AR:中国的AR眼镜现状如何?(中)



上一期《科技参考》,我介绍了目前全球综合水平最好的 AR 眼镜,也就是微软的 HoloLens。今天,我们来看看中国 AR 眼镜的发展现状;明天,我们再来分析一下当前 AR 眼镜的发展。

简单来说,国内厂商涉足 AR 眼镜的热情远不如当年的 VR 眼镜。

如果我们回忆一下,能想起来国内厂商出过哪些著名型号的 VR 眼镜呢?大部分人恐怕一个也说不出来,比较了解科技行业的人,估计也只能说出一个 Pico。而如果问有哪些著名的国内 AR 眼镜厂商,能说出来的就更少了。

只是最近,中国的一部分手机大厂在手机增长势头消失之后才尝试踏入 AR 领域,所以当前中国的 AR 眼镜都是尝试性的产品。

 

华为的智能眼镜

首先,我们来看看华为的产品,它的名字就是华为智能眼镜。

严格来说,它都不能算 AR 眼镜,因为产品本身并没有涉及视觉的功能,所以华为管它叫“智能眼镜”,而不叫 AR 眼镜。

它使用的是 HarmonyOS 这个操作系统。这个名字,你可能听起来很熟悉,就是在 2021 年,华为发布的完全自主知识产权的操作系统。当时,很多人把华为手机上名字相同的操作系统也当做华为全自主研发的,但其实这个使用在智能眼镜里的才是真身。而且,华为自家的智能穿戴设备使用的都是 HarmonyOS 这个操作系统。

这款眼镜的智能,其实表现在音频上,而不是视觉上。你可以把它看做是一个眼镜外观的耳机。功能是可以和手机、平板连接,用眼镜听歌、打电话、进行简单的语音交互。比如,问问今天的天气如何、现在几点了,还可以检测头部活动,判断你是不是长期没有扭动脖子了,进而提醒你保护颈椎。

它的价格是 1600 多块钱,在华为各个官方店铺都能买到。

你听了以后可能觉得有点 Low,其实不是,这已经是目前比较实用的智能眼镜了。为什么这么说呢?

这款眼镜配好镜片后重量是 39.6 克。验光配镜后就是一副眼镜,哪怕没电了也只是会退化成一副传统的眼镜而已。

你可能对眼镜的重量没有感觉。比如,我戴眼镜的习惯是越轻越好,所以我配眼镜会挑镜架,或者买墨镜夹片时会很注意重量。

我现在使用的这款眼镜重量是 17 克,算比较轻的。虽然最轻还能到 12 克,但那个就不好看了。当在现在这个眼镜上夹一个 5 克的墨镜片时,我觉得还好。

我还有一些墨镜夹片,支持抬起放下的功能,由于多了一些结构于是就更沉了,有 9 克,那个重量加上去就有点不舒服了。你看,17 克加 9 克,也才 26 克而已,但已经让人感觉不舒服了。

而华为智能眼镜接近 40 克,其实已经是比较沉的眼镜了。不过,正常戴上并没有问题,这和鼻托的设计有关系。

我的眼镜没有独立的鼻托,所以重量就不能太大,不然很容易下滑。但华为这个有单独的鼻托,于是也就能承载更大质量。但即便如此,40 克也是佩戴舒适的上限。再增加很多,比如到 70 克,就必须设计耳挂等佩戴结构把重量分担到其他位置上,以减轻鼻梁的负担了。

这款眼镜哪怕只有声音上的智能,也有很多要解决的问题。

比如,用眼镜听歌的时候,音乐声怎么才能只让自己听到,而尽量不干扰旁边的人。如果这方面不做任何设计,那效果大概就类似于——我们经常会遇到有人手机贴在耳朵上打电话,但对方的话从听筒里传出来,每句你都听得清。

这方面的设计需要参考骨传导耳机。因为声音除了通过振动空气传入耳朵之外,还可以靠直接振动颅骨的侧面,把振动传导到听神经。最廉价的骨传导耳机就是一个功率稍大一些的音箱贴在耳朵旁边,但这种耳机,旁边人能很轻松地听清你的电话。

想避免这种情况,就要对传声孔做精心的设计,这样漏出去的声音就少了。华为的智能眼镜就是这样做的。用它听微信语音、打电话,比把手机贴在耳朵上方便多了,而且听歌续航有 6 小时。这对一些司机来说是非常实用的。

在这款眼镜里,华为没有做任何视觉上的应用,其实是一个正确选择。因为那些功能只会平添成本、增加重量,让产品变成一个无法销售的东西。

 

OPPO的AR眼镜Air Glass

我们要说的第二个国产AR眼镜是来自 OPPO 的 Air Glass。

这个就带有视觉功能了,但它并不是眼镜的形态,而是眼镜的配件,因为它只有单镜片。使用的时候,靠磁吸的方式把镜片固定在其中一侧的眼镜腿上。所以,与之相配的眼镜腿必须是铁磁性的金属,像钛合金的就不行。

它的重量是 30 克。虽然表面上看,比华为那个 40 克要轻,但因为它是吸附在右侧眼镜腿上的附件,所以实际上带来的拉拽的程度也不轻。如果眼镜本来是松松垮垮的,再吸上一个 30 克的 AR 眼镜,整个镜架就左高右低了。

