智能眼镜也可以这样玩 透析微软Hololens设计

　　微软再次演示了被粉丝们称为黑科技的Hololens。这一次微软展示了更多硬件和应用的细节，看起来，Hololens已经接近一个完整的产品了。Hololens到底什么东西？它看起来像是一个头戴式显示设备，和市场上已经出现的索尼头戴显示产品差不多？不是，它还能互动；它看起来能显示虚拟的3D内容，与 Oculus Rift虚拟显示器差不多？也不是，它还能看见周围环境；它是个Google Glass的升级版，能用语音手势互动并且显示内容？恩，有些接近了，但远比这个强大。

　　

　　微软Hololens是首个完全独立的，穿透式显示全息影像计算机。它可以在真实生活的世界里显示高分辨率全息影像，与物理地点、空间和物体无缝结合。看起来很难理解的样子，其实任何一个全新品类的科技产品对不熟悉的人来说都会带来不少没接触过的新概念，肯定需要消化一下。Hololens首先是一个独立的计算机，它不像现有的那些头戴设备需要连接PC或者至少一个手机才能工作，而是完全独立的（fully untethered），不需要连线，也不需要借助手机或其他主机。在这个层面上可以把它理解成一部类似笔记本电脑的移动设备，安装好本地应用就可以开机使用。

　　其次，Hololens是一部穿透式全息显示计算机（此处如果翻译有误欢迎指正），可以把全息影像与真实世界结合起来。在科幻电影里我们看过不少全息影像的应用，现在微软真的把它带到实际应用层面了。这与Oculus眼镜只能让用户看见计算机输出的纯虚拟现实内容完全不同，Hololens能够把虚拟内容投射到真实世界上，让用户与周围环境可以进行互动。以Google Glass为代表的眼镜产品可以用小屏幕显示一些内容，但那只是一个简化版的手机显示器，不能实现可覆盖大面积视野的显示，也不能让内容与真实世界结合起来。

　　

　　Hololens完全打破了这个区隔，让我们身边的物理世界本身就是显示的空间。在输入信息方面，微软已经在Xbox上应用了成熟的空间检测和手势识别能力，而最新的 Windows 10上搭载的Cotana语音识别实用性也极高，用户可以很容易地把输入信息的方式从手指扩展到身体和语音。如果Hololens这样的全息虚拟现实设备发展成熟，以前的计算终端设备都将被替代。作为PC时代的开创者之一，微软在移动互联网时代看似慢了一拍，但拿出了Hololens这样的产品弯道超车，不但能革掉PC的命，捎带手移动设备也可以消灭了。微软对Hololens的技术细节一直保密，直到Build大会之前才更新了一下网站，提供了一些稍微详细的图片和信息。我们从处理能力、输出能力和输入能力来试着分析一下。

　　Hololens采用了什么处理芯片微软没有透露信息，但是它能运行Windows 10，至少在应用程序和系统层面不会脱离X86或ARM架构。官网有一句话值得关注：Hololens拥有比主流笔记本电脑更强大的处理能力，而且不需要风扇。如果这指的是类似PC的通用处理器那几乎不可能，毕竟微软还是一个软件为主的企业，有黑科技也很难颠覆硬件制造。

　　

　　Hololens的主电路板，展示出来的这一面大型芯片并不多，在硬件页面上微软表示Hololens定制了一颗全息处理芯片HPU（Holographic Processing Unit）用于处理眼镜上各种传感器带来的信息，并将输出信息映射到周围的物理世界里。在图像处理领域，定制一颗专用的并行处理芯片，并且在某些性能指标上超越通用处理器，而且保持低功耗，还是可以实现的。

　　

　　Hololens的全息影像将会投影在这两个镜片上

　　在显示设备方面，我们可以从拆解图上看到类似飞机驾驶员HUD抬头显示的两个镜片。微软也说明“穿透式全息高分辨率显示使用了先进的光学投射系统，可以在极低延迟下显示多维度的全彩色影像，把全息影像与真实世界结合起来”。显然这是一个微型的投影式显示系统。微型投影显示技术已经比较成熟，实现比较高的分辨率并不太难。从演示视频上看，全息影像的边缘几乎看不到锯齿，这至少要1024x768的分辨率才能让人满意，甚至可能使用了全高清（1920x1080）的分辨率，才能在现在这个时代被称为”高分辨率“吧。

　　

　　Hololens外露的扬声器贴近使用者的耳朵，但不需要像耳机一样塞进耳孔

　　声音输出看似不太难，在耳朵旁边放两个小扬声器就行了。但是在演示视频里技术人员还特意强调，需要根据用户的位置、头部的朝向等处理声音的空间感。毕竟如果你在墙上放了一个虚拟显示器，转身之后显示器里电影的声音还在眼前，真实感就被严重破坏了。游戏等需要声音定位的应用在用户头部和身体都会移动的状态下，也会需要更复杂的处理。

　　

　　Hololens这么多摄像头和传感器产生的信息如何有效处理一定是个挑战

　　作为需要与用户姿势、声音还有环境实时互动的设备，Hololens的输入设备一定很复杂。从图片上看，摄像头至少就有5个，更别提不容易直接看到的各种陀螺仪、麦克风了。在Xbox上已经成功应用的Kinect使用红外摄像头和红外光源来识别物体远近，推测Hololens应该也使用了类似的技术，这对于与周围环境互动的功能来说实在是太重要了。当然，更重要的黑科技还是硬件背后的算法。要实现环境、物体、手势、姿态、声音等输入信息的识别，处理相关信息然后用声音和3维影像反馈，而且还是在一个小体积、依靠电池驱动的设备上实时完成，恐怕只有微软这样有深厚研究积淀的公司才能在现阶段拿出实用的产品来。

