首先需要《也許不止》一臺報廢的 HoloLens
大概五六年前，朋友借給我一臺首發版的 HoloLens，那種體驗至今念念不忘。
HoloLens
HoloLens 是微軟公司開發的一種 MR 頭顯。
眼鏡將會追蹤你的移動和視線，進而生成適當的虛擬對象，通過光線投射到你的眼中。
因為設備知道你的方位，你可以通過手勢，比如半空中抬起，放下手指點擊與虛擬 3D 對象交互。
我記得開啟 RoboRaid 後，沒等反應過來，奇形怪狀的外星機器人接連『穿破』我家墻壁，對我發起攻擊。
跟著遊戲聲音提示，我不斷改變攻擊方向，然後像滅霸一樣，『打個響指』。
HoloLens 遊戲體驗丨作者供圖
這些機器人『建模』並不精致，不過重在『真實感』。
我清楚記得遊戲結束後，我去摸了摸墻，檢查是不是真的炸開了洞。
即便是幾年前的遊戲體驗視頻，拿到今天翻看時，依然覺得毫不遜色。
比起當時的 Google Glass 等有一個用來顯示的『虛擬屏幕』，HoloLens 創造一種融合於真實環境的 3D 全息影像，而且雙目成像，比單目《Google Glass 2D 畫面》的融合程度更高。
根據真實環境，生成遊戲場景，『真實』到近大遠小，相互遮擋，人與場景產生交互。
不過國內一度炒到 7 萬的高價，徹底斬斷我的念頭。
兩年之後，我偶然在閑魚上看到 HoloLens 的『報廢機』，大概在 400 元左右。
靈機一動，便買了一臺回來，『搓搓手』準備對其修復。
算是運氣好，拆解下來發現核心部件《cpu，內存顆粒等主要的幾個芯片》並未損壞，內部破損位置主要是電路，可以通過飛線修復《將電路板上的兩個斷點直接用電線接通的一種方法》。
可惜鏡片碎了，但因為 HoloLens 光機鏡片是『模塊化設計』，我隻需要替換光機鏡片即可《是的，我又買了一臺鏡片完好的報廢 HoloLens，也差不多 400 元》。
屏幕，和『模塊化』的光學模組丨作者供圖
起初我以為鏡片裝上就了事，第一次裝上去畫面是虛的，拆下來，第二次裝上去雙眼畫面一邊高一邊低，拆下來……不斷校準調試的過程中，那副好的鏡片因為反復拆卸也出現了損傷，我差點放棄。
修復好的HoloLens，沒裝外殼丨作者供圖
好在開機的一瞬間，初玩 HoloLens 的感覺又回來了。
更為珍貴的是，我在修復的過程中，對於光波導鏡片的成像機制有了一定了解，為後來起了鋪墊。
既然叫眼鏡，光學元件是關鍵
智能眼鏡被普遍認為是『下一代計算平臺』，應該作為一款提升效率的工具，滿足翻譯、導航等日常需求《這也是很多廠商近來努力的方向》。
『日常』意味著不能太大、便攜，這也是我做智能眼鏡的初衷。
構成一款 AR 設備主要由兩部分構成，處理芯片和光機模組。
後者往往是區別不同 AR 眼鏡產品的關鍵。
市面上 AR 眼鏡的光機模組結構主要分三部分，直白一點，他們分別起到的作用是，畫面投射、放大、畫面反射。
畫面投射是指需要一個成像的屏幕本體。
放大是指放大畫面尺寸。
所謂畫面反射，就是利用不同的光學技術《例如 Google 的棱鏡、HoloLens 的光波導鏡片》，進行反射，折射或衍射，最終在視網膜上成像。
比如 Google Glass 通過投影到帶有切割反射面的小棱鏡上成像。
光波導在尺寸和視角上有很大的改進。
要想提高『光學效率』，光在傳輸的過程中減小損失，『全反射』是關鍵，即光在波導中通過來回反射前進《像隻遊蛇一樣》而並不會透射出來。
不同光學技術原理丨華創證券
第一次嘗試，用 HoloLens 拆卸下來的光波導鏡片進行制作。
另外符合前兩者的設備，大家想必也能猜出來，就是常見的投影機。
隨後我買了現成迷你投影機，處理終端采用的是樹莓派，做成第一臺樣機。
缺點是投影機體積大，費電，滿足不了作為移動設備的需求。
做出的第一版體積很大丨作者供圖
以我當時的個人能力，自制一臺足夠小的投影光機不大現實。
不過我的思路逐漸清晰——為了控制制作難度，我選取的『原材料』盡可能多覆蓋上述三個功能，HoloLens 的光波導鏡片，與傳統光學器件無異，僅起到『改變光線傳播方向』的作用。
於是我放棄用 HoloLens 鏡片來做一臺的想法，采用更加合適且能縮小體積的配件。
我找來一臺報廢的『愛普生 BT200』的光學組件《老規矩——拆！》，它的畫面反射結構和光學放大結構是做在一起的，拿來改裝隻需要更換內部的成像《說白了換個屏幕》。
BT200 用自由曲面的光學技術，規避了光波導采用的那種結構復雜的光機，相對容易改裝。
我把 BT200 的屏幕拆出，替換成 HDMI《可輸入信號成像》的 OLED 屏幕，連接樹莓派終端機做成了第一個『智能眼鏡』。
BT200 版的眼鏡，後來我在下面加了 3.5mm 的耳機接口丨作者供圖
