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谷歌眼镜为何会摔倒? 3000美元的HoloLens大卖

时间:2024-05-22 10:05:30 科技赋能

去年1月,谷歌宣布停产Google Glass,一款展现科技感的人工智能语音辅助(播放)手持设备宣告终结。

同年10月,微软HoloLens开发者版亮相,作为全息设备的第一个版本,售价1美元。

谷歌眼镜曾经风靡全球,但它只存在了两年。

这一次,新款HoloLens的命运又会如何呢?我们不敢做任何判断,但在此之前我们不妨回顾一下两款设备的基本参数。

硬件、功能和体验 HoloLens是一款独立的AR耳机,搭载Windows 10系统。

该传感器由陀螺仪、磁力计、6个摄像头(包括深度摄像头)、红外发射器、位置红外定位灯、光发射器组成。

Sense等组件。

谷歌眼镜基于Android系统,部分功能需要借助支持蓝牙的智能手机,例如语音通话。

其传感器由三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计、环境光传感器和距离传感器组成。

从表中可以看出,HoloLens内置CPU、GPU和专用全息处理器(HPU)。

这款AR头盔在黑色镜片上包含透明显示屏,并嵌入立体声系统,让用户不仅可以看到而且还可以听到周围全息场景的声音。

其他硬件参数请参考下表: 再看Google Glass,它的眼镜前面悬挂着一个摄像头。

框架的右侧是计算机处理器设备。

相机配备10000像素,可以拍摄p视频。

这些镜头配备了头戴式微型显示器,可将数据投射到用户右眼上方的小屏幕上,使显示器看起来就像 2.4 米外的 25 英寸高清屏幕。

通过上面的对比我们不难发现,虽然两款设备采用了不同的系统、处理器和传感器,但在部件方面却是相同的。

它们均由微型显示器、传感器、电路控制设备和框架组成。

但这足以创建 AR 设备吗?如果是这样,为什么谷歌眼镜会失败? HoloLens还会去哪里?首先要了解AR设备的基本原理。

AR设备的组成及原理。

目前大多数AR系统都使用透明头盔显示器来整合虚拟环境和真实环境。

AR头盔显示设备一般有两种设计方案: ● 视频透视头盔显示采用摄像头采集真实场景图像。

计算机对场景图像进行理解和分析,叠加出要添加的信息和图像信号。

在摄像机的视频信号上,计算机生成的虚拟场景与真实场景融合,最终通过类似于沉浸式头盔显示器的显示系统呈现给用户。

谷歌眼镜采用视频穿透式,通过摄像头收集视频信息,然后将其显示在右侧镜头前的微型显示屏上。

● 光学穿透式 Hololens采用光学穿透式,通过安装在眼前的一对半反射半透明(专业术语解释如下)玻璃将真实场景和虚拟场景融为一体。

与视频传输式不同,光学透视式的“真实”来自真实光源,通过透视光学系统直接进入眼睛。

计算机生成的“虚拟”被光学系统放大并反射到眼睛中。

最后两部分信息汇聚到视网膜,形成虚实融合的成像效果。

(插入背景知识)半反射半透明玻璃是5:5的分光镜。

分光镜是一种可以改变光传输量和方向的特殊透镜。

这相当于我们照镜子。

我们可以看到镜子里的自己,也可以看到镜子后面的风景。

无论是视频穿透式还是光学穿透式,均由以下几部分组成: ● 图像信息显示源 ● 图像成像光学系统 ● 定位传感系统 ● 电路控制和连接系统 ● 头盔和配重装置 目前的要点和难点集中在前两部分:图像信息显示源和图像成像的光学系统。

定位传感系统、电路控制系统、配重装置部分均由各厂家实施良好。

前两部分统称为头盔显示器的光学系统。

光学系统的设计不仅影响成像质量,还影响头盔显示器的体积和重量。

下面以自拍为例向大家介绍一下这款光学系统。

头盔显示器的光学系统主要由四部分组成: ● 图像源 ● 中继光学系统 ● 准直系统 ● 光合束器 看到这些专有名词你是否有点困惑?别担心,打开美颜相机,45°角向上,点击~哎呀,手机上出现了一张汉字脸……此时手机屏幕就相当于图像源了。

它显示来自摄像头的照片,图像源上显示的是虚拟工作站发送的虚拟图像;我不忍心看自己的照片,赶紧上传到美图秀秀剃脸提亮眼睛……这时候把照片上传到美图秀秀添加……p的过程- 图像与中继光学系统类似。