镜片上能显示的只有图标和文字,一屏幕最多能显示七八十个字,效果类似于 2005 年之前的功能手机。

其实,只显示文字也能实现不少功能,比如文字版的地图导航。

由于有了视觉功能,所以这个东西对不少职场人士有用。在公开演讲,或者 PPT 展示的时候,它就是一个不错的提词器。

 

小米的AR眼镜

我们要说的第三个国产 AR 眼镜来自小米。虽然还没有正式开卖,但目前从宣传上看,它是功能和技术最完善的。

它的外观就是一副厚边框的眼镜,配上镜片后的重量是 51 克,尺寸合适的情况下也能勉强长时间佩戴。

不过,受限于成本,依然只是右侧镜片有视觉功能,左侧安装的是传统镜片。它能显示的内容类似于 OPPO 的水平,只能显示图标和文字信息。

但比起 OPPO 的 Air  Glass,它增加了语音控制功能,而且还增加了拍照和翻译功能。当然,OPPO Air glass 里那些文字导航和提词器的功能它也都是具备的。

 

AR眼镜面临哪些软硬件限制?

以上介绍的几款 AR 眼镜,已经算是国内发展的不错的。但你可能也感觉到了,它们显然还不是我们理想中的 AR 眼镜。

那么,理想的 AR 眼镜,也就是有普通眼镜的外观,同时能实现广告里描述的视觉效果,什么时候能出现呢?我想,至少还要二十年。下面,我们说说为什么这么难做。

在技术方面,它有这样几个限制。

首先是在硬件上的限制,包含了电池、芯片、屏幕显示。

我们今天能批量买到的、最大能量密度的锂电池大约是 250 Wh/kg。也就是,每 4 斤电池充满后可以提供 1 度电。

但 4 斤的重量是不能戴在脑袋上的,顶多半斤就到头了。而半斤电池,只能提供大约 60 瓦时的总能量。假如一天佩戴时间是 15 小时的话,这就要求长时间使用的平均功耗不能超过 1 瓦。

对于让 AR 眼镜既能实时识别物体,还能运算加工生成优化后的视觉特效的终极要求来说,1 瓦的功耗实在是太小了。按今天设备的功耗看,要实现这个“终极要求”,上百瓦的功耗是必须的。

而且,这还是按头上戴 250 克的电池来算的。而一副能真实长期佩戴的眼镜,电池顶多留 25 克。于是,现实和终极梦想在能量密度上相差了一千倍。

所以,电池的能量密度不止现在不够,将来很长一段时间也完全不够用。而今天大家期待的固态电池,也顶多能把能量密度提升 2 – 3 倍就到头了,而且这还是几十年后才能实现的目标。

而芯片的限制和电池的限制有重叠的部分。AR 眼镜之所以如此耗能,和今天芯片的冯·诺依曼结构有关系。

因为 AR 眼镜要进行大量的向量乘法的运算,要完成这些计算,冯·诺依曼结构的芯片的耗能就是这么大。所以,要实现终极目标,芯片的基础结构就要变成其它方式。比如说,存算一体假如能运用到 AR 眼镜里,也许能大幅度弥补与终极梦想的差距。

但这个突破,距离实现也很远,需要等待非冯诺依曼结构的计算机普及到至少 2000 年那个程度。

此外,硬件的限制还包括屏幕。

今天传统眼镜模样的 AR 眼镜,屏幕大都使用的是 Micro LED 技术。在小拇指指甲盖大小的范围内,做一个硅基材料的发光显示器。

这个显示器都是内置在眼镜腿里的。有人就感觉奇怪了,在眼镜腿里怎么还能看见显示的内容呢?是,正常情况下是不行的。所以,眼镜腿里除了屏幕之外,还有把光导出来的光波导材料,类似于光纤,最终把光射出到镜片上。

不过,这个内置于眼镜腿的显示设备,只有几百 × 几百的分辨率。而要实现今天一些游戏大作里身临其境的视觉效果,同时人眼离眼镜还那么近,分辨率怎么也要达到左右 2 个 8K 的水平。

但要在只配备了几十克电池的基础上,呈现这样的视觉效果,今天还没有任何显示技术能达到。

除了上面这些硬件的限制,AR 眼镜还面临着软件上的限制,最明显的就是交互方式。

微软 HoloLens 可以用手势操控,但操作不精准,速度也特别慢。我就见过一个小伙子,带着头盔一样的眼镜对着空气戳了半天,AR 眼镜才说出了一句“你好”。Magic Leap 的 One 干脆不用手势,而换成游戏手柄操作了,这个速度还快点。

而国内这些厂商,干脆交互也不单独设计了,而是直接用手机做沟通媒介。它们顶多把划眼镜腿这样的简单操作规定一下,真正复杂的语言命令、手势,今天的 AR 眼镜是识别不了的。

而终极效果的 AR 眼镜可能需要追踪视觉焦点,自动做出判断和选择。但这些任务,并不是交互设计能搞定的。

人们可以想出来这些方便的功能,但想要实现这些功能,要求眼镜能够实现自动扫描、识别判断,这背后需要依赖高水准的人工智能。但这样水准的 AI,到今天也还没有出现。

昨天和今天,我们看了几款国内外最好的 AR 眼镜,得出了一个结论:当前,AR 发展困难重重,软硬件上限离目标都太远。

但我还是发现了一些潜在的好东西,有厂商已经实现了 AR 眼镜的批量售卖。比如,美军就给了微软 210 亿美元的订单。明天我们来说说,这些已经落地的 AR 都有什么真才实学。

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