　　但是，这些功能在现有的终端产品上已经做得不错了，Hololens的用武之地不在于此。

　　

　　Hololens最早演示的用全息影像辅助摩托车设计

　　在目前的应用中，我们看到微软更强调Hololens在工程和教育和商用领域的价值。包括建筑设计施工、医学影像甚至宇宙探索方面的应用。商业用户更愿意投入资源来开发和应用新技术产品，因为效率的提升可以带来直观的回报，而消费者们的要求则会苛刻得多——想当初，PC不也是从商用产品开始普及的么。

　　

　　虚拟的全息模型可以和真实的建筑模型叠加起来，让建筑师直接看到效果建筑设计师和工程师可以用Hololens直观地看到设计和工程环境的结合，相比计算机屏幕里面的影像甚至难以理解的图纸，能在全息模型上进行讨论和沟通想必能极大提升效率，特别是在向业主描述设计作品的时候，拿几张计算机渲染图展示，和拿出一个Hololens站在现场让业主眼看建筑拔地而起的效果，想想就会让设计师们激动吧。

　　另外，注意图片里模型上放了一个鼠标。在精细和复杂的操作时，手势和声音的效率还是比较低的，Hololens显然还能支持键盘和鼠标，这会让PC进一步失去竞争力。

　　

　　借助Hololens研究人员可以在任何地方协同探索宇宙空间

　　在教育领域，全息影像也会比屏幕里的3维影像有更好的效果，在Build大会的开幕演讲上微软就演示了一个人体模型的全息分解。最让宅男们激动的肯定还是Hololens与NASA合作在火星探索上的应用。除了让科学家足不出户就能逼真地探索外星，还能高效地实现协作和交流，这是以往计算终端设备都难以实现的应用场景。作为全新品类的科技产品，Hololens的潜力看起来非常大。作为一个革命性的连接物理世界和虚拟空间的产品，Hololens取代PC和智能手机现有的一部分功能不算什么，开拓新的应用领域，甚至在未来改造人类生活乃社会的形态都未必不可能。我们现在要做的还是尽量活得久一些，看看科技能带来什么奇迹。

　　到本文撰写时，只有少数几个美国媒体记者真正体验了Hololens的效果，根据他们的说法，好像Hololens确实值得赞叹。但是专业记者的评价有的时候与普通用户并不太相同，很多人在Google Glass刚刚出现的时候也赞叹不已呢。在Build大会上微软让更多记者体验了 Hololens，我们也可以关注一下他们的反馈。

　　

　　用Hololens以真实房间环境玩Minecraft想来会是很有意思的体验

　　从官方演示的视频效果看，微软并没有刻意把Hololens的全息影像渲染得与真实物理世界难以区分。这可能一方面是移动设备的处理能力有限，高精度的渲染不容易实现，另一方面也可能是考虑心理体验，真的打破了虚拟和现实世界的界限会产生什么后果，谁也不知道。所以希望带上Hololens玩一把难分真假的射击游戏目前好像还不可能。

　　

　　仔细观察建筑全息影像，可以看到背后透露出来的房间景物

　　另外，使用投影式显示系统的一个问题是无法完全遮蔽物理世界。仔细观察演示图片和视频，可以看到全息影像后面还是会隐隐透出环境场景的。估计这是Hololens最外面要有一个深色玻璃外壳的原因，需要压制环境光线以获得更好的全息影像显示效果。对全息图像与物理世界结合程度有担心的人倒是不必过虑。即使在三星Gear VR这样用手机实现虚拟场景的设备里，影像的定位也是稳定而准确的，并不会因为头部和身体的移动而飘忽不定。作为专用设备的Hololens在传感器和算法上面没有理由不下更大的功夫。作为全新品类的科技产品，价格与成本的关系不大，所以计算Hololens的元件成本来推测价格没有什么意义。参考一下功能弱得多的 Google Glass，再想想微软的品牌定位，以及产品黑科技满满领先市场的优势，我们推测Hololens上市的价格不会在1500美元以下。但考虑到微软正在招募开发者积极加入Hololens平台的应用开发，显然这也不是一个定位小众的高端产品，所以价格超过3000美元的可能性也不高。总之，想刚上市就买个玩玩体验一下的人要掏不少钱了。

　　至于上市时间，微软官方也没有任何表示。从它与Windows 10总是一起出现的历史来看，Hololens最早也得在今年夏天，和Windows 10一起发布。如果稍微延迟一些比如到今年底正式面向消费者发布也不会让人意外。考虑到目前看到的产品外观完成度已经非常高，硬件应该已经定型了，原则上它不会拖延太久，除非出现什么意外。

　　

　　在微软的Windows 10硬件家族合影里，特立独行的Hololens最终将站在哪个位置呢？

　　最后，Hololens真的能终结PC了么？未来很有机会，但不会是今年或明年。至少现在你去客户那里开会拿出一个笔记本电脑还是很正常的，但带上一个 Hololens你让别人怎么办？偷偷告诉你一个规律，所有厂商的第一代硬件产品都很难收获口碑和市场的双双成功，微软自己的Surface Pro也是做到了第三代才广受好评。如果Hololens真的要颠覆产业，未来两年的后续换代产品应该会有更刺激的变化。