微軟HoloLens眼鏡硬件技術(shù)拆解 AR產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀解讀
其中,目前跟蹤定位技術(shù)的主流研究方向是SLAM(即時(shí)定位與地圖構(gòu)建,simultaneous localization and mapping),根據(jù)攝像頭、傳感器的信息,一邊計(jì)算自身位置,一邊構(gòu)建環(huán)境地圖,SLAM能夠隨時(shí)擴(kuò)展使用場景,并且可以保證局部的定位精度,在機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等都是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201607/293760.htmAR系統(tǒng)采用基于視覺的SLAM算法,通過兩幀或多幀圖像估計(jì)位姿變化,NVIDIA、Intel、微軟等公司都在該領(lǐng)域苦心經(jīng)營,目前底層算法還不完善,多傳感器融合、優(yōu)化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、提升魯棒性和重定位精度等方面都需要提升,而且頭戴式設(shè)備電池、處理器、傳感器等硬件性能比較低,改善算法的需求更加迫切。
拆解HoloLens扒出AR底牌
基本原理
Hololens基本原理使用的是上面提到的Stereoscopic(立體)近眼3D技術(shù),配備兩片光導(dǎo)透明全息透鏡(See-through holographic lenses,waveguides),虛擬內(nèi)容采用LCos(硅基液晶)投影技術(shù), 從前方的微型投影儀投射到光導(dǎo)透鏡后進(jìn)入人眼,同時(shí)也讓現(xiàn)實(shí)世界的光透進(jìn)來。
技術(shù)指標(biāo)
作為頭戴式設(shè)備,顯示環(huán)節(jié)至關(guān)重要, 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用場景對(duì)顯示的視野、分辨率、刷新率、延時(shí)、眩暈、定位跟蹤精度等都提出了較高要求。目前刷新率、延時(shí)兩塊已經(jīng)基本達(dá)標(biāo);視野、分辨率需要光學(xué)組件的制造工藝再提升50%,對(duì)應(yīng)屏幕發(fā)展歷史速度,我們認(rèn)為需要4-5年;而眩暈感和定位跟蹤精度在光學(xué)組件性能提升之外,還需要改進(jìn)光學(xué)原理以及底層算法。
組件性能
硬件的性能對(duì)體驗(yàn)效果至關(guān)重要,運(yùn)算指標(biāo)、存儲(chǔ)和電池是首要提升點(diǎn),我們認(rèn)為當(dāng)前運(yùn)算、顯示、存儲(chǔ)性能的提升較快,預(yù)期未來3-5年可以達(dá)到基礎(chǔ)規(guī)格要求。電池技術(shù)的突破一直是行業(yè)難點(diǎn),在尋求電池更好的解決方案同時(shí),需要改進(jìn)算法來降低電池模塊壓力。
成本分析
對(duì) Hololens 進(jìn)行拆解,其主要硬件是:全息處理模塊( Custom-built Microsoft Holographic Processing Unit)、2個(gè)光導(dǎo)透明全息透鏡(See-through holographic lenses,waveguides)、2個(gè)LCos微型投影(Micro display)、6個(gè)攝像頭(camera)等。
基于高盛以及各國開發(fā)者的預(yù)計(jì),將Hololens開發(fā)者版成本分為800美金、1000美金和1500美金三檔拆解,對(duì)比硬件性能和iphone、Xbox-One等相關(guān)組件成本,得到各塊相應(yīng)成本如下表所示。以1000美金為例,顯示環(huán)節(jié)占比最大,Lcos投影設(shè)備180美金和透明全息透鏡290美金,總占比47%,全息處理單元(CPU、GPU、HPU)成本約250美金,占比25%,6個(gè)攝像頭和傳感器成本100美金,占比10%,存儲(chǔ)設(shè)備150美金,占比15%,電池部分30美金,占比3%。
根據(jù)Digi-Capital的報(bào)告,量產(chǎn)消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品合理價(jià)格約為700美金,參考iphone250美金的成本,700美金的售價(jià),我們?nèi)?00美金作為消費(fèi)級(jí)AR產(chǎn)品的總成本。相比當(dāng)前估計(jì),成本需要下降60%-80%。當(dāng)前三種預(yù)估模式下,顯示部分成本占比分別為50%、47%和51.3%,可見未來消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品能否量產(chǎn),生產(chǎn)全息透鏡的工藝成為關(guān)鍵,顯示部分成本的下降決定了AR產(chǎn)品爆發(fā)的速度。
微軟2015年推出的Hololens已經(jīng)搭載了目前現(xiàn)有技術(shù)的最高水平,從體驗(yàn)來評(píng)價(jià)來看,體驗(yàn)者大多表示分辨率、識(shí)別準(zhǔn)確度、Holographic系統(tǒng)完成度等方面都達(dá)到既定預(yù)期,但也存在視場較窄、切換場景延遲、凝視功能需要轉(zhuǎn)動(dòng)頭部舒適度差、存在重啟現(xiàn)象、電池續(xù)航端等缺陷,與Demo仍存在差距,但市場普遍對(duì)AR眼鏡期待仍比較高。
評(píng)論