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谷歌通过不懈地推广其谷歌眼镜可穿戴计算机,激发了我们集体的想象力。 感谢网络视频、贸易展览和博客文章的宣传活动,这家搜索巨头已将其智能眼镜定位为免提增强现实设备,让我们能够实时分享我们的个人体验,无论我们是在跳伞、滑雪还是处理蛇。
毫不奇怪,许多竞争对手已经出现,承诺提供许多相同的功能。然而,在增强现实眼镜能够进入主流之前,谷歌及其同类公司必须解决智能眼镜技术中的一些基本缺陷,包括笨重的设计、高昂的价格以及缺乏能够使其不仅仅是头戴式摄像手机的软件。
谷歌应该致力于开发一款带有透视镜片的头戴设备,让佩戴者能够直视前方,而不是看向侧面的小屏幕。 贾斯汀·拉特纳如是说,他与芯片制造商英特尔的同事们一起,花费大量时间来设计计算技术的未来。 拉特纳是英特尔高级院士,担任英特尔实验室主任和公司首席技术官。
大众科学与他谈论了为什么智能眼镜如此受关注,应该如何改进以及为什么星际迷航的三录仪是对未来的一种误导性解读。
[以下是采访的编辑稿。]
可穿戴计算机已经存在了几十年,包括环形扫描仪,工厂工人佩戴在手指上读取条形码,甚至还有原型头戴式设备,可以实现增强现实。 为什么这项技术现在如此受关注?
传感器技术、通信技术和计算机技术都已达到某种程度,在某种意义上,首次实现了大批量消费级可穿戴设备的潜力。 这就是新的地方。 今天,您可以将智能手机中的几乎所有东西都放入一副眼镜中,尽管它们会有点重。 这可能会成为一个有趣的通信平台。
你为什么说“可能”?
我们认为,在眼镜方面存在一个巨大的挑战。 没有人能够展示高性能的透视显示器。 您在谷歌眼镜和奥克利Airwave滑雪镜中看到的侧视显示器,在某种意义上是对没有人解决透明显示问题的承认,即使有很多人正在研究它。
[这种高性能的透视显示器将具有]用于左右眼的 оптический engine(光学引擎),可以将图像投射到镜片中。 显示器的构造方式应使其将虚拟图像保持在您面前,无论您转动头部或视线朝向何处。 它将是一个完美的叠加层,您将能够直接透过投影图像看到东西。 因此,如果您正在进行增强现实并在纽约行走,您将看到“帝国大厦”或“自由女神像”悬停在这些物理物体之上。
已经有一些公司,例如Lumus,长期以来一直拥有这类技术,但通常它们要么严格处于开发阶段,要么仅用于增强现实研究而出售。 总的来说,透视显示器一直过于笨重、过重且太暗,无法推向市场。 它们在室内效果很好,但是您走到室外,虚拟图像就会完全被冲刷掉。
Lumus的透视、可穿戴显示器类似于一副比普通太阳镜更大的眼镜,并将增强现实图像投影到镜片的侧面。 当图像传播到镜片的中心时,它们会被反射到眼睛中,给佩戴者一种在他们面前的大屏幕上看到图像的印象。 为什么这些透视增强现实眼镜不能做得更像一副普通的眼镜或太阳镜?
要做好这一点,确实需要非常高水平的光学工程技术。 您看到了 Lumus 所做的事情。 除了投影系统之外,其他人还将使用紧凑型激光器将图像直接投影到视网膜上。 从事这些技术的人员大多是小型、资金不足的初创公司,或者是仅对光学器件感兴趣,而对实际构建完整的[智能眼镜]产品不感兴趣的人。
谷歌和其他构建这些头戴式可穿戴计算机的公司必须做些什么才能使他们的设备成为主流?
他们需要提供一种界面,使其工作方式与人们自然移动和交互的方式相同。 使用侧屏,就像您在谷歌眼镜中看到的那样,基本上是承认他们不知道如何提供真正的增强终结者般的视图——佩戴头戴设备的人可以在看到注释对象或流式数据的同时,还能看穿物理世界。 这是每个人都希望尽快达到的目标。
就其设计方式而言,谷歌眼镜完全不适合游戏或看电影。 但是,如果您可以将高质量的图像或游戏或视频投影到您的正常视野中,并使其立即响应您头部位置的变化,那么远程呈现就会变得非常惊人,因为对于您的大脑来说,您实际上就在那个空间中。
工程师在实现这种终结者般的视图方面有多接近?
