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干货来了造一副AR眼镜需要哪些硬件架构

发布时间:2019-06-09 18:22:58
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增强现实(Augmented Reality,简称 AR),AR 讲究的是现实世界叠加虚拟世界,实现“虚实结合”,技术实现难度远大于VR。AR除了要求解决显示技术(全息投影、透明显示等)外,还要注重感知技术, 因为,AR的感知不仅仅是对人输入信息的感知,还包括对周围环境的感知,只有准确地感知周围现实环境,才能对精确地在现实世界的位置叠加虚拟事物。

AR眼镜被认为是继智能之后,下一个有望达到全民普及的智能产品,所以不管是业内还是企业自身都对AR眼镜的要求不断提高,轻巧、美观、高性能……力求能将AR眼镜做到完美,上面有 CPU,还有内存、GPU 以及 WiFi、蓝牙等元器件,AR眼镜成为一款高密度、高集成化的产品。

那么一副AR眼镜的硬件架构是什么原理呢,本期EST—AR开发者技术论坛邀请上海智视络科技有限公司技术总监齐晖先生对AR眼镜的架构和硬件原理进行简单介绍。

一、CPUCPU(中央处理器Central Processing Unit)架构其实是八核,四核CPU,四核GPU(图形处理器Graphics Processing Unit),采用的是四核CPU,是A53架构,速度可以达到1.5g,GPU是Mali-450 MP,可以满足较高填充率的要求。

跟电脑的CPU一样,AR眼镜的运算速度越快,功耗就越大,这样待机时间就会越短,并且容易发热,那么如何解决这个问题呢?我们在平衡功耗和运算能力的状态下选择了一款比较合适的CPU,这款原来并不是为AR眼镜配备的,为了让它更适合于AR眼镜,我们对它的功能进行了删改,去掉一些用不到的功能,增强某些有需要的性能,减小体积,合理分配资源。

电源部分也进行额自己的定制,我们的设计思路是主板放前端,两侧放电池,当然有些产品是将主板放在侧面,但是这样既容易发热又不好开口,所以我们综合多方面考虑还是选择了侧面双电池。两块电池都要各自的检测部分和各自的充电部分,这样对单电池的管理就很容易了,就相当于以前的单电池了,两套的算法部分解决这件事情,双路电之间也可以进行自由切换,当然也可以做到主控切换。

二、显示模组目前EST-AR眼镜的分辨率是720P,1080P分辨率的样机正在加紧研发当中,希望能够尽快出来。有的产品采用技术遇上强光显示效果就会变差,就像一样,在阳光下需要调节亮度,为提升虚拟画面的显示效果,只能通过采取增加滤光镜片以阻挡更多的外界光线射入的方式来提高效果。

TP支持向前滑动和向后滑动,向前是滑动是往前走,向后是退出,还有一个点击是确认,这三者结合一起,熟悉以后操作起来非常方便。比微软hololens更方便,手势操控固然很便捷了,但是它有着致命的缺陷,那就是频繁的抬手会造成手臂酸软,我们开发AR眼镜的目的就是做到完全解放双手。

语音操控是更好的人机交互方案,现在微软Cortana、Google Now、苹果Siri、亚马逊Echo都是优秀的语音识别助手,但是他们的识别率还是不高,只能作为辅助操作工具,智能程度也远远达不到AR交互需求。

三、光学部分光学似乎是一门非常高深的学科,But听了关于AR技术的详细分析后,似乎更加晕乎,按照专业人士的讲解,EST眼镜上所用的HUD式光机模组是市场上最小巧高性能模组,并且其双目的自由曲面方案,亮度高,光学和芯片组均是自主研发。

在FOV 39度,五米100寸虚拟显示下观看影片,那应该很是享受啊~

LCOS是EST目前运用的核心技术,在阳光照射下也可以清楚的看清视频,并且视频内的黑色噪点也相比Olaid显示的效果更好,而微软的HoloLens显示屏核心技术的是Olaid,在光线强的情况下,它会受光线影响,是无法看清楚眼镜中的内容。

下一代眼镜他们将采用光波导的方案,同时智视还在研究相变技术,是区别于Magic Leap光场的一种无媒介反射,听齐晖说明光学结构一体成型,估计看应该采取的是全反射或折射原理来实现近视距成像,这种结构对显示模块产生的光利用率较高(较谷歌眼镜的半反射方式而言),但棱镜显示方案都无法回避以下两个问题,即:棱镜对显示的虚拟画面产生的色散问题,及真实画面因折射造成的画面变形问题。

对于另一个指标FOV,大部分的AR眼镜目前大约能实现36度左右的视角,这指标与HoloLens提供视角差别不大。

对于双曲面漫反射镜片,听了许久也无法理解怎么个双曲面?还有是针对什么漫反射?看来这个镜片的作用就是降低外界光线穿透率,减小显示组件环境间亮度差异,以达到提高视觉体验的目的。(想听更专业的光学解释,建议还是来技术论坛现场吧!)

四、外观设计工业设计方面各有所爱,不过轻便似乎是所有戴过眼镜的人对于其最重要的要求吧!而让疑惑的是:这种一股脑的把全部元器件件都集中在镜框上,整个眼镜的平衡问题是如何解决的?(在空间利用上过于集中,镜腿的空间基本没有利用,几乎所有重量都装置在镜框中)

另外作为新科技AR眼镜来说谈论工艺什么的、科技与艺术是不是有些着急?

而智视科技以轻便为主而设计EST,将做全球最小最轻的眼镜为目标,宁可把许多功能性有争议的设备删除,比如论坛上有人对EST的外放声音不设置耳机抱有疑问,因为AR眼镜本身的内容是较为私密的,而外放的声音反而会影响这个私密性,还会受外部环境的影响有所不便。

但是耳机内置的结果是会增加耳机孔就会增加其重量,并且耳机为消耗品,似累赘的耳机线也不适合AR眼镜的轻便使用需求,EST眼镜开发的技术总监解释道,其产品不设置内置耳机孔的最主要原因是因为不美观不轻便,所以在没有更好的解决方案时,他们决定将其眼镜设置为外放(EST可以进行蓝牙连接,不便时可以使用蓝牙耳机)。

目前微软的AR眼镜产品Hololens是590克,而智视科技的EST为120克(最主要它是AR一体机)。

外观至上,让AR眼镜一开始就成为一款酷炫的高科技装备,除了符合人体工学,贴合眼部框架以外,墨镜一般的外观设计更是其加分魅力~

作者:头条号 / 大麦村

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来源:头条号(今日头条旗下创作平台)

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