ar眼镜论文

近期，美国杜克大学的一组科研人员发表了一篇关于新式彩色全息技术的论文。据悉，这项技术可用于AR眼镜、智能手机、平视显示器，不需要厚重的光学元件就能完成3D彩色成像。

据青亭网了解，杜克大学的科研人员在论文中称，他们能够将彩色影像编码进二维光波导结构（非常薄、用于引导光线）中的300x300微米的全息图。当光栅耦合器被红、绿和蓝灯光照亮的时候，电脑生成的全息图便会生成复杂的彩色全息影像。

该组科研人员之一的Daniel L. Marks称：“全息相片可直接印在AR眼镜的透镜上，这样不需要厚重的光学元件、分光镜或者棱镜，就能直接将影像投射进人的瞳孔中。这项技术还可以用来将3D影像从智能手机中，投射到墙壁上。”

这项新型制造工艺需要将全息相片编码进兼容集成光子技术的材料中，也就是说，若使用和电脑芯片一样的制造工艺，这种全息设备就很容易实现量产。使用上述技术制作的全息相片生成元件，可放置进支持芯片、具备可生成3D影像的光源的设备。

解决色彩单一问题

论文中提到的彩色全息成像技术基于计算机生成的全息相片，与传统全息成像不同，它不需要实际物体和激光，通过数字的方法就能生成干涉图案，生成全息影像。

计算机生成的全息相片可生成高分辨率3D影像，但为了解决色彩单一的难题，杜克大学的科研人员制造了一款光栅、一系列条纹、一个二元全息相片（内置于利用光阻剂这种光敏材料制成的光波导中）。他们研发出了一种办法，这种办法可将红、绿和蓝干涉图案集成到二元全息图案中。

论文的第一作者Huang Zhiqin说：“我们遇到的挑战之一是，如何混合颜色生成彩色影像，然后将它们精准分离，生成全彩色影像。而我们的方法可以让整个过程在一个平面上实现。”

它们遇到的另一个挑战是，如何在光波导结构中制作全息成像装置，因为传统的方式（制作彩色计算机生成全息相片）并未使用光波导。

效果足够好

经过检验，该组科研人员研发的全息成像方式可编码苹果、鲜花和鸟等彩色全息相片，其生成的全息影像与理论预测差距不大。尽管在Demo中，他们只使用了300x300微米的全息相片，但他们表示扩大规模也并不难，而且该技术还可以与现有技术（比如LCD屏幕制作工艺）相结合，生成动态图。

接下来，这组科研人员将继续优化这项技术，降低全息相片编码结构造成的光损失。他们还指出，将该结构与一款基于激光的集成设备相结合，会带来更多实用的应用场景。本文系青亭网翻译自：Duke

因为AR眼镜的工作原理是将虚拟环境和人类的现实环境相结合，这样就会使得人类的视觉感官有一种身临其境的感觉。因为一旦将虚拟环境高度真实话的话，将会使得人类无法分清虚拟和现实的感觉。所以才会使得大家对于AR眼镜有着一种非常高的期待。当然Ar眼镜也有不少反对的声音，因为大家觉得一旦AR眼镜大量占领人类的生活世界的话，将会使得出现一系列不好的事情。

其实AR眼镜的工作原理非常的简单，就是通过不同的视觉场以及在局部空间中营造出不同的画面深度感知，在用户大脑视觉系统中形成一个虚拟现实视场 ,这样的话就会使得用户群体的大脑系统里面形成一个虚拟环境。可以说这也是现在的科技进步所带来的结果，而且现在有很多的科技公司都推出了一系列的科技产品。

比如前不久苹果就推出了AR眼镜。当然苹果推出AR眼镜的时间远远不算太早，这主要是因为苹果总是希望把技术打磨得更成熟，然后才会向大众推出新的产品，一旦这样的话就会减少一些不必要的麻烦，因为这些新技术在刚开始的时候并不是多么稳定，如果出现问题的话，将会给苹果的名誉带来很大的损失，所以苹果为了避免这种事情，才会不首先退出AR眼镜系统。