市面上有一些设备对于 30 度或 40 度视场来说还可以,但是当您想到消费者会感兴趣时,他们会想要大约 60 度、70 度或更高的[在]视场中。 您不希望这东西成为您视野中心的一个小盒子。 它可能会很快变得非常烦人。
增强现实技术何时会融入人体本身?
我们的一所大学实验室实际上对植入式神经接口芯片——[与大脑交互]——做了一些工作,该芯片由无线供电。 它可以皮下[在皮肤下]放置,并且永远不必取出,因为电力来自位于人体皮肤外部的小型感应线圈。 这些东西相隔几分之一英寸,您可以为设计为极低功耗的设备供电。 但这只是在边缘试探。
除了弄清楚可穿戴计算所需的显示技术之外,还存在哪些其他挑战?
还存在其他问题,特别是如果您希望虚拟世界和现实世界一起移动。 这基本上是一个延迟问题。 您在计算机屏幕和电视屏幕上看到的图形是在深度流水线设计中运行的——[有一系列连续的图像流向屏幕]。 帧以每秒 30 或 60 帧的速度处理,以传递移动图像。 但是,当您的视角发生变化时(就像您佩戴[增强现实]头戴设备时一样),会发生什么情况? 现在您必须清空流水线中来自您先前视角的先前图像,并开始用来自您新视角的图像重新填充流水线。 当速度不够快时,您会得到一种称为“抖动”的效果。 您有时会在电影或电视中看到它,当摄像机快速移动时——屏幕上的图像似乎会通过一系列视觉跳跃来结巴,然后才落在正确的位置。
因此,您不仅需要拥有新的显示器,还需要发明一种没有这种延迟问题的新图形架构。 例如,如果我看着一个人,我正在收集有关我所看到内容的数据。 当我转过头去看其他人或其他事物时,与第一个人相关的所有数据都消失了,我正在收集有关我看到的新图像的数据。 一种解决方案是在头戴设备检测到佩戴者的头部正在移动时立即关闭当前图像。 当达到新的视角时,显示器会返回。 问题是,我们移动头部的频率太高,用户将不得不学会忍受这种显示器。 否则,他们会立即感到恶心。
希望在本十年结束之前,我们将获得一种图形架构的解决方案,使其无抖动。 在某种意义上,我认为其余的电子设备几乎是微不足道的。 为这种头戴设备构建智能手机-眼镜计算系统实际上不会那么困难。 这完全在我们今天可以做到的范围内。
人们会争论谷歌的方法是否具有消费者潜力。 我认为这与我认为人们真正真正想要的东西相去甚远。
是否有可穿戴系统能够提供人们想要的东西?
我们最喜欢的系统之一是Looxcie,它是一个小型夹式摄像机。 持续记录您的生活的概念非常有趣。 这是一种记录您一天的方式。
但是,您真正想要的是良好的人脸识别,因此当您去参加鸡尾酒会或走进酒吧时,您耳朵里的小东西会说:“嘿,那是鲍勃·琼斯,您的高中好友。” 您可以径直走到那个人面前说:“哦,鲍勃,嘿,你好吗?很高兴见到你。” 我保证您大约一周就能卖出一百万个。
这些便携式增强现实系统还有哪些其他用途?
您开始考虑将增强现实与生物传感器结合使用,这有点像Tricorder XPRIZE正在追求的目标。 尽管每个人在听到“三录仪”这个词时都会感到兴奋,但[星际迷航中出现的扫描仪设备,医生用它来立即诊断患者,该节目的角色]本可以配备仪器化的服装来收集他们所有的生命体征,就像智能手机[带有增强现实应用程序]一样。 他们不需要在某人身上挥舞魔杖来告诉他们哪里出了问题。 您的星际迷航连体衣应该实时将该信息[报告给您的手机]。