浅谈AR智能眼镜的致命弱点

使用智能眼镜增强现实的想法并不新鲜。1997年，哥伦比亚大学的一个研究小组开发了第一个原型机。

哥伦比亚大学的AR系统是为城市探索而设计的。用户必须背着背包，头戴显示器，同时手持显示器和手写笔。在这个原型系统的基础上，智能眼镜逐渐演变成我们今天看到的熟悉的紧凑型眼镜。

使用哥伦比亚大学的增强现实系统，用户需要佩戴一个背包、一个头戴显示器、一个手持显示器和它的手写笔

尽管AR智能眼镜已经上市多年，但在一些消费者和设计层面的问题上，它们的应用一直缓慢。其中一些主要障碍包括挑战用户与设备的交互、有限的计算能力和短的电池寿命。然而，最大的挑战之一是微小的形状因素。

尽管面临这些挑战，Facebook等科技巨头似乎决心让智能眼镜像智能手表等其他可穿戴设备一样普及。事实上，Facebook最近发布了“雷朋故事”（Ray-Ban Stories），让佩戴者可以免提拍摄视角照片和视频。

尺寸是智能眼镜制造商面临的最大挑战之一，工程师必须找到新的方法来缩小系统的物理尺寸，以便全天使用。

AR智能眼镜需要一长串组件

大多数开发者认为智能眼镜的未来与增强现实界面交织在一起。然而，“增强现实”集成意味着大量的组件—这似乎阻碍了小型智能玻璃的设计。

首先，为了将计算机生成的信息叠加到现实世界的物理对象上，商业智能眼镜（如谷歌Glass）在佩戴者的视线内放置了一个透明的显示器。至少需要一个相机捕捉视频和图像。还有一些智能眼镜，包括深度摄像头或红外视觉，相对来说体积更大，重量也更重。

随着现代可穿戴设备的需求，智能眼镜通常需要一长串的硬件组件（如谷歌Glass技术规格列表所示），这是设计师在处理小型PCB时面临的一个挑战

麦克风也被嵌入到智能眼镜中，用于接收语音指令和打电话。典型的智能眼镜配备了多个其他传感器，如加速度计、陀螺仪和磁力计。这些传感器允许用户监测自己的运动，无论是静止、行走还是跑步。加速度计和陀螺仪稳定摄像机捕捉到的图像。

智能眼镜通常也使用GPS来确定佩戴者的当前位置，并支持基于地理位置的应用程序，如驾驶方向。

还需要一个具有足够计算能力的处理器来处理从不同传感器收集的信息，并产生所需的输出。该系统的另一个关键部分是电池，它应该能够为系统提供足够长的时间的电力。

形状因素要求的结果

虽然今天的微型化电子元件已经使非常紧凑的智能眼镜成为可能，但仍然有一些主要的限制：只能使用非常小的显示器，嵌入式处理器相对较弱，电池寿命很短。

此外，这些设备没有触摸屏，这是用户对移动设备和可穿戴设备的期望。相反，智能眼镜采用了几种不同的交互方式，如语音指令、头部运动和手势检测。然而，有了这些有限的交互方法，使用智能眼镜完成复杂的任务可能会很困难。即使是简单的任务，比如输入密码，也可能需要一个不方便的过程。

例如，一组研究人员提出了一个多步骤的输入防泄露密码的过程：在触控板上做一个简单的手势，稍微转动头部，然后根据智能眼镜近眼显示的隐藏信息说出数字。

考虑到这些局限性，AR智能眼镜能否在智能手机或智能手表领域得到应用还是个未知数。然而，专业智能眼镜—包括工业眼镜、智能头盔和运动教练眼镜—在某些应用中有采用的潜力。

雷朋的故事

Facebook的“雷朋故事”（Ray-Ban Stories）就是最近专业智能眼镜的一个例子。目前版本的“雷朋故事”不包括显示功能，实际上也不是为增强现实应用而设计的。

这些智能眼镜的设计目的只有几个：

拍摄照片和视频

使用配套的应用程序在Facebook的服务中分享照片和视频

听音乐

通过嵌入镜框手臂的近耳扬声器接听电话

将支持的特性数量保持在较低的水平可以实现紧凑的形式。添加摄像头和其他所需的电子元件，与相应的经典框架相比，只略微增加了新眼镜的尺寸。

即使没有AR，外形因素也是一个挑战。

在评论他们的智能眼镜的外形因素的设计挑战时，Facebook的新闻稿写道：

”我们必须重新设计组件，使所有的东西——两个摄像头、一组微型扬声器、一个三个麦克风的音频阵列、一个优化的Snapdragon处理器、一个电容触摸板、一个电池，以及更多的适合于尽可能小的空间和尽可能轻的框架。”

“Ray-Ban Stories“的框架右臂上有一个按钮，允许用户拍摄30秒的视频或照片。照片和视频也可以通过语音指令免提捕捉。当佩戴者在拍照或录像时，一个硬连接的LED灯就会亮起来，让其他人知道。将拍摄的照片和视频上传到手机后进行后期处理，以提高“雷朋故事”的双500万摄像头的性能。

Ray-Ban Stories使用三麦克风音频阵列、波束形成技术和噪声抵消算法来提高通话和视频的语音质量。Facebook称，这种通话体验就像你期待的专用耳机一样。这款可穿戴设备配有一个特别设计的外壳，它还可以充当便携式充电器。充满电后，佩戴者可以再连续使用三天。