增強現實眼鏡簡單調研報告

一、增強現實眼鏡（Argumented Reality Glasses）的發展歷史

    增強世界博覽會（ArgumentedWorld Expo）上展出了增強現實眼鏡近50年的發展歷史，從1968年猶他大學科學家伊凡的第一代眼鏡“達摩克利斯之劍”問世開始，增強現實眼鏡的研發腳步從來沒有停止過。

    經過無數科技人不斷的努力，增強現實眼鏡已經更新迭代出了第一代的頭盔式單螢幕顯示器，第二代頭箍式擺動顯示器，第三代眼鏡式單晶顯示屏，知道如今的第四代各種3D增強的眼鏡式產品，已經可謂是百家爭鳴，百花齊放。

二、主流增強現實眼鏡的實現技術手段

1、透明顯示屏

愛普生MoverioBT-200智慧眼鏡

以Google Glass為主的大部分智慧眼鏡產品主要採取了透明顯示屏技術，與Google Glass眼鏡不同的是，愛普生Moverio BT-200儘管同樣採用透明顯示屏技術，但是區別在於它在兩個鏡片上都嵌入了一塊透明顯示屏，所以能夠在眼前形成一幅3D立體視覺效果。

2、虛擬視網膜顯示（Virtual Retinal Display）技術

    視網膜顯示器能夠通過低強度鐳射或者發光二極體直接將影像投射到使用者的視網膜上，具有不遮擋視野的特點。這一概念是在20多年前提出的，但直到近些年來技術進步才讓各種不同的視網膜顯示變得可行。比如邊發射發光二極體，其比面發射發光二極體的光輸出功率大，但比鐳射的功率要求低，將其應用於視網膜顯示器，可提供一個亮度更高而成本更低的選擇。與傳統顯示器相比，視網膜顯示器的亮度-功率比更高，能耗也會相應地大幅降低。

   VRD有點類似傳統的CRT電視的成像原理，電子槍將光線投射在玻璃螢幕上。在應用VRD的眼鏡中，沒有這層玻璃將光線吸收並轉發到真實的世界，它們的VRD影象會直接投射到使用者眼中的視網膜上。

    以這種成像方式，VRD技術會比傳統的顯示器更讓AR有感覺。因為傳統的顯示技術中，影象被分層堆積在現實世界，巨大的文字或提示資訊會浮於實景之上。而VRD裝置所產生的畫面，會成為你真實視野的一部分，你會完全融入現實，而不會只覺得你的視野被某些資訊所覆蓋。這在實際應用中，可以解決許多現實問題。例如當你遙控機器人時，你希望獲得機器人“全屏”的第一人稱視野，而不是以一個視訊匡的形式，顯示在你視野的右上角。單眼的谷歌眼鏡，更不可能讓你有這種身臨其境的感覺。

    現在正在使用VRD技術的眼鏡主要是Avegant公司的Glyph。

3、半透明分光式LCD投影

投影模組

像其他眼鏡式裝置一樣它也是投影式成像，造型極其緊湊的投影儀藏在鏡框內，左右各有一個。由LED光源將半透式LCD上的影像投射到分光鏡片上成像，從而提供了立體視覺。投影儀的TFT LCD解析度為960×540畫素。

MetaGlass投影模組

鏡片

採用半透明分光鏡鏡片，這樣就讓你看到的現實場景上，又疊加了一層投影機傳來的影像。

MetaGlass攝像頭

4、ToF攝像頭

它由一對高清攝像頭和一個紅外探測器組成，可以實現深度探測。所謂ToF是Time of Flight的縮寫，也就是光的飛行時間，通過測量光脈衝之間的傳輸延遲時間，就能得到物體的深度資訊。

這個模組擔負的責任很大，包括手勢識別、QR碼（二維碼的一種）跟蹤、特徵跟蹤、慣性測量單元等，算得上這個眼鏡的核心輸入元件。

最後給出官方提供的一些引數：

雙960×540畫素透過式TFT LCD顯示， 23°視野720p RGB 攝像頭320×240 畫素紅外深度探測攝像頭三軸加速度感測器、三軸陀螺儀、三軸羅盤

5、單色玻璃投影

   Glass Up最核心的特點在於它的右側鏡架上提供一個微型投影儀，可以在右側鏡面表面投射單色影象，讓你來閱讀資訊、文字或者瀏覽圖片。儘管不能像谷歌眼鏡那樣實時抓拍或錄影，但是相比於售價和外觀，已經足夠令人心動。

三、一些構想——全新的互動

1、眼鏡幾個思路

1）基本條件：不累眼睛，外觀漂亮，互動自然，開發流暢；

2）場景獲取：需要對外界場景有感知能力，甚至是重建能力；

3）顯示方式：我認為以螢幕顯示的方式，才能達到想要達到的理想效果，但目前似乎還有更好的技術在研究中，例如Magic Leap這種祕密專案；

4）需要以驚豔的方式讓人用，隨後獨立開發和商業應用再跟上；

5）創造新的顯示方式、互動方式，創造全新的體驗。

2、新的互動系統設想

1）基本可呼叫的介面：兩眼顯示、兩個攝像頭影像、手勢獲取、手勢深度、三軸加速度計、陀螺儀、GPS、網路、藍芽等外接裝置介面

2）基本互動邏輯：

l   兩組座標基底：相對於真實世界（可固定螢幕、固定物件等顯示效果）、相對於眼鏡（可跟隨頭部位置顯示）；

l   有效指尖標亮：當前識別到的手指之間標記出來，方便使用者感知與調整；

l   可觸控：相對真實的距離中，手指碰到的物件有一定響應（如觸碰物相對高亮、或者指尖相對高亮）；

l   可旋轉：空間由平面擴充套件到真實世界，物件可以被任意旋轉和縮放

l   規整：按座標規整視野內視窗或物件

3）一些具體的互動功能

l   雙手五指向前推，從後向前推出所有應用圖示，以及所有開啟的應用，排布在視野周圍

l   雙手五指向兩側撥開，放大視野、圖片等

l   手臂向下揮動，退出當前應用

l   單手五指，拖移最小可移動物件、以及選中文字、旋轉物件等，包括列表、介面的拖移，縮放觸碰的圖片等

l   兩指從捏緊到開啟，實現開啟檔案功能

l   三指滾動頁面

l   單指長觸或兩指觸碰實現輔助點按（右鍵）

l   左手兩指開啟，配合右手多選

l   單手五指先選中，另一隻手從這隻手上移開，實現複製功能

l   螢幕鎖定功能：當用戶需要暫時固定所有內容，防止誤操作的時候使用；

l   遠距提示或者收藏到後臺：當用戶離開固定螢幕一定距離時生效；

歡迎補充 

謝謝