‧ 解決 VR 延時問題的 AMOLED 顯示螢幕，現在的市場狀況如何？

 Nardin Marcus

按：本文作者知乎 Nardin Marcus。

隨著VR漸漸興起，全球眾多廠商紛紛加入VR陣營。體驗過VR頭顯的朋友最深刻的感受，就是暈眩甚至噁心、嘔吐，它被認為是VR走向主流的最大障礙。之所以會導致暈眩，一個重要的原因就是延時問題，下面詳細解釋一下延遲問題的來龍去脈。

簡介

在虛擬現實系統中，用戶需要通過頭戴顯示器(虛擬現實設備)感受虛擬世界。虛擬現實設備可以將用戶與周圍的現實環境隔離開，使用戶產生強烈的沈浸感。

在使用虛擬現實設備時，為了實時更新所要顯示的虛擬環境，必須使用位置跟蹤器跟著用戶的頭部運動。在理想的條件下，虛擬現實設備響應用戶頭部運動，及更新顯示內容的時間應該為零。但是由於螢幕顯示、圖形計算、數據傳輸、傳感器響應等因素的影響，會導致一定的時間延遲，導致用戶在體驗虛擬現實設備時產生眩暈感。

延時產生的原因

比較通俗的說法是這樣子的：

為什麼我們會經歷這種感覺呢？簡而言之，當用戶使用 VR 頭顯的時候，全部視野都被VR頭顯所覆蓋，VR也極力欺騙你進入虛擬世界，此時眼前一塊螢幕展示的畫面將給你強于普通畫面10倍的視覺感受。

這種情況下，造成暈眩的因素主要有兩大點：一是身體的運動和視野中所觀測到的運動不匹配； 二是頭部運動和視覺觀測到的頭部運動的不匹配。 而延時恰恰是導致不匹配的主要成因。

比較嚴肅的說法是這樣子的： 

  

1、位置跟蹤系統造成的延時。位置跟蹤器通過自由讀數，決定用戶頭部的位置和朝向。這些數據用於計算用戶在虛擬環境中的視點和視角，從而實時更新虛擬現實設備所顯示的虛擬場景。位置跟蹤器需要一定的時間，來採集和處理這些數據，必然就會出現一定的延時情況發生。

2、應用系統造成的延時問題。應用系統造成的延遲，包括接受和處理各種外部輸入數據(如處理數據手套傳感器數據)、仿真過程執行時間(如各種碰撞檢測等)。

3、生成圖像造成的延時問題。虛擬現實系統需要生成虛擬現實左眼和右眼的圖像。在基於虛擬現實設備的虛擬現實系統中，生成什麼樣的圖像由頭部位置跟蹤數據和具體的仿真應用共同決定。由於虛擬現實應用系統圖像計算複雜，就會導致延時。

4、顯示圖像造成的延時問題。生成的圖像需要在虛擬現實設備中顯示，就會由此造成一定的延遲。 

VR設備延時主要取決於四大因素

總結一下，VR設備延時主要取決於四大因素：顯示延時、計算延時、傳輸延時和傳感器延時。

其中，顯示幕是延時的最主要因素，延時佔比達 69%。

當前，在頭戴設備中應用最為廣泛的顯示幕主要有兩種：TFT-LCD和OLED。其中，OLED顯示幕延時比較低。以Oculus Rift為例， Oculus Rift總延時為19.3ms，其中螢幕顯示延13.3ms ，延時佔比達到69%。

那麼顯示延時又是由哪些因素決定的呢？從下圖可以看出，顯示延時主要在於幀間延時和幀內延時，解決之道就是AMOLED顯示幕。AMOLED顯示幕在這兩個方面都有出色的表現，能夠有效地減少顯示幕延遲問題。

降低螢幕顯示延時的最簡單方法就是提高刷新率，減少幀間延時，AMOLED的反應時間是LCD的千分之一，顯示運動畫面絕對不會有拖影的現象，恰恰是解決螢幕顯示延時的最好解決方案之一。

此外，VR設備還可以通過降低余暉的方法來減少幀內延時。LCD顯示幕的顯示原理，是通過液晶翻轉來選擇性透過光線，而液晶翻轉的反應時間最快也有2-4ms，而AMOLED每個像素都是主動發光的，可以做到低餘輝，進一步降低延時，減少眩暈。

目前，Oculus Rift CV1和 和HTC Vive採用了90hz刷新率，而Sony Project Morpheus是採用的是120hz刷新率，都是採用AMOLED。

關於AMOLED

AMOLED是有源矩陣有機發光二極體面板，它是自發光，不像LCD顯示幕採用了背光源。AMOLED具有更薄更輕、主動發光、無視角問題、高清晰、高亮度、反應快速、能耗低、使用溫度範圍廣、抗震能力強、成本低和可實現柔性顯示等優勢。

AMOLED螢幕主要用於部分高端智慧手機上。相比於智慧手機、PC、可穿戴電子設備,VR硬體產品出貨量尚少，遠未進入大眾應用市場。以Oculus Rift消費者版SONY PlayStation VR等為代表的旗艦型產品，需要等到明年才推出，預計將帶動VR產業進入新的發展階段。

根據ABI Research預估，2015年VR產品出貨量預計在150萬台左右，到2020年總配貨量達4300萬台，5年復合增速將超過100%。

從AMOLED顯示幕的角度來看，目前不僅VR產品出貨量少，而且只有高端旗艦型產品才採用AMOLED作為顯示幕，大多VR產品仍採用LCD顯示螢幕。 但是，隨著Oculus 、SONY等等VR旗艦產品紛紛採用AMOLED，預計未來越來越多的VR產品也將採用AMOLED顯示螢幕。

 AMOLED explained

VR主流產品採用AMOLED顯示螢幕

此前，韓國擁有AMOLED生產的絕對壟斷權，2012年韓國廠商在AMOLED產能的全球佔有率為97.7%。而今，中國的京東方、和輝光電、天馬的AMOLED生產線成功量產，華星光電、國顯光電、 信利國際、 台灣友達光電等廠商積極佈局AMOLED生產線， 全球壟斷格局才得以打破。

但中國的產能、技術仍落後於韓國。根據DIGITIMES預測，中國廠商AMOLED的全球產能比從2013年的0增長提高到2015年的7.4%，中國廠商AMOLED產能拓展迅猛。

儘管當前VR產品出貨規模較小，但是面對未來可觀的市場前景，中國AMOLED廠商做好了進軍VR產品的準備。SAMSUNG和SONY就不用多說了， 它們在VR顯示幕的已經快人一步。中國一些AMOLED廠商也加緊推出VR顯示幕。

2015年7月，和輝光電點亮了世界第一片6寸4K AMOLED顯示面板，像素密度達到了734PPI，瞄準了VR應用領域。深天馬AMOLED產線也已經點亮，公司在拓展手機廠商客戶同時也積極接洽VR產品廠商。

全球AMOLED產能比重變化（含預測）

注：SEC代表韩国SAMSUNG，LGD代表LG（LG是世界第一的显示公司，属于韩国）

中國主要AMOLED產能拓展情況

AMOLED是VR極佳的顯示螢幕，處於應用爆發的前夜。但同時，AMOLED屬於重資產投資，順週期+產能領先非常重要，一旦格局形成後將不易被打破。目前，三星在中小尺寸AMOLED遙遙領先，LGD、SONY緊隨其後。

中國的深天馬5.5代AMOLED生產線已經點亮，即將批量供貨；和輝光電擁有1條4.5代和1條6代AMOLED生產線，產能和技術在中國領先。

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