中继光学系统将来自像源的图像传输到后续光学系统(合光器、准直系统)。

由于图像在通过镜头时会产生偏差(即像差),因此中继光学系统传输图像。

在此过程中,像差也会得到纠正;经过千辛万苦,照片终于可以看了,但是太单调了,还得跟明星合影。

所以我加了偶像贴纸……加贴纸就是图像融合。

经过中继光学系统校正后的图像传输至光学组合器并与外界图像融合;看起来不错,呵呵~赶紧发朋友圈吧!这个系列正是拍摄那些太丑而无法回收、必须进行处理的照片的过程。

同样,在光学系统中,光线经过各种透镜后会发生变形和颜色变化,人眼无法直接观看。

此时,准直系统会将处理后的图像光拉直,以平行的形式送入人眼。

以上就是虚拟信息叠加到真实信息上的过程。

虽然听起来很容易,但实施起来并不简单。

美元版Google Glass已经停产,美元版HoloLens热销。

这说明价格并不是主要问题。

提升用户体验、丰富内容是关键。

当时,开发谷歌眼镜的目的并不明确,普通用户也不确定该产品能做什么。

佩戴时,用户的右眼球必须盯着视野右上角投影仪的微弱光线,才能看清数据和文字。

然而,这可能会导致用户的注意力分散并带来潜在的危险。

续航短、佩戴容易头晕、声控功能差等特点与其停产密切相关。

不过HoloLens从一开始就是面向开发者发布的,显然是为开发者提供了一个新的开发平台,从下往上慢慢解决内容匮乏的问题。

同时,它还具有实时三维计算和图像识别功能,包括低延迟、精准定位、酷炫演示等。

不过,虽然Google Glass已经停产,但谷歌并没有停止追随黑屏的脚步。

技术。

据悉,他们有一个50人的团队正在策划一项新技术,但目前还不知道何时发布。

HoloLens虽然比较流行,但它的电池续航时间太短(开发者版本约为1-3小时),而且视野太小,只有30°左右。

尽管困难重重,还有不屈不挠的人文精神,AR头盔的研究仍然十分火热。

如果有一天您也想开发一款 AR 头盔怎么办?以下设计要点可能会对您有所帮助。

AR设备设计要点 ● 视场角 上面提到的HoloLens的视场角太小了,这就是我所说的。

这里的视野是指视野范围。

一般人的肉眼可以看到水平视场 度和垂直视场 度。

由于人眼主要对中心20度视场敏感,因此设计时应保证中心20度图像的质量。

● 重量 由于头盔显示器在使用过程中会长时间佩戴在头上,因此必须控制头盔的重量。

如果头部受力不均匀,可能会出现头晕、眩晕、恶心等不适症状。

HoloLens的重量为3克,但是戴在头上还是有点重,所以在这方面还需要改进。

● 分辨率 人眼的最小分辨率约为0.5m rad。

头盔显示器的分辨率取决于图像源的分辨率和光学系统的像差。

因此,提高分辨率可以从这两方面入手。

● 出瞳距离 出瞳距离是指光学系统边缘到人眼瞳孔的最小距离。

这是从瞳孔到观看屏幕的距离。

为保证佩戴方便,出瞳距离应大于15mm。

如果允许用户佩戴眼镜,则要求出瞳距离大于25mm。

● 出瞳尺寸:正常情况下人眼瞳孔直径约为2mm,在黑暗环境下会适当扩大。

为了让人眼能够在一定范围内移动,一般要求出瞳直径在8mm以上。

就像猫的眼睛一样,瞳孔在白天和晚上有明显的不同,人也是如此,瞳孔的大小随着光线的强弱而变化。

● 瞳距 大多数头盔由两个对称的光学系统组成。

各自出瞳的主光线之间的距离就是瞳距。

人眼的瞳距一般在54-70mm之间,但每个人的出瞳距离不同,因此在设计头盔时要注意出瞳距离的可调性。

谷歌眼镜做到了这一点,但由于它只有一个显示屏,因此很容易调整。

但HoloLens不同,细微的调整都会影响成像。

● 光能利用:光通过光学系统后会损失。

设计时应考虑像源发出的光能和外界光的光能,以及经过光学系统投射后的光能损失。

举个反例,大家常戴的太阳镜降低了光能的利用率。

以上七点是设计头盔显示器的一些重要指标。

这些因素并不是孤立的,而是相互制约的。

例如,如果视场或出瞳距离增加,光学元件就会增加,整体重量就会增加;随着视场的增加,角分辨率将会降低。

因此,在设计时,应根据实际应用找到更好的平衡点。