編者簡(jiǎn)介：隨著技術(shù)的發(fā)展，也出現(xiàn)了一種叫做AR眼鏡的產(chǎn)品。通過(guò)AR眼鏡，您可以看到科幻電影般的視覺(jué)效果并進(jìn)行無(wú)屏幕交互。與此同時(shí)，AR交互方式也在與時(shí)俱進(jìn)。在這篇文章中，筆者將介紹關(guān)于AR眼鏡的相關(guān)技術(shù)知識(shí)，一起來(lái)看看吧。

1.正如我上面提到的，由于近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我想大家對(duì)AR都非常了解，但是國(guó)內(nèi)的AR眼鏡廠商市場(chǎng)魚龍混雜，很難找到真正成熟的可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備AR眼鏡，目前的情況是很少�？梢詰�(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景中。

您可能想知道為什么可用的AR 眼鏡如此之少。

現(xiàn)在，我們來(lái)了解一下AR眼鏡的技術(shù)機(jī)制，就像手機(jī)一樣。

在了解AR眼鏡之前，首先要知道什么是“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，用其官方語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，是真實(shí)環(huán)境和虛擬物體同時(shí)存在，實(shí)時(shí)疊加在同一圖像或空間上。當(dāng)你讀到這句話時(shí)，你可能會(huì)想起以前看過(guò)的科幻電影中的場(chǎng)景，但這就是它的實(shí)際含義。使用另一個(gè)草圖可能會(huì)給你一個(gè)更清晰的想法。

根據(jù)我官方的解釋，當(dāng)你戴上AR眼鏡時(shí)，你不僅能看到虛擬的物體，還能看到你周圍的真實(shí)環(huán)境。

好了，現(xiàn)在你明白了什么是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)了，你就可以真正打開(kāi)AR眼鏡知識(shí)的世界了。

首先，為了了解AR眼鏡的整體情況，我們先來(lái)看看AR眼鏡的結(jié)構(gòu)圖。

2、AR眼鏡的結(jié)構(gòu)AR眼鏡主要分為四個(gè)主要模塊：攝像頭、CPU處理中心、光學(xué)模塊、支架。

1.攝像頭AR眼鏡通常配備多個(gè)攝像頭，每個(gè)攝像頭都有不同的作用。主要有三個(gè)功能。一是提供基于視覺(jué)跟蹤定位（SLAM）的圖像采集，二是進(jìn)行交互式手勢(shì)識(shí)別，三是日常照片和視頻記錄。

這里主要解釋一下什么是SLAM，百度官方的解釋是“實(shí)時(shí)定位和地圖構(gòu)建，或者同時(shí)建圖和定位”。SLAM的應(yīng)用場(chǎng)景有很多，比如自動(dòng)駕駛、AR/VR、機(jī)器人等。 3D.現(xiàn)有的重構(gòu)框架等主要分為以下幾種。

工作流程大致如下：

傳感器讀取數(shù)據(jù)后，視覺(jué)里程計(jì)估計(jì)兩個(gè)瞬間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（自我運(yùn)動(dòng)）。后端處理視覺(jué)里程計(jì)估計(jì)結(jié)果的累積誤差。該地圖是根據(jù)系統(tǒng)獲取的運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)建的。前端和后端環(huán)路檢測(cè)考慮同一場(chǎng)景在不同時(shí)間的圖像，并提供空間約束以消除累積誤差。

那么SLAM是如何與AR眼鏡配合的呢？首先，視點(diǎn)內(nèi)的環(huán)境通過(guò)深度相機(jī)傳輸?shù)紸R眼鏡上，SLAM通過(guò)圖像識(shí)別、位置分析和AI計(jì)算來(lái)確定當(dāng)前環(huán)境，進(jìn)行三維重建，構(gòu)建三維現(xiàn)實(shí)世界，增強(qiáng)你與世界的互動(dòng)。真實(shí)環(huán)境中的AR眼鏡：理解能力使AR眼鏡能夠識(shí)別復(fù)雜的環(huán)境并適應(yīng)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景。

更具體地說(shuō)，我們知道這是一堵墻，不能穿過(guò)它，AR眼鏡也知道這個(gè)物體不能穿過(guò)它。

SLAM更深層次的技術(shù)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題更深入，涉及到不同的算法，但這里我們不詳細(xì)討論。更多信息可以在百度上找到。

2.核心交互：潛伏交互、語(yǔ)音交互、眼動(dòng)追蹤等。徒手交互有望成為AR的核心交互方式之一微軟的HoloLens2已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了徒手交互，但采用的交互方式是與人交互通過(guò)識(shí)別指定的手勢(shì)來(lái)識(shí)別眼前的虛擬物體。目前市場(chǎng)上AR眼鏡最常用的兩種手勢(shì)是OK手勢(shì)和返回手勢(shì)。再說(shuō)一遍，AR眼鏡的優(yōu)點(diǎn)是可以解放你的雙手。

確定手勢(shì)

返回手勢(shì)

3、CPU處理大腦即AR眼鏡的大腦大腦處理圖像和數(shù)據(jù)可以分為以下幾個(gè)方面。

AI：從AR輸入，到虛實(shí)融合，再到輸出，全鏈條都需要AI支持。云計(jì)算和大數(shù)據(jù)：隨著AR與現(xiàn)實(shí)結(jié)合，其計(jì)算量和數(shù)據(jù)量將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，其發(fā)展離不開(kāi)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的支撐。計(jì)算機(jī)視覺(jué)：相對(duì)于PC和手機(jī)，AR的本質(zhì)是信息的展示方式從2D升級(jí)為3D。無(wú)論是AR的輸入還是輸出，都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)視覺(jué)。核心交互技術(shù)：包括手勢(shì)交互、語(yǔ)音交互、眼動(dòng)追蹤等。目前，徒手交互有望成為AR的核心交互方式之一。代表公司：Leapmotion、科大訊飛等。 操作系統(tǒng)：AR如果想成為下一代計(jì)算平臺(tái)，就需要有自己的操作系統(tǒng)，類似于PC上的Windows和手機(jī)上的iOS/Android。操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于為產(chǎn)業(yè)上下游提供行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。代表企業(yè)：微軟、谷歌。

