一言不合就拆解太阳能 (一言不合就拆车)

昨天,知镜AR(公众号: ZhijngAR) 的小哥给我们投稿时,不小心发错了文档,点开一看,啊勒,和刚才发我的不一样啊。

一言不合拆hololens,就为了给你讲道理 再仔细读下。

一言不合拆hololens,就为了给你讲道理

*靠我**,这可能是篇好文章啊。不行,我要霸占了。所以强行让他们同意,让我一起转载了。

话说,目前世面上,AR眼镜中,能够上手做开发的产品实在不多。Hololens 是已知的眼镜中,无论在体验,还是开发方面都已是一个标杆。然而这个难入手还死贵的高科技头盔,有人却要拆!!!!!!

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预备!拆!

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Hololens,因其自带BGM特性的全息AR这两个概念,成为了现下无人不知的神器。其身价让人仰视,微软提供的宣传片看起来更是高大上无比。

那么Hololens真的这么神吗?盆友们,不要图样图森破,支撑其高大上的真正技术微软怎么可能轻易暴露出来。今天我们就来扒一扒Hololens到底什么NB

整个Hololens大体分为四部分:光波导部分,投影部分,传感器部分,处理器部分。其中光波导部分和投影部分几乎都是硬件,传感器部分和处理器部分是软硬件结合。

光波导部分

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光波导其实就是人们看到的镜片。由于直接将投影仪放置在眼睛前面会遮挡环境,因此投影仪就需要放在人们的视野之外,那么使图像能从视野之外的投影仪上进入到人眼中,就需要光波导器件。

Hololens采用的光波导器件分为三个部分:输入光耦合、全反射光传导、输出光耦合。这里耦合指的就是使一个角度射来的光偏转到另一个需要的角度。

Hololens使用厚全息倾斜光栅来进行光耦合。

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厚全息倾斜光栅就是用全息干涉的原理,将某一角度的倾斜条纹在一定厚度的材料中记录下来形成倾斜光栅。当光按照一定角度入射到该光栅上时,就会衍射出另一个角度的光(光发生偏转,这里可以将倾斜衍射光栅简单想象成很多很小的有规则排列的平面镜)。

实际上,这项技术二三十年前就已经存在:它的好处是可以使镜片做的很薄(1mm即可,Google glass需要10mm),且实现起来比较简单;缺点是视场角比较小,半视场很难突破20°(这也是为什么Hololens的全视场角只有40°的原因);另一个缺点是存在彩虹效应,即白光入射在不同角度上会出现不同的颜色。

因此Hololens应该是借鉴了Sony之前的想法,用三片倾斜光栅(分别对应红绿蓝RGB三色),色域由RGB三原色来合成。这样一定程度上缓解了彩虹效应。但是会引入一个三片光栅相互串扰的问题。这个可以通过在时间上将RGB三色区分显示来解决(投影部分)。

小结:光波导部分理论上没有新颖的东西,是与全息有关,但是全息在上世纪六七十年代已经存在了,不要以为全息就很高大上。光波导部分真正厉害的是制作材料的选择与制作工艺(微软是不会告诉你的)。

投影部分

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Hololens有两个微型投影仪(左右眼各一个),而且这两个投影仪投出的图像一定是不一样的(人产生3D感觉,需要左右眼存在视差)。目前的投影仪是Lcos技术支持的,但是基于DLP技术的研发正在进行,因为DLP技术可以产生更高的对比度和亮度,具有很高的刷新频率(正是Lcos的弱点),Lcos由于刷新频率低,无法使RGB三色光按序依次显示,而DLP技术就可以。可以想象在利用了DLP技术后,在任意时刻只有RBG其中的一种光存在,当然就可以解决光波导部分的光栅串扰问题。

小结:投影部分也均是利用现在的成熟技术。但是要想使成像效果达到最佳,就一定需要将RGB三色光按时间顺序分开显示,且在投影屏上的亮度是要做校正的(与波导部分的光栅特性有关),这样才能保证成像图像的中心与四周亮度的均匀性。因此高大上的部分在计算与校正,还有投影时序的匹配(实际还是计算)。

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传感器部分

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Hololens有6个摄像头,其中4个为环境摄像头,1个景深摄像头,1个高清摄像头。环境摄像头给环境光传感器提供素材,景深摄像头为深度传感器提供素材,高清摄像头给混合现实捕捉传感器提供素材等等。

总之,其可实现的功能主要有:三维注册、手势识别、现实与投影结合、摄影摄像等。

小结:高大上部分是内部多传感融合算法的实现(其实,目前还在优化中)。算法速度、算法精度的提高将是未来比较重要的研发方向之一。

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处理器部分

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Hololens用了CPU、GPU还有HPU(全息处理器,不明觉厉)。主要承担各传感器算法的运行,投影图像的补偿计算,三维场景的重构与虚实叠加,操作系统与个性化操作计算等等。

这是真正看不见的高大上的部分,是整合其他器件和技术,做到系统运行流畅、显示表达精确、用户体验舒适的关键。(虽然只占成本的四分之一,显示部分占将近一半)

总结

一言不合拆hololens,就为了给你讲道理

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把每一项技术分拆来看,都鲜有很新的突破性的技术,谈不上高大上。但是作为一个产品,将那么多的技术结合起来,突出整体的可用性与实用性,提供流畅的操作界面、高精度的三维注册与操作识别,其实内在含有了很多算法上的巨大进步与工程上的精益求精,这是用全息和AR这样时髦的词汇所表达不出来的高大上。当然,Hololens还做不到宣传片中的那样绚丽华彩,也有着各种局限性与不足。但是我认为Hololens仍然是与Google glass相似的起到了提振AR行业的划时代产品。

本文由知境AR( ZhijngAR)

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