揭秘小米「智能眼镜」

靖宇 / 2021-09-21 18:34:30

揭秘小米「智能眼镜」
原创 靖宇 极客公园 今天
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在 AR 眼镜出现之前,能显示单色信息的智能眼镜会是一个成功的「过渡」产品吗?
采写 | 靖宇
据说今年苹果秋季发布会上最令人失望的不是 iPhone 13 系列升级程度太小,而是没有 One More Thing。还有不少人期待,在最后这个传统环节上,库克会不会拿出个超级新品,让人们惊喜一下,例如传说中的苹果 VR/AR 头显。
人们之所有这样的期望,其中一个重要原因是因为,小米赶在苹果发布会前一天,发布了一款小米智能眼镜,还拍了一段概念视频,一下子吊起了人们的好奇心。
虽然海报上明明白白写的是「概念新品」和「探索版」,结合此前字节收购 Pico VR 和当下火热的元宇宙,人们不禁猜想,传说中的 AR 确实「未来已来」了吗?

智能眼镜技术成熟了?
根据发布的信息,小米这款探索版智能眼镜重 51 克,重量和体积上已经非常趋近普通眼镜。右侧镜片通过 Micro Led 光机配合光波导镜片,能够实现信息、地图等简单信息的显示;同时,配有蓝牙和触控,支持进行语音和手部操作实现翻译、拍照等功能。
而小米之所以能够曝光这样一款轻薄的智能眼镜,主要还是因为相关的光学和显示技术已经趋近成熟。
最近,深圳举行的光博会上,舜宇光学透露,小米智能眼镜采用的是舜宇光学的光机方案,镜片用的是英国厂商 WaveOptics 的镜片。
智能眼镜或者 AR 眼镜类产品,最大的技术难点在于光学(光机)和显示(镜片)。
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光机+光波导镜片|WaveOptics
AR 眼镜的显示系统可以简单理解为一套投影系统,光机就是投影仪,而镜片就是幕布。要想智能眼镜足够轻薄,则光机和镜片两个部分不仅要小巧、耗电低,且显示要有足够亮度;如果是室外场景,则对镜片的透光度要求较高。
在光机方面,此前业内知名产品如 Magic Leap 使用的是 LCoS(Liquid Crystal on Silicon 硅基液晶)方案,微软 HoloLens 2 使用的是 LBS(激光束扫描 Laser Beam Scanning)。业内人士 A 君告诉极客公园(ID:geekpark),HoloLens 的 LBS 方案由于激光往往需要扩束,光机体积下不来,颜色和均匀性也并不优秀。
而最近几年 MicroLED 技术的逐渐发展,不仅让人们看到下一代显示屏的新材料,也让智能眼镜行业看到了一个真正让 C 端产品爆发的机会。相比上述方案,MicroLED 最大优势是自发光、色域广、亮度高,同时光机足够小巧。缺点是如想实现全彩,成本太高且无法保证良率,所以小米智能眼镜采用的舜宇光学光机即是单色绿光。
小米智能眼镜采用的舜宇光学的光机方案,目前能做到 640*480 分辨率、29 度视场角、亮度峰值达到 200 万尼特——这只是 MicroLED 屏幕的亮度参数,经过衍射波导后真正到人眼的光能大约小于参数的 0.3%。
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WaveOptics 的衍射光栅传播说明|WaveOptics
在显示方面,光波导(optical waveguide),尤其是衍射光波导是公认目前最适合 AR 眼镜的显示方案。衍射光波导简单来说就是让光机发出的光信号,通过衍射光栅在镜片中以全反射传播,并最后再通过光栅被导入人眼。
在衍射光波导中,又以表面浮雕光栅(SRG)为主流,因为量产工艺相对成熟,微软 HoloLens 等产品采用的就是表面浮雕光栅。
表面浮雕光栅类的衍射光波导实现路径之一,是通过光刻和刻蚀加工出带有光栅的母版,然后在光学平面上铺上压印胶,然后利用纳米压印技术把母版在平面上将光栅「压出来」。
WaveOptics 采用的是二元光栅方案,此前公布的 Katana 方案即为单层,28 度视场角,不出意外这个应该就是小米智能眼镜选用的方案。
相较于 Magic Leap 和 微软 HoloLens 的三层光波导,WaveOptics 的 Katana 型号产品的优势在于容易加工,重量较轻,缺点是均匀性较差,绿色效率低,FOV 也相对较小。
单色 MicroLED+单色表面浮雕光栅衍射光波导显示方案的相对成熟,让各大公司看到了让智能眼镜贴近普通眼镜的机会。
业内人士透露,目前国内不少巨头都在尝试这个方案,「下半年行业会非常热闹」。
图片小米智能眼镜显示的绿色的简单信息|小米

小米:我做的不是 AR 眼镜
单色、单光机(单目)、低分辨率、功能减少,这款小米智能眼镜看起来和《失控玩家》中出现的 AR 眼镜相比,确实低配了不少。
但也许这正是小米的聪明之处,如果仔细看小米的宣传文案和视频,会发现里面没有提到一句 AR 或者增强现实。
据业内人士透露,小米智能眼镜项目其实是小米手机团队在做,内部从来不叫这款产品 AR 眼镜,而是「信息提示器」——这个词很好的定义了目前轻薄型智能眼镜的定位。
Magic Leap 和微软 HoloLens 两代产品的试水,揭示了一个行业真理,以目前的技术成熟度,要想做到类似《失控玩家》中眼镜的效果,设备成本过高;要想保持正常眼镜形态,目前能做到最好的解决方案就是「信息提示器」,即只用单色显示简单的文字或者地图信息,主要计算单元依然是手机或者其他主流数码设备。
图片WaveOptics 的 Katana 方案优势在于能做的比较轻薄小巧|小米
WaveOptics 等光学厂商其实之前也有多色、高清的方案,但显然单色、低分辨率方案在某种程度上更适合目前的市场需求。在 AR 设备这样一个尚未被验证的市场中,功能、效果、尺寸、功耗和成本的平衡,可能比单纯追求理想中的效果更重要。
当光学和显示技术及模组基本清晰之后,硬件就算基本上确定了。这个时候,产品能用怎样的外观,实现什么样的功能,UI/UX 应该是怎样的,聊到这些话题,各大公司的产品经理们就都不困了。
两个月前,Snap 公司以 5 亿美元价格将 WaveOptics 收入麾下,公司 CEO Evan Spiegel 预测 AR 眼镜至少需要 10 年时间才能成为主流。不过,在那之前,「信息提示器」类型的智能眼镜,或许会以「功能机」的身份,为未来替代手机的 AR 眼镜,起到「过渡」的作用。
*图片来源:小米、WaveOptics
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