【87技术库】为什么说电致变色技术可能改变AR？

XREAL在9月6日发布了新品XREAL Air 2 Pro。与Air 2相比，最大的区别在于它能够让你在强光户外、日照充足的室内以及昏暗灯光的夜晚都能够清晰明亮地看到眼镜展示的画面

电致变色镜片是使其具备这一功能的秘诀。这个小小的电致变色镜片很可能成为AR眼镜的致命部分

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”。

电致变色技术是一种能够通过电流控制材料的颜色变化的技术。这种技术利用了特殊的材料，当施加电流时，材料的颜色会发生变化。这种技术在许多领域有广泛的应用，包括电子显示器、智能眼镜和可穿戴设备等。通过调整电流的大小和方向，可以实现不同的颜色变化效果。电致变色技术的发展为许多创新应用提供了可能性，并在电子行业中具有重要的地位

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）是一种材料的光学属性（如反射率、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，外观上表现为颜色和透明度的可逆变化

Electron护目镜的电致变色

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？

在一个完全黑暗的房间里，假设我们看不到有颜色的物体，因为它们本身并不发光。但是当你打开灯，房间里有了光，光照射在有颜色的物体上，然后被反射或透过，进入你的眼睛，这样你才能看到丰富多彩的颜色

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——物质吸收颜色——展示特定颜色

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。

图源：BackspACE_退格研究室

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。

根据资料显示，1988年，美国汽车部件制造商Gentex发布了一款采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。

1989年，Stadt sparkasse（德国一家银行）成立，这是在其办公楼外墙上首次采用了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首次采用了电致变色调光的飞机舷窗，使用的是第一代电致变色“凝胶技术”

目前，国内在车辆和手机上广泛应用了电致变色技术。例如，OPPO曾发布过一款利用电致变色技术的手机后盖，而一加则使用电致变色技术来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使用了电致变色技术。伯宇科技也专注于研究电致变色技术在AR领域的应用，并且已经获得了数千万元的Pre A轮融资

需要重写的内容是：电致变色激活消费级增强现实技术？

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。

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。

从这件事情我们可以看出，亮度和清晰度只是参数，真正关心的是消费者能否轻松地看清楚显示的内容。这一需求同样适用于近眼显示技术，如AR

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。