Oculus Quest的供不應求，讓我們看到了6DoF VR一體機在C端市場的發展潛力，同時，一體化的可攜式設計也會成為未來VR頭顯的發展趨勢之一。
但你們是否還記得，VR一體機原型Santa Cruz（Quest前身）在2016年首次公開後，其實Oculus並不是市面上唯一投資研發6DoF一體機的公司？除了Oculus和高通（為驍龍835推出VR一體機參考設計）外，Intel當時也有自己的VR一體機項目：Project Alloy。
據了解，Alloy是Intel為其他硬體廠商打造的VR一體機參考設計，其搭載英特爾處理器，運行Windows系統，特點是主打接近「混合現實」的體驗。Alloy配備的RealSense 3D相機，可用於支持inside-out定位和手勢識別。
不過很可惜，在2017年的時候Intel正式取消Alloy項目，原因似乎是合作夥伴對於採用其參考設計的興趣不高。的確，當時VR一體機技術還不夠成熟，這可能也是為什麼更多硬體廠商後來選擇了用微軟Windows MR（PC VR）來設計頭顯產品。
Intel也並不滿意Alloy VR一體機的續航、外觀、成本和性能，因此取消項目後開始投資研發WiGig技術，通過VR與PC串流的方式，實現性能更穩定的無線化VR體驗。
不過自2017年之後，Intel將精力放在了VR內容、直播等技術上，很少公開與VR頭顯相關的研究。而今天，據外媒報導Intel在2020年IEEE VR會議上公開了一項VR透鏡模組相關論文，還獲得了最佳期刊論文獎。這是否意味著，Intel距離突破當年Alloy存在的技術局限，已經越來越近了呢，讓我們一起來了解一下。
大視場角、小體積VR透鏡
據悉，該論文由Intel實驗室提交，主要描述了一種由曲面微型透鏡陣列和曲面屏組成的光學模組方案：ThinVR。Intel認為，ThinVR方案的出現，展示出縮小VR光學透鏡模組、並提升視場角是可行的。
上為Pimax 5K+光學模組，下為ThinVR
目前，Oculus Rift S等主流VR頭顯的視場角在110°左右，只有包括Pimax、StarVR、XTAL等在內的少數高端VR頭顯才具備更大的視場角。ThinVR光學模組的橫向視場角可達180°，而與橫向視場角170°的Pimax 5K+的光學模組相比，體積幾乎僅為後者的二分之一。
Intel科研人員指出，市面上大視場角VR頭顯通常採用兩個形成角度的屏幕，這樣的缺點是看起來過於笨重，餘光部分也存在圖像扭曲等問題。而透鏡方面，傳統VR頭顯使用的透鏡體積也比較大，想要更大的視場角，體積也會隨之變大。為了維持高解析度，焦距也需要變長，意味著透鏡和屏幕之間的距離變長（要想在VR中模擬1-3米遠的虛擬圖像，透鏡與顯示屏之間的距離跟眼球與透鏡之間的距離差不多），頭顯體積也會更大。
相比之下，ThiinVR的一大創新是採用了曲面的光學模組設計，包括兩塊曲面透鏡陣列和兩塊曲面顯示屏。這樣的好處是，可以更貼合人臉，符合人體工學。而且在實現大視場角同時，不會讓頭顯體積過大。
具體來講，ThinVR所採用的曲面透鏡模組由大約50個微型透鏡組成（5x10），為了縮小製作成本，科研人員以三個垂直排列的微型透鏡為基礎，通過上下左右複製的方式，形成整個模組。透鏡彎曲的角度不是隨機的，而是圍繞著圓柱形排列，簡潔的排列大大降低設計難度。
此外，ThinVR方案所採用的微型透鏡並非完全相同，最小的可複製單元為三個。這樣做的好處是，可減少單一透鏡陣列會出現的邊緣模糊現象。然後，Intel還結合自研的圖像優化算法，來控制透鏡陣列可能產生的偽影和邊緣模糊。
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製作工藝方面，ThinVR採用亞克力材質，通過電腦數值控制器來製作，可將成本控制得更低，製造效率也更高。不過受工具直徑限制，可能會出現一些誤差。
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為了驗證透鏡陣列的效果，Intel科研人員設計了兩種光學模組原型：1，透鏡+靜態圖（2032PPI）；2，透鏡+動態顯示屏（屏幕拆解自三星Galaxy S9手機），解析度達570 PPI（2960x1440）。與靜態圖方案相比，顯示屏可動態調節圖像，彌補透鏡帶來的模糊問題。
但實際測驗結果顯示，ThinVR依然存在一些有待解決的問題。如果說，Intel解決了VR光學模組體積、製造成本、視場角等問題，那麼接下來他們還需要解決解析度、適眼距等一系列問題。
適眼距示例圖
據悉，與市面上主流VR頭顯相比，ThinVR方案的解析度僅為前者的65%，而eyebox範圍中最寬的距離只有19.13毫米（另一邊12.37毫米）。科研人員表示：這兩點未來可分別通過眼球追蹤（注視點渲染）和IPD調節功能來解決。另外，市面上還沒有適合ThinVR的顯示屏（集成驅動器的柔性OLED），而且現在該方案也不適合戴眼鏡的人使用。另外一點，未來透鏡陣列的形狀可能需要更複雜的定製，才能更符合人體工學。
Intel又將重回VR頭顯市場？
Intel公開這項研究，令人吃驚的不僅是創新的光學設計，還有就是相當於表明並未放棄對VR頭顯的探索。
自放棄Alloy之後，Intel一直持續VR業務，不過主要圍繞在體育直播、內容應用等領域，擁有包括True VR和True View在內的多項技術。在2018年南昌VR大會上，英特爾體育Sankar Jayaram就曾表示：Intel將與產業同盟合作，致力於完善AR/VR生態系統，即使花上25年，也要讓這項技術落地消費級市場。
而Intel在VR頭顯市場「消失」的這些年，形勢發生了哪些變化呢？在XR晶片領域，高通已經佔據了較大市場，目前使用高通晶片平臺的VR/AR頭顯數量已經超過30款（包括Quest、Go、Vive Focus等一體機）。而且其XR專用SoC已經更新至第二代，性能大幅提升同時，還支持5G網絡接入，目前已經推出三款AR/VR頭顯參考設計。
Project Alloy
而當年同為Alloy競爭對手之一的Windows MR，至今仍未得到更新，優勢似乎逐漸被更高端的PC VR和VR一體機所取代。不過在一體機市場，Oculus已經佔據較大份額，目前第二代Quest也在研發中。
那麼，Intel現在再次公開VR頭顯相關研究，是否意味著將重回VR頭顯市場？雖然答案無法確定，但若Intel進一步完善ThinVR的創新光學方案，才更有可能殺回VR頭顯市場。
當然，當年Alloy一體機存在的技術局限，可能還需要一些時間才能得到解決。儘管市面上已經出現越來越多的曲面屏、柔性屏技術，實現ThinVR方案不是不可能，但Intel Labs接下來還需要解決解析度、適眼距等問題，才能讓我們看到更完善的大視場角、曲面VR頭顯方案。