【87技术库】为什么说电致变色技术可能改变AR？

9月6日，XREAL发布新品XREAL Air 2 Pro，其与Air 2最大的区别就是能够让你无论在强光户外、日照充足的室内还是昏暗灯光的夜晚，都能够清晰、明亮的看到眼镜展示的画面。

能让其拥有这一功能的秘诀，就是电致变色镜片。而这块小小的电致变色镜片，很可能成为AR眼镜的Killing Part。

今天，就想通过这一篇文章，介绍电致变色镜片是什么、用在什么地方以及为什么说它是“Killing Part”。

什么是电致变色技术

关于什么是电致变色的原理，维基百科和百度百科都给出同样的解释：

电致变色（Electrochromism，EC）是材料的光学属性（反射率、透过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。

要理解这个概念，我们先来复习一个基础的知识，我们到底是怎么看到颜色的？

假设我们处于完全黑暗的家中，那些有颜色的物体因为本身并不发光，所以我们“看”不到它的颜色。但当你打开灯，有了光，光照在有颜色的物体表面，又被反射、透射给你的眼睛，你才“看”到了花花绿绿的颜色。

正是由于有色物质对各种波长光波的吸收不同，因而反射或透射的光波成分也不同，于是产生各种颜色。需要说明的是，如果这个物质吸收了某种颜色的单色光，那么它呈现的是被吸收的颜色的互补光。

举个例子，大家都知道高锰酸钾溶液是紫红色的，是因为当白光通过了高锰酸钾溶液，高锰酸根离子（MnO4-）选择性地吸收了绿色的光，展现出来的就是绿色的互补色——紫红色。

再来简化这个逻辑：光照——被物质吸收颜色——展示某个颜色。

跟着这个逻辑，我们就不难理解电致变色的基本原理。电致变色器件的结构通常有5层：透明电极层（±）、离子储存层、电解质（离子传导层）和电致变色层。

外界给电致变色器件施加较低的驱动电压，催发离子从离子储存层中跑出来，通过离子传导层来到电致变色层，改变了电致变色层的结构，也影响了它“要吸收什么光”的特点，从而导致最终我们“看到的”颜色发生了变化。

根据其他科普介绍，目前透明电极层常用的是锡掺杂的氧化铟（ITO）材料，电解质较为成熟的是液体电解质，电致层材料包括有机、无机和复合材料等。各种材料的运用取决于材料性能、使用场景、生产成本等问题。

如果非要用更好理解的大白话来解释，电致变色就是加了电，刺激材料发生了某些改变，这种改变最终在我们眼里，看起来就是“颜色的改变”。

电致变色技术的生活化应用

关于“变色”技术的应用，我们其实非常常见，甚至跟我们前文提到的原理都比较类似，即【给予外界刺激——性质发生改变——颜色发生改变】。

比如利用电子跃迁的这一原理，在烟花中加入各种物质，让点燃后的火焰呈现出不同的颜色。又或者是利用热致变色原理，让水杯在放入热水后呈现出定制图像等等。

电致变色虽然是20世纪60年代就诞生了，但是实际的消费级应用还在很多年以后的1988年。

资料显示，1988年，汽车部件制造商美国Gentex发布利用电致变色技术的后视镜。

同年，日本艾杰旭（Asahi Glass Co., Ltd.）同样研发出电致变色玻璃，用于日本濑户大桥纪念博物馆。

次年，也就是1989年，Stadt sparkasse（德国一银行名）成立。在其办公楼建筑外墙上，是欧洲首个电致变色调光幕墙。

2005年，法拉利575M跑车天窗用到的是电致变色天窗。

2009年，波音787第一次用上了电致变色调光的飞机舷窗，其使用的是第一代电致变色“凝胶技术”。

目前，国内在车和手机上应用电致变色技术的比较多。比如OPPO就发布过利用电致变色技术的手机后盖，一加则利用电致变色技术隐藏后置摄像头等等。

而在车中，岚图FREE、广汽埃安AION S Plus、极氪001都把电致变色技术应用在了自己的汽车天幕上。

在VR/AR行业中，三星的Glasses Lite就用到了电致变色技术。伯宇科技也专业研究电致变色技术于AR领域的运用，曾获得数千万元Pre A轮融资。

电致变色激活消费级AR？

关于这个问题，很多人看到一定会疑惑。这个行业大饼太多，曾经出现的Killing App也太多，索尼、任天堂、三星、谷歌通通在这一潭深水里砸了锅。这时候谁再说，哪个东西能够撬动行业，显然不信。

但我们这样说也是有事实依据的。

在很多购买投影仪的评论区，我们都能看到对亮度的评价，白天、屋里、不拉窗帘的显示效果成为了平价投影仪的重要衡量标准。但在投影仪这个相对成熟的产业里，要想显示效果好，最终只能靠花钱去买流明度更高的投影仪。

从这件事情我们也能看出，亮度、清晰度最终也只能是参数，消费者真正在意的是“你显示的东西我能不能不费劲就看清楚”。这一诉求，同样也适用于AR这样的近眼显示。

那么我们不得不面对AR一个很关键的核心问题，主流（便宜又好用）的光波导方案，光都要在器件里来回走个2-3次，这样来回的反射衍射折射，就导致光效低。一些眼镜为了方便用户使用，会配有专门的遮光镜片去其他光线干扰和光效低的体验问题，但这样不解决本质。

这时候，耗能低，甚至可以说越轻薄越好用的电致变色技术，几乎可以说是完美的解决了AR走向消费级的、硬件上的关键问题。

我们可以看到，在XREAL最新推出的Air 2 Pro介绍中，也提到了从0-100000 lux这个光照度区间的户外，都可以正常清晰地使用近眼显示。

当然，光说不练假把式，钱流向了哪里更有说服力。前文提到的电致变色材料制造商伯宇科技曾在采访中透露，他们与三星、Meta、京东方、歌尔等有合作，并已与国内某知名汽车企业旗下VR/AR公司达成了每年30万副AR眼镜的意向订单。XREAL也表示，其电致变色眼镜已经“能量产”。

很显然，无论是资本还是一线厂商，都开始意识到电致变色这一技术可能为AR带来的巨大改变，而我们对这一改变的到来，也拭目以待。