原标题：苹果想用Vision Pro取代电脑和电视，其创新藏在微型OLED显示器中

  谷歌眼镜，一款于 2013 年 4 月发布的增强现实（AR，Augmented Reality）头显原型，具备了一炮而红的条件。

  它宣传自己能解放双手，直观地访问智能手机最重要的功能，包括视频录制、导航，甚至查看电子邮件。它希望让人们忘记触摸屏和按钮，因为计算机的未来就戴在你的头上。

  虽然谷歌眼镜在概念上天花乱坠，但使用者真实的体验却很差劲。它很难在室外展现出清晰明亮的图像。

  一些佩戴了谷歌眼镜的用户在公共场所旁若无人地使用该设备，引发了很多人的不满，认为他们侵犯了自己的隐私，因此在网上造梗，称他们是“Glasshole（戴眼镜的混蛋）”。

  其影响显而易见。能解放双手的增强现实（AR）技术在纸面上很有趣，但随着时下人们对大型科技公司的影响力愈发担心，它无法让人们克服看起来像赛博朋克电影中临时演员的耻辱感。

  现在，十多年后，谷歌设想的未来即将成为现实。微型新显示器，有些小到可以放在指尖，将包含微型 LED 和微型 OLED（有机 LED）。

  这些技术将催生一波新头显，即使是最狂热的增强现实怀疑论者也有一定可能会改变主意。

  苹果定于 2024 年发布的 Vision Pro 将引领这一变革，尽管它可能不会动摇戴上就像赛博朋克的感觉。

  这款全封闭式头显，有点让人想起滑雪护目镜，旨在将增强现实和虚拟现实（VR，Virtual Reality）相结合，苹果称之为“空间计算”。

  VisionPro 通过缩小产品范围避免了谷歌眼镜曾面临的一些问题。苹果公司希望这款头显能取代电脑、平板电脑和电视，尽管只能在家里或办公室使用。

  真正的创新藏于机器之中：一对比邮票还小的微型 OLED 显示器，将 4K 分辨率展示在 1.3 英寸的屏幕上。每个显示器包含 1100 多万个像素，间隔仅 6.3 微米，比人类红细胞的直径还小。

  这是一次了不起的升级。苹果的 Vision Pro 与 Meta Quest 3 和 HTC Vive XR Elite 一样，使用相机在内部显示器上复制外部世界，这是一种被称为“穿越型混合现实”的技术。

  但它的竞争对手使用的液晶显示器清晰度不足，无法真实地再现你周围的世界，因此本应简单的任务，比如看一眼手写笔记，可能会很困难。

  MoorInsights&Strategy 首席分析师安谢尔·赛格（Anshel Sag）表示：“我认为总的来说，他们取得了令人印象非常深刻的成就。如果你想让人们真正、充分地了解 AR 和 VR 的最大潜力，这可能就是你想要的头显。”

  赛格认为，Vision Pro 显示器上的单个像素对大多数人来说是看不见的，“除非你有异常强大的视力。”

  人们一致认为，Vision Pro 的像素密集显示器是索尼半导体解决方案团队（Semiconductor Solutions Group）多年工作的结晶。该部门的微型 OLED 最初集中在索尼 SLT-A77 等相机的彩色高分辨率数字取景器上。

  该组织还将其用在了索尼于 2011 年推出的头戴式设备 HMZ-T1 Personal 3D Viewer 上，它被定位为一种能够给大家提供类似电影院观影体验的设备。

  HMZ-T1 头显在 3D 电影上表现很好。但索尼并没放弃微型 OLED，它在 2018 年宣布了一款 0.5 英寸的微型 OLED 显示器，将像素之间的距离从 7.8 微米缩小到 6.3 微米（与 Vision Pro 中的大型显示器相同），这一创新是由于滤色器被放得离 OLED 的发光有机材料更近而实现的。

  对于尺寸如此小的显示器，红色、蓝色和绿色子像素发射的光的角度出现任何细微变化都会影响颜色性能。移动滤色器能大大的提升每个像素的视角，从而在不影响图像质量的情况下实现更小的显示器。

