微软HoloLens 2 幕后的设计故事

卡尔·莱德贝特（Carl Ledbetter）兴奋到不能自已。这位负责Xbox游戏主机和HoloLens设计工作的总监的心情十分雀跃，他在《快公司》记者马克·威尔逊（Mark Wilson）的专访中分享了微软最新产品HoloLens 2的设计故事：

我原本以为莱德贝特是要向我展示早期的原型，灌输一定的思想，并且叙述设计过程的困难，然后再像著名导演兼编剧M·奈特·沙马兰一样巧妙地说明团队在产品开发中的创新方案。然而，他的兴奋之情就如同刚刚看到一部优秀电影，并且按耐不住想要与所有人分享所有的一切。

在连炮珠式的对话中，我们开始谈论有关HoloLens 2的事项：你是否注意到面罩的空白圆柱？这是用于散热的小烟囱。背面那不起眼的橡胶材质？这是一种难以采购的聚合物，并使得你在摘下设备时不会夹曳头发。贴合系统如何，亦即位于背后的一个小小旋钮？它要求工程团队在电路板切出一个圆圈，没有人会这样做。眼睛周围的边距呢？你有看到菱形设计的排列有多么完美吗？你可以试试高端音频商店中的扬声器，并听听两者之间是否有任何不同。你知道面罩实际是碳纤维吗？不，不，不，它感觉当然不像碳纤维，因为它涂有聚合物，所以触感更好，但它必须是碳纤维，因为它不会因为温度增高而造成翘曲或强度变弱，并造成头显的激光和反射镜光学系统产生皮米级的对齐不准问题（1皮米等于1米的一万亿分之一）。还有，还有，你有看到用于包裹透镜并用于保护目的的塑料外壳吗？我们将它称为“The Boat”……

我完全沉醉其间，因为我不确定我是否有看过软硬部分能够如此无缝地整合在一起的电子产品，更不用说用我的眼睛能够迅速适应十多种不同的材质融合。

当然，拆开来开每个单独的细节都毫无出奇之处，但整合起来的体验却令人叹为观止。HoloLens 2的重量为566克，比HoloLens 1轻一点，但穿戴舒适度要提升三倍以上。

如何实现？

1. 打造“本能交互”

初代Hololens于2016年面世。对微软来说，这是一个绝密项目。从某种意义上说，它是直到发布的那一刻才真正为世人所知。HoloLens是微软对叠加于现实世界的全息图，对混合现实的尝试。一方面，这十分神奇，我们从未见过这种设备。另一方面，它几乎在所有其他方面都令人尴尬。

UI令人困惑。你无法按预期的方式抓取或戳点全息图。相反，你必须笨拙地垂直举起手指并轻敲目标，仿佛你是一位小孩子，举起食指乱点乱戳，就如同《鲁滨逊漂流记》中的野人星期五一样。视场一直令人失望，全息图始终如一地裁剪成方正的框框，从而打破了幻想。Hololens 2增加了两倍的可视面积和更优秀的板载AI来解决所述缺点，你可以抓住全息图的各个边角并将其伸展开来，或者用手抓住将其整整抓住。

新模型的另一个亮点？真正亲民的入门用户体验。当我第一次穿戴设备时，伸出双手明显感觉有点愚蠢。这时，一只飞舞的蜂鸟闯入场景，而盘旋翱翔一番后它会停靠在我的身上。这只蜂鸟是Hololens 2用户会首先经历的事情，同时是你在混合现实中所感受到的神奇时刻之一。然而，当我与这只小鸟嬉戏的时候，系统正在悄无声息地进行校准以识别我的双手。

微软将这种方法称为“本能交互”或“本能设计”。他们希望将这一点融入Hololens体验的每个部分。这家公司的目标是令UX学习感觉自然，而非有意识的第三方指导说明，包含穿戴 新头显的方式（得益于反复迭代的工业设计，现在穿戴设备就像穿戴棒球帽一样简单）。

诚然，硬件本身依然是混合现实实现普及的最大障碍。初代Hololens是一体式计算机。十分惊人，但长时间穿戴后你会感到非常不适。头显向前倾斜并朝鼻梁靠拢，迫使你像是调整一副不合适的老花镜那样不断地捣鼓打理。

微软听取了早期采用者的反馈，并承认除了容纳更多的传感器，更多的计算能力，更大的电能，以及更大的显示屏之外，Hololens 2的设计同时要变得更加舒适。

莱德贝特笑着回忆道：“我当时就像是，‘等我看看这做对没有’。当时可是百虑攒心。”

2. 技术不应该是昙花一现的时尚新潮

莱德贝特与艾利克斯·基普曼（Alex Kipman；Kinect缔造者；同时称为HoloLens之父）一致认为，最终版本的HoloLens应该是一副十分轻便的眼镜样式，与亮视点（LensCrafters）的眼镜产品别无二致。然而，莱德贝特指出：“现实情况是，技术尚未成熟。”