第三次嘗試，我打算開發一個更好的版本，花了 4500 買了商用的陣列光波導模組。
接下來的日子，我嘗試用它看《動物世界》，打《動物森友會》…… 通過 HDMI，將遊戲畫面『投』到我的眼前，坐著玩，躺著玩，不再擔心 NS 砸到臉上。
用眼鏡看視頻，拋除拍攝因素，畫面質量不錯丨作者供圖
帶上自制的炫酷『眼鏡』，看流浪貓
總的來說，畫面質量讓我滿意。
然後我就想『單純屏幕』外，能不能實現更多？
我增加 USB 作為擴展口，兼容之後設計的模組。
基於樹莓派 Linux 系統，我寫了一些應用程序，對應應用程序外接不同模組。
現實問題很快出現了。
起初我並沒有設想好，將眼鏡最終做成什麼樣，當我想中途加減《功能》，改動就不容易。
功能多，意味著配件和關聯性多，眼鏡本身就沒多少空間可容納。
以至於最後我隻做了一個用於『識別探測《生命體》』的應用程序，結果當時采用的樹莓派隻有 USB2.0 接口導致配件供電不足，設備帶不動探測器的頭。
延伸眼鏡功能的想法幾乎失敗。
但我不想中斷這一過程。
既然做不了『超級賽亞人』，我準備將『識別探測』功能，單拎出來做成『瞄具』。
《因為這一功能在眼鏡上出現很多問題，無法進一步完善。
涉及到後續『瞄具』申請專利，不多講。》
改成瞄具丨作者供圖
簡單來說，『瞄具』基於熱成像結合圖像算法實現對環境增強，具備一定的夜視性能，熱成像功能比如穿透煙霧、對帶有特定熱源的物體進行探測《可用於快速搜索有生目標》。
我最開始用普通攝像頭，但是基於可見光的攝像頭在低光照環境下效果非常不理想，增加額外照明就背離便攜和低功耗的初衷。
後來嘗試熱成像，因為不依賴可見光成像，且具備一定的畫面抗幹擾能力，強光爆閃對熱成像完全『無效』。
做成瞄具的一個原因在於我也算半個軍事愛好者。
基本設計延續了之前眼鏡的理念，想為眼鏡版本暴露出的諸多問題尋找解決辦法。
其中最大的一個問題是功耗。
改進的眼鏡相比初代『HoloLens 版本』已經低了一大截，但樹莓派工藝一般，功耗控制並不算優秀，使用內置電池的話，2000 毫安預計能撐 30 多分鐘。
能想象『小玩意』掛一個 1-2 萬毫安的充電寶嗎？
其次是樹莓派帶來的高溫問題，會影響長時間佩戴的體驗。
外加這一次改進的《瞄具》版本，個人並不需要視頻等多媒體功能，降低功耗、發熱是首要目標。
所以替換了原以樹莓派為主的驅動方案，采用 STM32 的低功耗方案，還升級了配件性能，持續運行時間增加到了 7 小時左右。
疫情期間不常出門，無聊時我就用瞄具看看窗外，『探測』流浪貓。
順帶科普一下，長波熱成像是看不到氣體的，所以我看不到來往的行人是否放屁。
穿透煙霧實驗丨作者供圖
AR 不是某種『特定設備』，而是一種增強現實環境的技術。
HoloLens 的『環境掃描』是基於 SLAM《即使定位與地圖構建》，掃描環境，並把結果與現實重疊。
這臺機器目前還做不到。
但它開始履行我對於 AR 眼鏡最初的『幻想』——與環境交互。
做到這裡，算了算賬，我停下了
雖然我試圖為 AR 眼鏡尋找問題的解決方案，但迭代已經停滯了。
原因是制作成本遠遠超出一個 DIY 范疇，當時一片光波導鏡片價格要四千五，而我前前後後更換配件也花了上萬塊。
廠商開發 AR 眼鏡也暴露出一些很難解決的麻煩。
第一是待機時長。
將 AR 眼鏡是下一代計算平臺來看，待機時長遠達不到手機。
待機時長等於使用價值。
第二是屏幕亮度，目前隻有單色屏幕能在室外使用，彩色屏幕做不到。
OPPO Air Glass 發佈，有人會問，為什麼不是彩色的？答案就是這個。
紅色、藍色亮度做不上去，綠色在『三色』同亮度下，功耗是最低的。
而且彩色數據量多，占內存更大，耗電量多。
由於 OPPO 用的光學技術方案，鏡片顯示的內容會被別人看得一清二楚。
OPPO Air Glass 顯示效果丨圖片來自網絡
這讓我想起，雖然之前 Google Glass 也是彩色屏幕，但是利用低分辨率《640*480》，窄視角，小畫面的方案解決功耗和待機問題。
即便如此，連續使用時長也不超過四小時。
相比之下，HoloLens 雖然足夠震撼《畫面大小趕上電視了》，但是為了給大幅畫面提升亮度，要用功耗代償。
我個人認為 Google 當時有好好思考做一款 AR 眼鏡，是綜合了各種因素的產物。
某種程度上，讓我對這次 Google I/O 的概念機有了一絲期待。
那麼，『消費級AR』離我們還有多遠呢？也許要看廠商追求 HoloLens 般的『酷炫』，還是做一款『Google Glass』類的產品了。
作者：肖鑫傑
編輯：沈知涵
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