4、光學(xué)模塊主要負(fù)責(zé)AR眼鏡的圖像處理。 AR 與VR 不同，但近視顯示系統(tǒng)使用顯示器上的像素通過(guò)一系列光學(xué)成像器形成并投影遠(yuǎn)場(chǎng)虛擬圖像。這就是人類所看到的。

不同之處在于，AR眼鏡需要透視才能看到真實(shí)的外部世界和虛擬信息，因此成像系統(tǒng)無(wú)法阻擋視線前方的事物。這就需要增加一個(gè)或一組光學(xué)合束器，以“級(jí)聯(lián)”的形式將虛擬信息與真實(shí)場(chǎng)景融合在一起，相輔相成、相得益彰。這也是AR眼鏡的一個(gè)難點(diǎn)。

目前市場(chǎng)上主流的AR設(shè)備基本采用光波導(dǎo)型光學(xué)方案，光波導(dǎo)是一種引導(dǎo)和傳播光波的介質(zhì)器件，也稱為介質(zhì)光波導(dǎo)，光波導(dǎo)的材料輕、薄，具有極佳的厚度，中間層的厚度達(dá)到1~10微米，對(duì)外光的透過(guò)特性非常高，因此被認(rèn)為是消費(fèi)類AR眼鏡必備的光學(xué)解決方案，價(jià)格自然會(huì)水漲船高。

目前，除了HoloLens2、Magic Leap One等市場(chǎng)上主流AR眼鏡采用光波導(dǎo)技術(shù)并量產(chǎn)的設(shè)備外，隨著AR光模組廠商DigiLens、Nedjia、靈犀等行業(yè)技術(shù)的不斷升級(jí)等等，微光等，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)AR眼鏡廠商正在采用光波導(dǎo)技術(shù)解決方案。

AR設(shè)備的光學(xué)顯示系統(tǒng)通常由微顯示器和光學(xué)組件組成。綜上所述，目前市場(chǎng)上的AR眼鏡所采用的顯示系統(tǒng)都是各種微顯示器和棱鏡、自由曲面、水盆、光波導(dǎo)等光學(xué)元件的組合，而光學(xué)組合器的不同才是造成差異的原因。鑰匙。它是AR顯示系統(tǒng)的一部分。

用于向設(shè)備提供顯示內(nèi)容的小型顯示器。它們可能是自發(fā)光有源器件，例如Micro-OLED或當(dāng)前流行的micro-LED等發(fā)光二極管面板，也可能是需要外部光源照明的液晶顯示器（包括透射式和反射式LCD）。一些案例。 LCOS），以及基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的數(shù)字微鏡陣列（DMD，DLP的核心）和激光束掃描儀（LBS）。

目前市場(chǎng)上的AR光學(xué)顯示系統(tǒng)的類別和產(chǎn)品有：

那么我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)所謂通過(guò)光波導(dǎo)既看到真實(shí)的外部世界又看到虛擬信息的需求呢？

AR眼鏡最重要的是“全內(nèi)反射”，也就是說(shuō)無(wú)論光線從哪個(gè)角度投射，都會(huì)被完全反射，從而在傳輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)光線的損失或泄漏。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須滿足兩個(gè)條件：

透明介質(zhì)的折射率高于周圍介質(zhì)（如圖2所示的n1 n2），并且入射角必須大于臨界角c。光學(xué)機(jī)器完成成像過(guò)程后，波導(dǎo)將光線耦合到自身的玻璃基板中，并通過(guò)“全內(nèi)反射”原理將光線發(fā)送到眼睛前方，然后再發(fā)射。在這個(gè)過(guò)程中，波導(dǎo)只負(fù)責(zé)傳輸圖像，是獨(dú)立于成像系統(tǒng)存在的獨(dú)立組件。

本文沒(méi)有詳細(xì)解釋光波導(dǎo)的技術(shù)原理，如果您想了解更多，請(qǐng)上網(wǎng)搜索。

3. 摘要：目前市面上的微軟HoloLens 2在交互、SLAM定位、3D數(shù)據(jù)處理、散熱等方面都具有出色的表現(xiàn)。但由于操作系統(tǒng)的限制和高昂的價(jià)格，它并未被使用。我知道很多行業(yè)。

國(guó)產(chǎn)AR眼鏡制作比較精良的有聯(lián)想的晨星AR-G2、影動(dòng)一號(hào)、梁豐泰的AIARG200等。

國(guó)內(nèi)的眼鏡設(shè)計(jì)大多將處理中心與眼鏡分離，以保證處理中心的數(shù)據(jù)處理能力、電池壽命、散熱能力。這樣做的好處是減輕了頭部的重量，但缺點(diǎn)是它是連接的。工人在工作時(shí)難免會(huì)被夾住，導(dǎo)致連接處接觸不良。

請(qǐng)關(guān)注底部市售AR眼鏡的詳細(xì)分析。

本文由@BLUE發(fā)表在《人人都是產(chǎn)品經(jīng)理》上，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。

標(biāo)題圖片由Unsplash 根據(jù)CC0 協(xié)議提供