLED屏幕,而該產品的發布時間為2016年。

因此,從當前的市場應用情況來看,LCD成為VR設備廠商的主流選擇。在VR頭戴式顯示器中,相比於OLED,LCD具有標準RGB、顯示更細膩、亮度更高、功耗相對更低等優勢。且由於技術應用時間長、技術更加成熟,比較而言,其屏幕質量高、無閃爍、不閃屏,更護眼,且具有非常明顯的成本優勢。

HTC全球商業解決方案高級副總裁鮑永哲在接受《中國電子報》記者採訪時表示:「2016年前後,AMOLED是生產VR設備的首選,主要是因為其時延短。而2018年以後,技術的提高提升了LCD的響應速度,廠商便開始向LCD傾斜。」

微軟創新基地技術導師劉鴻惠在接受《中國電子報》記者採訪時表示:「LCD還是主要應用在入門級VR設備中,VR用的OLED面板解析度都在1000PPI以下,加上成本高,使得面板廠商認為高單價高PPI的LCD面板在VR市場有機會。高階產品還是以OLED為主,具備影像效果較佳、較省電及高刷新率特點;入門款產品則以LCD為主,且成本較低、刷新率不需太高,解析度可稍微拉高。」

京東方科技集團股份有限公司顯示事業VR/AR BU總經理楊婷婷告訴《中國電子報》記者:「玻璃基的AMOLED受制於FMM工藝,像素尺寸做不小,PPI不高導致畫面顆粒感比較明顯;而矽基AMOLED受光學鏡頭能力限制,做不了太小,而矽片價格昂貴導致成本偏高,目前應用在高端VR產品上。未來隨著技術和市場的發展,矽基OLED若具成本競爭力,會掀起革命式的爆發。目前LCD是極具性價比,且產能可以得到保障的最佳解決方案。」

Micro-LED具備潛力 矽基顯示亦有看頭

LCD固然具備其自身優勢,同時也存在一些缺點,包括顏色相較於OLED屏幕較暗,色彩不如OLED更飽滿鮮艷,屏幕較厚不能彎曲,由於背光層存在,容易出現顯示器漏光、屏幕響應時間長等問題。賽迪智庫集成電路研究所光電子研究室主任耿怡在接受《中國電子報》記者採訪時表示:「由於其結構相對複雜,且屬於被動發光,難以滿足VR/AR對重量、亮度、色彩表現率、功耗的要求。」對於VR/AR設備應該採用什麼樣的顯示屏,業界還有不同的聲音。

2021年3月發布的《虛擬(增強)現實白皮書》介紹:「微型發光二極體(Micro-LED)有望迅速發展,成為繼LCD和OLED後業界期待的下一代顯示技術。」耿怡在接受《中國電子報》記者採訪時表示,Micro-LED的超高解析度能夠提升消費者的沉浸式體驗,高達2000Hz的刷新率可以有效緩解VR產品使用時的眩暈感。

從參數上來看,相比於DLP的毫秒級響應、矽基OLED的微秒級響應,Micro-LED已經能夠實現納秒級響應,響應速度進一步提升,對比度亦從LCoS1000∶1和DLP2500∶1提升至100000∶1,亮度提升至100000尼特。可搭配光波導成像方案,生產的產品厚度更低。由於Micro-LED具備的上述特點,該類型屏幕更容易實現高PPI、體積小、易於攜帶、功耗低,更適合應用於近眼顯示設備。由於單個LED燈珠的體積更小,Micro-LED將能夠在單位面積的尺寸上實現更高的解析度。從這個角度來看,Micro-LED將在AR/VR應用中具備更大的優勢。

不過有專家也指出,Micro-LED的發展還處於早期階段,產線不成熟、價格高昂,掌握該技術的廠家極少,仍未真正進入消費級市場。此外,矽基液晶、矽基OLED等其他顯示技術也各自具備一定的優勢。

此外,楊婷婷認為,小型化,是VR屏顯的發展的必然趨勢。與小型化需求相結合,需要顯示模組實現高像素密度。智能化也是VR屏顯的未來趨勢,顯示模組整合陀螺儀畸形矯正,打造顯示直通子系統,可以讓VR的延遲最小化。

專家觀點

賽迪智庫集成電路研究所光電子研究室主任耿怡:

硬體努力方向:降低成本 提升用戶體驗

從VR/AR硬體產品本身來看,成本的降低和用戶體驗感的提升是最為重要的兩大因素。目前推出的VR/AR硬體產品同質化問題較為嚴重,產品的上游供應鏈尚未建立,產品成本高居不下,不利於該類產品的普及和發展。

從用戶體驗感來說,除了顯示技術本身存在的眩暈感之外,降低產品重量、優化環境交互方式、提升產品續航能力將是該類產品後續長期努力的方向。

微軟創新基地技術導師劉鴻惠:

要從視覺系統原理入手解決VR眩暈症

屏幕解析度不足,是引發VR設備佩戴不良體驗的重要因素。VR設備若想實現視網膜顯示,則雙目需要實現8K至16K的顯示水平。佩戴VR頭顯時,顯示器與眼球距離很近,人眼無法聚焦在極近的物體上。提高顯示器的解析度、擴大視野面積,以及我們眼睛聚焦時的聚攏調節是解決眩暈症的關鍵。要解決這一問題,眼部追蹤技術也將發揮重大的發展潛力。該技術能夠直接將大量的細節呈現在用戶視覺焦點上,同時減少視覺焦點邊緣的畫面細節。

HTC全球商業解決方案高級副總裁鮑永哲:

降低時延要打造系統性平衡

要繼續提升VR設備體驗感,要提升追蹤的準確度,反應速度是非常重要的。端到端的延遲包含幾個點,包括顯示屏反應時間、追蹤時間和內容渲染時間。這三個參數的加和越低,VR使用效果越好。但這三個參數有時存在相互矛盾:解析度提升得越多,對運算能力的要求越高,渲染時間就更長。根據木桶理論,要降低整個VR設備時延,提升設備體驗感,不僅要提升屏幕參數,還要同時關注追蹤系統、渲染系統的整體配合,打造系統性平衡。

作者丨姬曉婷

編輯丨連曉東

美編丨馬利亞

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