激光光束掃描！普通大小的AR眼鏡North Focals看似高大上 但前途未卜

　　2018年10月27日，North(原Thalmic Labs)于日前發(fā)布了基于激光光束掃描的AR眼鏡Focals，并引起了媒體與社區(qū)的關(guān)注。AR硬件/軟件企業(yè)Rave的首席科學(xué)家Karl Guttag日前對這款設(shè)備進(jìn)行了評價(jià)分析，以下是映維網(wǎng)的具體整理：

　　一款分辨率低(約300×300像素)，視場小(約15度)，需要定制，并且標(biāo)價(jià)999美元的AR眼鏡，這本不值得宣揚(yáng)。但由于亞馬遜和英特爾都投資了North/Thalmic，這吸引了媒體的普遍關(guān)注。

　　Focals采用激光光束掃描(LBS)來生成低分辨率圖像(The Verge表示分辨率大約為300×300像素，或類似于蘋果手表的分辨率)，設(shè)備包含全息膜，可以將光線重定向回眼睛。Focals背后的基本“物理”是英特爾已經(jīng)取消的Vaunt AR眼鏡大致相同。

　　1. “點(diǎn)睛之筆”的激光光束掃描 (LBS) 及其影響

　　LBS是顯示器的“點(diǎn)睛之筆”，它看起來十分高大尚，但前提是你不知曉使用它的后果。“激光光束無限焦點(diǎn)”的“超能力”帶來了各種難以解決的問題。 在AR眼鏡中應(yīng)用它們的相關(guān)問題包括：

　　光學(xué)元件將鐳射光引導(dǎo)至眼睛及其對視圖造成的問題。

　　低分辨率和低幀率機(jī)電掃描。

　　非常小的眼盒/瞳孔(圖像消失，除非與眼睛完美對齊)。

　　將三個(gè)(或更多)激光器組合成一個(gè)高度同軸且緊湊的光束非常復(fù)雜。

　　激光器 vs LED的成本問題。

　　需要以高度可變的速度控制光束的亮度。

　　由于眼睛的“漂浮物”而在視網(wǎng)膜上投射陰影。

　　2. 全息膜

　　選擇全息膜的原因是，如果他們采用簡單的鏡面反射，由于入射角等于反射角，光線將無法進(jìn)入眼睛(見上圖)。因此他們將全息膜作為傾斜鏡面，以一定的角度來重定向光線。

　　Thalmic/North擁有多項(xiàng)將全息膜嵌入模塑玻璃中的專利。但嵌入薄膜存在其問題，包括彎曲程度。North僅支持有限范圍的屈光度(焦點(diǎn))校正，無散光或雙焦點(diǎn)支持。

　　薄膜將對通過它的視圖產(chǎn)生負(fù)面影響，并且可能會出現(xiàn)像衍射波導(dǎo)一樣的問題，如英特爾和Magic Leap所使用的衍射波導(dǎo)。正如The Verge所描述的那樣，“用作顯示的光聚合物材料在大多數(shù)情況下都并不明顯，但當(dāng)它捕捉光線時(shí)，情況像是你需要擦拭眼鏡。”

　　3. 小眼盒

　　與英特爾的Vaunt眼鏡一樣，North同樣遭遇的小眼盒問題的影響。The Verge在描述Vaunt和North Focals的文章中都指出，設(shè)備需要進(jìn)行定制，并且需要直接注視圖像才能實(shí)現(xiàn)影像知覺。

　　根本問題在于，由于激光掃描直接作用于視網(wǎng)膜，所以激光光束必須進(jìn)行瞄準(zhǔn)并直接穿過眼睛的瞳孔。如果激光光束瞄準(zhǔn)器關(guān)閉或者眼睛稍微移動了一下，則激光光束無法穿過瞳孔，這樣用戶就根本看不到圖像。

　　Thalmic/North和英特爾的多個(gè)專利申請都有討論這個(gè)問題。下圖說明了他們的專利/發(fā)明所希望改善的問題。兩家公司都試圖復(fù)制激光光束，這樣當(dāng)眼睛相對于光束移動時(shí)，激光仍然可以進(jìn)入瞳孔。由于Focals和Vaunt的眼盒都很小，所以這些技術(shù)都無法成功實(shí)現(xiàn)。

　　4. 視場小

　　就“市場營銷 vs 現(xiàn)實(shí)”而言，我們在North的一張“概念”圖片可以看到一個(gè)包含日期的巨大時(shí)鐘填充了視場。為說明全息膜的實(shí)際大小，我以上圖作為基礎(chǔ)，然后又摘取了The Verge文章的一張圖片，并將其進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)縮放以進(jìn)行疊加。接下來，圖像必須適配全息膜的圓圈內(nèi)部，如虛線方框的粗略表示。這是市場營銷概念所暗示的約60度視場與實(shí)際約15度視場之間的差異。

　　5. 總結(jié)

　　The Verge已經(jīng)對原文進(jìn)行了修正，因?yàn)槲恼聦⑦@家公司稱為“North Labs”，但由于公司實(shí)際名稱是“North”，而產(chǎn)品名稱則是“Focals”，所以名稱上的混淆不可避免。根據(jù)他們計(jì)劃銷售的產(chǎn)品：昂貴，需要定制，低分辨率和視場小，我認(rèn)為我們很快就不用再擔(dān)心名稱問題。

　　我不明白的是，不理解所涉及的基本物理的情況下，為什么像亞馬遜和英特爾這樣的大公司會投資這種概念。如果先進(jìn)行相信的盡職調(diào)查，冤枉錢就能少花一點(diǎn)。好吧，至少他們對Focals的投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于Magic Leap。當(dāng)然，我希望看到企業(yè)機(jī)構(gòu)向初創(chuàng)公司投資，令他們有機(jī)會將優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品帶給市場。