  微型 OLED 得益于由有机膜制成的发光二极管的一些传统优势。每个像素都是自发光的，这在某种程度上预示着当它“关闭”时，它的亮度为零。

  大多数头显中的 LCD 没办法实现这一点，因此在较暗的场景中会发出朦胧的灰色光芒。当微型 OLED 打开时，它们也就“打开”了。

  VisionPro 可能会加快微型 OLED 技术的采用。但是，尽管这些微型 OLED 有很多优点，但仍有一些缺点。

  美国显示器公司 Kopin 的 CEO 迈克尔·默里（Michael Murray）指出，微型 OLED 显示器很适合电影等运动图像，但有时不太适合静态文本，这也是 Meta 的 Quest 头显一直使用 LCD 的原因。

  虽然微型 OLED 显示器能够达到很明亮的状态，但其内部的有机分子会跟着时间的推移而降解，此现状被称为老化。

  不过，微型 OLED 也未能完全解决谷歌眼镜的设计问题：显示器得到了改进，但头显设备更显眼。

  微型 OLED 和微型 LED 显示器在细节上不一样，但它们的生产存在广泛的相似之处。两者都将提供结构和电源的硅“背板”与产生可见光的显示器“前面板”配对。

  每种都是根据所使用的前面板类型命名的：对于微型 OLED 显示器，是一层响应电流发光的有机材料，而微型 LED 是一个由半导体制成的、非常小的电子二极管阵列。

  微型 LED 显示技术不如微型 OLED 成熟，但可能性很诱人。默里说：“微型 LED 恰好是世界上最好的（显示技术）。它的显示质量最好，寿命长，没有老化问题，亮度极高……这就是未来的发展趋势。”

  总部位于美国加州的显示技术公司 Mojo Vision 是最早意识到 LED 在微型设备中潜力的公司之一。它在 2020 年凭借柔性透明 AR 显示屏的隐形眼镜掀起了波澜。

  此后，该公司放弃了隐形眼镜，只专注于显示器。2023 年，Mojo Vision 展示了每英寸 28000 像素的微型 LED 显示器。通过计算得出的像素间距（两个相邻像素中心之间的距离）仅为 1.87 微米，比一些细菌还小，是苹果 Vision Pro 的三分之一。

  这种极端的像素密度是微型 LED 底层设计基本转变的结果。第一批微型 LED 显示器是用一种名为“质量转移”的技术制造的。

  红色、蓝色和绿色 LED 在晶圆上生产，并一个接一个地转移到显示基板上（这种技术仍用来制造更大的显示器）。

  但小型微型 LED 阵列，如 Mojo Vision 生产的阵列，采用了单片式方法：微型 LED 和硅背板在生产的全部过程中粘合，就像用来制造尖端计算机芯片的生产一样。

  目前大多数单片微型 LED 显示器都是单色的，这在某种程度上预示着它们显示单一的颜色（通常是红色、蓝色或绿色）。但全彩微型 LED 显示屏就快问世了。

  Mojo Vision 希望在 2024 年初准备好彩色微型 LED 原型，其竞争对手之一、上海显耀显示科技（Jade Bird Displays）已经展示了一款像素间距为 5 微米的功能性彩色微型 LED 原型机，比 Mojo Vision 所希望实现的要大，但比苹果 Vision Pro 要小。

  更小、更密集像素的主要好处是，在任何给定分辨率下都能减小显示器的尺寸，这反过来又能减小 AR 头显的尺寸和重量。

  例如，显耀显示科技的单色 AmuLED 系列在小到可以被蚂蚁背起来的显示器上实现了 640 x 480 的分辨率，更不可思议的是多余的空间。

  微型 LED 在亮度方面也取得了巨大的进展。默里说，这个范围从 180 万到 300 万尼特不等：“它甚至能把你的视网膜撕裂，让你终身失明。”相比之下，最亮的 OLED 显示器目前的峰值约为 15000 尼特。

  永久性眼睛损伤的可能性似乎不算是优点，但不需要过多的担心，没有人会直视微型 LED。

  将显示器直接放置在眼前会遮挡佩戴者看现实世界的视线，因此许多 AR 设备将显示器放在侧面，然后用波导重定向来自侧面显示器的光，使其变得可见。

  事实证明，这一过程效率极低，尤其是对于像 Magic Leap 2 和 Vuzix Blade 2 这样的现代 AR 眼镜，它们通过多个像镜子一样排列的波导来聚焦和重定向光线。

  如果你有一个 3000 尼特的显示器，你会得到 300 尼特。你可以在上面装一个深色的镜头，这样你就可以在户外使用它，但这还不够好。”

