淺談AR智能眼鏡的致命弱點

使用智能眼鏡增強現(xiàn)實的想法并不新鮮。1997年，哥倫比亞大學的一個研究小組開發(fā)了第一個原型機。

哥倫比亞大學的AR系統(tǒng)是為城市探索而設計的。用戶必須背著背包，頭戴顯示器，同時手持顯示器和手寫筆。在這個原型系統(tǒng)的基礎上，智能眼鏡逐漸演變成我們今天看到的熟悉的緊湊型眼鏡。

使用哥倫比亞大學的增強現(xiàn)實系統(tǒng)，用戶需要佩戴一個背包、一個頭戴顯示器、一個手持顯示器和它的手寫筆

盡管AR智能眼鏡已經(jīng)上市多年，但在一些消費者和設計層面的問題上，它們的應用一直緩慢。其中一些主要障礙包括挑戰(zhàn)用戶與設備的交互、有限的計算能力和短的電池壽命。然而，最大的挑戰(zhàn)之一是微小的形狀因素。

盡管面臨這些挑戰(zhàn)，F(xiàn)acebook等科技巨頭似乎決心讓智能眼鏡像智能手表等其他可穿戴設備一樣普及。事實上，F(xiàn)acebook最近發(fā)布了“雷朋故事”（Ray-Ban Stories），讓佩戴者可以免提拍攝視角照片和視頻。

尺寸是智能眼鏡制造商面臨的最大挑戰(zhàn)之一，工程師必須找到新的方法來縮小系統(tǒng)的物理尺寸，以便全天使用。

AR智能眼鏡需要一長串組件

大多數(shù)開發(fā)者認為智能眼鏡的未來與增強現(xiàn)實界面交織在一起。然而，“增強現(xiàn)實”集成意味著大量的組件—這似乎阻礙了小型智能玻璃的設計。

首先，為了將計算機生成的信息疊加到現(xiàn)實世界的物理對象上，商業(yè)智能眼鏡（如谷歌Glass）在佩戴者的視線內放置了一個透明的顯示器。至少需要一個相機捕捉視頻和圖像。還有一些智能眼鏡，包括深度攝像頭或紅外視覺，相對來說體積更大，重量也更重。

隨著現(xiàn)代可穿戴設備的需求，智能眼鏡通常需要一長串的硬件組件（如谷歌Glass技術規(guī)格列表所示），這是設計師在處理小型PCB時面臨的一個挑戰(zhàn)

麥克風也被嵌入到智能眼鏡中，用于接收語音指令和打電話。典型的智能眼鏡配備了多個其他傳感器，如加速度計、陀螺儀和磁力計。這些傳感器允許用戶監(jiān)測自己的運動，無論是靜止、行走還是跑步。加速度計和陀螺儀穩(wěn)定攝像機捕捉到的圖像。

智能眼鏡通常也使用GPS來確定佩戴者的當前位置，并支持基于地理位置的應用程序，如駕駛方向。

還需要一個具有足夠計算能力的處理器來處理從不同傳感器收集的信息，并產(chǎn)生所需的輸出。該系統(tǒng)的另一個關鍵部分是電池，它應該能夠為系統(tǒng)提供足夠長的時間的電力。

形狀因素要求的結果

雖然今天的微型化電子元件已經(jīng)使非常緊湊的智能眼鏡成為可能，但仍然有一些主要的限制：只能使用非常小的顯示器，嵌入式處理器相對較弱，電池壽命很短。

此外，這些設備沒有觸摸屏，這是用戶對移動設備和可穿戴設備的期望。相反，智能眼鏡采用了幾種不同的交互方式，如語音指令、頭部運動和手勢檢測。然而，有了這些有限的交互方法，使用智能眼鏡完成復雜的任務可能會很困難。即使是簡單的任務，比如輸入密碼，也可能需要一個不方便的過程。

例如，一組研究人員提出了一個多步驟的輸入防泄露密碼的過程：在觸控板上做一個簡單的手勢，稍微轉動頭部，然后根據(jù)智能眼鏡近眼顯示的隱藏信息說出數(shù)字。

考慮到這些局限性，AR智能眼鏡能否在智能手機或智能手表領域得到應用還是個未知數(shù)。然而，專業(yè)智能眼鏡—包括工業(yè)眼鏡、智能頭盔和運動教練眼鏡—在某些應用中有采用的潛力。

雷朋的故事

Facebook的“雷朋故事”（Ray-Ban Stories）就是最近專業(yè)智能眼鏡的一個例子。目前版本的“雷朋故事”不包括顯示功能，實際上也不是為增強現(xiàn)實應用而設計的。

這些智能眼鏡的設計目的只有幾個：

拍攝照片和視頻

使用配套的應用程序在Facebook的服務中分享照片和視頻

聽音樂

通過嵌入鏡框手臂的近耳揚聲器接聽電話

將支持的特性數(shù)量保持在較低的水平可以實現(xiàn)緊湊的形式。添加攝像頭和其他所需的電子元件，與相應的經(jīng)典框架相比，只略微增加了新眼鏡的尺寸。

即使沒有AR，外形因素也是一個挑戰(zhàn)。

在評論他們的智能眼鏡的外形因素的設計挑戰(zhàn)時，F(xiàn)acebook的新聞稿寫道：

”我們必須重新設計組件，使所有的東西——兩個攝像頭、一組微型揚聲器、一個三個麥克風的音頻陣列、一個優(yōu)化的Snapdragon處理器、一個電容觸摸板、一個電池，以及更多的適合于盡可能小的空間和盡可能輕的框架?！?/p>

“Ray-Ban Stories“的框架右臂上有一個按鈕，允許用戶拍攝30秒的視頻或照片。照片和視頻也可以通過語音指令免提捕捉。當佩戴者在拍照或錄像時，一個硬連接的LED燈就會亮起來，讓其他人知道。將拍攝的照片和視頻上傳到手機后進行后期處理，以提高“雷朋故事”的雙500萬攝像頭的性能。

Ray-Ban Stories使用三麥克風音頻陣列、波束形成技術和噪聲抵消算法來提高通話和視頻的語音質量。Facebook稱，這種通話體驗就像你期待的專用耳機一樣。這款可穿戴設備配有一個特別設計的外殼，它還可以充當便攜式充電器。充滿電后，佩戴者可以再連續(xù)使用三天。