基普曼同样没有否认伪装，所以Hololens 2没有采取竞争对手Magic Leap的做法，将重量卸载至套在腰间的小型计算机来解决所述问题。另外，他们没有像谷歌眼镜那样放弃全息图的承诺，转而设计一种更小，沉浸感更低的设备。开发团队采取了一种哲学方法，他们认为你必须接受它是一款工具，而不是一种附件。

基普曼指出：“（Hololens）不是要成为时尚新潮。技术不应该是时尚。时尚十分短暂，并且会过期。硬件应该是永恒。如果外星人在数千年后来到地球，然后在考古过程中找到这种装置，他们应该明白这是有意义的设备。 ”

所以对于Hololens 2，微软重新开始了人体工学的研究。他们对600位被试进行了3D扫描，涵盖不同的年龄，性别和人种，从而尝试计算出枕骨隆突（后脑勺的隆突骨头）和额头的阈值（这两个阈值因人而异）。所有这一切都为新设备的贴合系统提供了基础支持，因为Hololens不可能为不同尺寸的头型量身定制，就如同鞋子一样。

我看着这些摆在前方桌子的原型。裸露的机架和泡沫表明了设计团队所投入的心血。它们是如此原始，以至于无意间彰显出一种特别的美感。其中一款原型带有弹簧，镜腿包含复杂的棘轮调节组件。另一个则设计了含有巨大孔径和珊瑚泡沫的织带，而我对莱德贝特表示它看起就像是Yeezy版的Hololens（注：Yeezy是著名说唱歌手侃爷推出的个人时尚品牌）。

3. 平衡的艺术

由于Hololens 2的激光显示屏是在头显组件之后完成，所以团队必须发挥创造力，并用低保真度的对应参照进行测试。他们3D打印了长管并将其附接到一个测试模具，以模拟将一个微型窗口完美对齐你的眼睛。在另一种仿佛中，他们将用丙烯酸树脂模拟的透镜。在穿戴这种原型的时候，设备会夹曳我的头发，并且挤切我的皮肤。但在模拟真实设备的光学方面，它们顺利地完成了工作。

原型的另一个主要设计问题是重量。团队已经非常清楚地意识到Hololens 1的前端十分笨重。但通过研究世界各地的文化，尤其是经常用头来负载重物的国家与地区，团队意识到Hololens可能不需要减轻重量，他们只需更合理地维持平衡。

在广泛的原型制作过程中，他们权衡了各种配置的Hololens模型，从而探索不同设计带来的舒适性益损。团队中的人体因素专家在被试的脖子后面运行电极，以测试身体是如何作出反应。他们发现，如果Hololens在头部的前方和后方保持大约50/50的平衡，他们可以将支撑性颈部肌肉的激活减少三倍。

但从工业设计的角度来看，说比做容易。这需要团队将头显的单一计算机视觉系统分成两部分：一个在前面，一个在后面。要实现对接，你必须通过头带进行布线（跨度只有数英寸），你不能像设计手机时那样将所有组件焊接到单个电路板。对于UX而言，任何额外的布线都是一个严重的问题，因为正如基普曼所说，在混合现实中，设备需要同时读取并响应眼睛，头部和身体的运动，“光速太慢了”。

还有最后一个问题：你如何穿戴Hololens呢？你如何脱下它呢？团队最终选择了只需一次调整就可以像棒球帽一样穿上卸下的设计。这可以通过人体工学，可拉伸材料，枢转组件以及上述的调节组件进行组合。至于激光透镜本身，它们同样可以移开。

莱德贝特非常殷切地看着我穿戴设备。

“抬起前面就好。”他如是催促我，并模仿了将太阳眼镜架在头顶的姿势。所以我试着把头显往上推。它们看起来像固体塑料，而我感觉自己马上要损坏这款价值不菲的预生产激光显示器。但是，面罩像棒球帽一样向上翻转，而Hololens 2的其余部分依然能够牢牢地固定在我的头上。

“老兄，我不知道怎么说。”我突然之间非常关心自己的形象，“我没有太大把握。”

他回答说：“我理解。”

我略带嘲讽地说道：“我看上去够酷吗？你表达的就是这个意思吗？”

莱德贝特笑道：“不，根本不是。这存在争论。有人嘲笑它，而作为设计者，我们同样是，‘不，不，它们极客味道十足，而且有点呆蠢’。但我们发现，这是有用之物。功能第一，实用性第一。我们发现这种翻盖功能尽管一开始看似滑稽，但会逐渐习惯并变成本能行为。”

事实或许确实是这样。但令我感到惊讶的是，我不介意边穿戴这款头显边与他人聊天，不介意与穿戴这种设备的人聊天。我相信这是因为莱德贝特团队做出了一个最实用的决定，裁剪了本会遮挡外围视场的多余塑料。这给交谈带来了一种开放感和自然感，否则对话将会迷失在笨重包裹的头显之后。

当然，我在聊天过程中只佩戴大约20分钟。但与初代模型不同，它足够舒适，以至于你真的会忘记自己正在穿戴设备，或者至少说，它不会因为重量和贴合性而分散你的注意力。

另外，我穿戴HoloLens 2的样子并不酷炫，但老实说，即便是德雷克（奥布瑞·德雷克·格瑞汉；加拿大说唱歌手）戴起来也不会很酷。