  由微型 LED 构建的显示器应该可以通过波导的挑战，并且仍然足够亮，可以在眼镜片一样的透明镜片上观看。

  带有尖端显示器的头显，如即将推出的 Vision Pro，虽然能够击败普通 VR 头显的性能，但它们的价格也更高：Vision Pro 的零售价为 3499 美元。

  默里说，每台微型 OLED 显示器的制造成本可能为 400 美元。“如果你正在创造一个 Meta Quest 或类似的东西，你需要两个显示器，那你的最低成本已经是 800 美元了。”

  这么小的显示屏却要这么高的价格，可能听起来有些奇怪。毕竟，OLED 显示器是一种成熟的技术，可以在全球数亿部智能手机、平板电脑和电视中找到。

  LED 更是无处不在，我们生活中无处不在的电灯大部分使用的就是 LED。用在这些设备中的技术并没那么贵。

  然而，在这种小尺寸上，建造显示器不再是工厂的工作。它需要一个代工厂，一个专门的芯片制造设施。

  随着制造商转向在更大的硅片上制造显示器，成本可能会下降。更大的晶片更贵，但每个晶片可以制造出更多的显示器，这降低了每个显示器的成本。

  微型 OLED 制造商正在从 8 英寸晶圆转向 12 英寸晶圆，这是大批量尖端硅制造的标准尺寸。微型 LED 生产还不太成熟，一些公司仍依赖低效的四英寸晶圆。

  生产具有微型 OLED 和微型 LED 所能达到的极端像素密度的可用显示器是一项挑战。根本问题是一种你可能知道的缺陷：“死像素”。

  一个死像素只显示一种颜色，通常是完美的黑色或明亮、耀眼的白色，并拒绝对显示信号做出响应。对于像素相隔大约 500 微米的智能手机显示屏来说，避免这种缺陷已经很困难了。

  有了单片微型 LED，有史以来生产的最小、最密集的显示器，硅上最轻微的缺陷或最细小的碎片都会使显示器变得毫无用途。

  “这是可怕的数学。”默里说，“可用显示器的数量可能是你开始使用的可用硅的十分之一。”换句线% 部分可能会被浪费。

  然而，生产微型 LED 显示器的公司仍然要支付整个晶片的费用，这给每个显示器增加了巨大的成本。

  微型 LED 的先驱们正在投资于减少生产步骤的工具和工艺。这一点至关重要，因为生产的全部过程越复杂，产生缺陷的风险就越高。

  比利时显示器开发商 Micledi 的首席技术官索伦·施图德尔（Soeren Steudel）很关注这样的一个问题。该公司已和半导体制造商 GlobalFoundries 合作，并计划将生产转移到那里以降低成本。

  施图德尔说：“微型 LED 还不是一个成熟的产品。10 年前这是一个疯狂的梦想，现在第一批公司有了演示产品。现在的问题是，如何在没有缺陷的情况下批量生产？”

  生产微型 OLED 和微型 LED 显示器的难度很高，但这样一些问题值得解决。

  这些显示器可以使 AR 成为人类在日常生活中可以轻松快速访问的虚拟空间，不仅因为这一些显示器看起来更逼真，还因为小、薄、高质量的显示器让工程师可以更自由地定制头显的外观。

  微型 OLED 的影响已经很明显了。Kopin 为 HMDmd 的 CR3 型号（一种专为外科医生设计的头显）和国防项目生产显示器，如 M1 艾布拉姆斯主战坦克的 AR 武器瞄准镜。

  另一家 AR 领军公司 XReal 最近发布了 Air 2 耳机，该耳机搭载索尼微型 OLED 显示屏。

  未来的可能性可能会更加引人注目。这种显示器的极高亮度、小巧的尺寸和低功耗可能会开启人们对轻盈、着迷、完全透明的 AR 眼镜的梦想，这种眼镜不会与传统眼镜有太大区别。

  施图德尔说：“人们想使用消费级增强现实。消费级增强现实意味着你有一副轻便的眼镜，可能只有 50 克，而且你看起来不像科幻人物。”

  Vuzix 是轻量级 VR 头显的领导者，它通过 Ultralite 实现了这一点，Ultralite 是一个于 2023 年推出的原型平台，使用微型 LED 技术提供了重量仅为 38 克的光滑、纤薄的眼镜。

  增强现实仍然需要它的“iPhone 时刻”，一款易于使用的设备的首次亮相，它将有许多好处。更好的显示器将使 AR（如果它被广泛采用的话）更明亮、清晰、令人信服，最重要的是使用者真实的体验更好。