正在发生的AR(增强现实)革命:完全案例+深度分析+趋势预测
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3.2 微软HoloLens:改变你看世界的方式

一、HoloLens简介

HoloLens是一个基于深度摄像头、高性能处理器和双屏幕显示的进阶版Glass。HoloLens包含了实时的三维计算和精准的深度识别等核心技术,为了把用户的手势和周围的风景实时3D数据化,HoloLens需要数十种传感器,继而使用微软原创技术HPU(Holographic Processing Unit)将这些数据统合。

HoloLens上使用了多个深度镜头和光学镜头,采集回来的数据直接在应用端进行处理,由英特尔最新的Atom处理器制作出影像,并以60帧每秒的速度输出并投影到用户的视网膜上。最前面的那层深色玻璃则没有输出、输入效果,起到的只是对外部杂光的过滤作用。HoloLens不需要线缆连接任何外部计算设备,因为它本身就是一部可以运算的计算机。

2016年3月30日,微软在一年一度的Build大会上宣布HoloLens开发者套装正式在美国和加拿大市场发售,价格为3000美元。除了开发者版的HoloLens眼镜、常规的包装盒和充电器,套装还包括可交互的Clicker配件和另外7款应用及游戏。

HoloLens的镜片采用通透式成像技术,佩戴者的眼睛视线将完全沉浸在现实场景和虚拟界面相结合的AR世界,而不是像Google Glass要求的那样,必须把视线移到那个“小棱镜”的位置,才能看到里面“小屏幕”上的东西,同时这块特定区域只能展示虚拟图像。现实场景与虚拟画面没有融为一体,Google Glass上的AR体验被活生生地撕裂开来。

因为只有一个成像仪,Google Glass也无法给佩戴者产生3D的视觉画面。而HoloLens上的内容则可以进行3D投射,在现实场景之上叠加一层立体的虚拟展示(交互)界面。例如,看到房间里多了些虚拟按钮,你可以直接用手进行点击触发后续操作(虽然触摸的只是空气)。

二、下一代计算平台

HoloLens的定位明显有别于Google Glass,它立志成为新一代的“生产力工具”。Google Glass之所以失败,很大程度上与其“超级生活伴侣”的定位有关。软硬件都不完美,初始生态也没建立。现在的智能眼镜显然不可能让用户全天佩戴,更不可能取代智能手机的中心设备地位。

当你有事情需要做的时候,佩戴HoloLens去完成,当你把事情做完后,就可以摘掉眼镜。虽有不少娱乐功能充斥其中,但诸如科研、设计、教育和医疗等专业领域,才是微软HoloLens真正觊觎的未来市场。HoloLens正在避免Google Glass在用户体验上犯的那些错误。如在眼镜佩戴的舒适度、多配件导致人们行走不便和设备能否完全独立运行等问题上,微软研发团队正在尝试给出最优的解决方案。

不同于Google Glass、手机和计算机设备间单纯的信息传送机制,微软想让用户通过HoloLens与其他设备进行协作,来完成实打实的工作。如当HoloLens和配套软件Holo Studio相结合时,用户就可以通过手势和语音的交互,直接在现实环境中去创造虚拟的物品并通过3D打印变为实物。

汲取Google Glass引发公众隐私争议的教训,微软HoloLens把用户的使用场景限定在了室内的居家或办公场所。需要强调的是,目前条件下的户外AR设备更多的只是充当了手机的辅助设备,而非独立工具的角色,其最佳应用场景也只能在室内。围绕特定的使用场景,微软正在开发更加实用的眼镜应用。

HoloLens能够让你进入一个未来的世界,给你一种叹为观止的用户体验。它是一台完全独立的计算设备,内置了包括CPU、GPU和一个专门的全息处理器。它能够追踪人的手势和眼部活动,屏幕和投影都会随着人的活动而移动。HoloLens的最成功之处可能就是用AR全息投影来“欺骗”大脑,它使大脑将看到的光当成实物。其终极目标就是让人感知光的世界,它既存在,也不存在,重要的是让大脑认为它待在一个实体的世界里。

三、HoloLens面临的技术难点

1.透视效果

透视效果,即户外强光和光线干扰等条件下的视透率问题,这点微软暂未解决,如果这点未能解决的话,很显然HoloLens是无法被拿到大街上去使用的。

2.实际条件下的目标识别

目标识别在此类用途的智能眼镜上是必备的基础功能,即在大尺度变化、倾斜、遮蔽、反光、简单特征与复杂背景这些实际条件下的目标识别。

3.普适条件下的建模

不一定能有条件和时间对每一个未知场景和目标进行建模,这是AR技术尚未解决的。

4.普适条件下的景深自适应

对未预先建模的目标和场景,HoloLens无法做到景深自适应。要么限定应用目标和场景,要么随时建模,要么随时用激光测距仪测量,要么用双目摄像头测距。

5.其他

全息波导的制造成本较高,成像的光学质量目前还较差,用了这么多摄像头和传感器的视觉计算,对CPU和GPU的处理能力有着极高的要求,需要采用一些专业级的芯片,成本和续航能力也都是问题。

四、HoloLens与Google Glass的不同点

如果要谈到HoloLens,那么必然要拿它与2012年谷歌发布的Google Glass作对比。

HoloLens和Glass这两款产品的最终目的都是为了让科技全方位地融入人们生活里的每个角落。而从设备的外形来看,Google Glass和HoloLens为了达到让科技和日常生活无缝对接的目的采取了两个不同的路线。

Google Glass的选择是极富野心的,它从一开始就不希望阻碍人正常的生活。所以Google Glass从一开始就选择压缩机身,选择了小屏幕,于是所能提供的功能并不多。所以Google Glass在强调这个东西能够在我们跑步的时候戴,做饭的时候戴,和孩子一起玩耍的时候戴。

而HoloLens则不一样,微软的野心显然是希望HoloLens成为一款像智能手机那样每天陪伴在人们生活中的消费品,HoloLens并不是要替代智能手机,而是要去抢占人们使用手机的时间和精力,就像当年的iPad一样,也并不是要去取代计算机。

那么问题来了,戴着像护目镜一样的HoloLens走在大街上,会不会显得酷炫但奇怪呢。佩戴前沿科技产品人群的穿戴心理是很特别的,既想要人们知道这是最酷炫的一款科技产品,但又不想备受瞩目,令别人感觉到自己很另类。

谷歌在研发Google Glass的时候,是把它当作人们日常佩戴的眼镜去做,所以当你在日常生活里佩戴Google Glass是不会感到突兀的,想用的时候就用一下。Google Glass的最大缺点是可供人们使用的实际场景太少,Google Glass上也并没有诞生几款真正影响人们生活的AR应用,它只是普及了AR设备,所以它在实际生活里只是一款可有可无的“鸡肋产品”。

HoloLens目前的体型偏大,是微软为了保持机器性能不得不做出的折中方法。有足够的性能,才能在HoloLens上产生各种炫酷的应用。但科技产品往往是可以迭代的,通过不断地技术发展,HoloLens将来的体积是可以缩小,直至小到可以方便人们随身携带的。

HoloLens同样也面临许多的挑战,甚至比Google Glass未来所要面临的挑战更多。如果未来的某一天它成功了,它无疑将会是继iPhone之后,下一个跨时代影响千万人的科技产品,将带领人类进入新纪元。