所以我们相信现在随着科技的发展AR眼镜技术也会变得更加的成熟，这也会给我们的生活带来更大的便利，现在有很多的公司都已经在开始研发AR眼镜技术。

之前有说到AR行业近十年来的创业史，细数从2011年国内AR先驱蓝斯特到如今2020年风头正盛的Nreal、影创等，十年来，AR的发展似乎并没有我们想象中那么快。 而最近似乎AR界又多了几个新秀。不过这个暂时不在本次的讨论范畴。 在谈到任何一款电子设备产品的性能和配置时，芯片是会被首当其冲谈论的，而CPU则更加是重中之重。 尽管在普通人的眼里，AR仍然没有太大起色，但从CPU的角度来看，这些年的AR变化，值得一提。 那么，我们这次也捋了捋十年间AR设备所搭载的CPU变迁。 上面这个表格所展示出来的是到目前为止所使用的处理器，可以看到除了最开始的Google Glass1代和CoolGlass分别使用TI处理器和君正处理器以外，其他CPU都是由高通提供的。从这也可以看到高通的技术仍然处于全球前列，不止是手机，高通仍然霸占了AR行业CPU的一席之地。 此外，从上图中可以得出一个很明显的信息，随着设备的不断更迭，不同的设备采用的CPU型号也越来越新，能够实现更多的AR效果。 最开始的Google Glass1，也是我们所说的AR界鼻祖，尽管在推出的一开始受到了许多人的极力反对，并且Google Glass本身并没有达到最初的预期，因此这款设备并没有在当时掀起太大的浪花。 但对整个AR行业，从AR发展史来说，Google Glass的出现无疑是一个里程碑，并且从那以后，我们看到了AR设备的不断推陈出新。作为行业先锋，Google Glass是合格的。 Google Glass1采用的处理器是TI OMAP4430，它是开放式多媒体应用平台芯片（OMAP）。这些芯片属于称为芯片上系统的微芯片的更大分类。这意味着有多个组件协同工作-在这种情况下，是一个基于ARM的微处理器，视频处理器和一个内存接口。根据德州仪器（TI）的规格，该芯片能够以1080p分辨率和每秒30帧的速度播放视频。 根据官方datasheet看出，采用双核A9架构，最多支持200万像素的照片，也就是它的视频传输只能做到VGA的程度，可能最基本的远程协助都是问题。 Cool Glass / 君正M200 CoolGlass在之前整理的资料中有提到过，也就是奥图科技所发布的CoolGlass，其外形与GoogleGlass极其相似，根据官方资料，在2014年的情况下，CoolGlass支持800万摄像头及720P的视频拍摄，包括搭载了最新的骨传导技术。其M200在当时来说也算是不错的CPU选择。 根据官方datasheet看出，采用MIPS双核，最多支持720P视频录制。这款CPU主要应用在低功耗的可穿戴手表等场景产品，不符合AR眼镜大运算量趋势，因此淘汰也是必然的。 2015年，继Google Glass后，微软Hololens1的发布成为了AR史上又一座里程碑。 Hololens有一个自家定制的全息处理单元（HPU），这款定制芯片的强大之处在于可以处理和交互不同传感器及Intel Atom的数据串流。HPU拥有24颗Tensilica DSP核心，每秒处理1万亿指令。 此外，Hololens拥有4个了解环境的摄像头，分别是惯性测量单元、环境光传感器、环境感知摄像头、深度感知摄像头，主要是为了完成空间映射；200万像素高清摄像头，则是为了拍摄视频和照片。 以及还搭载了4个麦克风，用于语音识别。 整体579克的重量，Hololens的横空出世似乎给了我们另一种AR的可能性。 根据官方datasheet看出，这款CPU基本上没什么特色，而且X86架构在移动计算就注定要淘汰；如果不是有自研的HPU，估计hololens也不会是独孤求败的状态。Epson BT-300于2016年上半年推出，实际上在300之前，还有100和200这两款产品，但直到300，才算是一款比较成熟的眼镜。包括到目前为止，如果想要低门槛了解AR，Epson BT-300仍然是性价比最高的产品。 实际上Epson BT-300所搭载的Intel Atom 5和Hololens1所搭载的Intel X5性能基本上不差上下，但上面提到了微软自研的HPU实际上才是老大哥的地位，所以Epson BT-300只能实现最基本的AR。但即便如此，性价比依旧是最高的。 枭龙1 / 高通410 枭龙科技2015年成立，2016年就推出了运动骑行眼镜XLOONG，这是一款专门针对于运动领域的智能眼镜，款眼镜设计的初衷是能够解决骑友在运动过程中解放双手与数据近眼显示的需求，同时，它具有四大核心功能：拍照&摄像、数据显示、导航、蓝牙电话。 0Glass作为AR工业领域的领先者，在2017年推出的0Glasses Pro2，是国内首款墨镜式双目一体机，和枭龙运动骑行眼镜一样，采用的是高通410，拥有强大的运算速度，运行更稳定，视频读取速度更快，基于这样的特点，更适合工业领域使用。 根据官方datasheet看出，这款CPU最高支持1300W像素的单摄像头， 没有什么太惊艳的地方。站在当时的角度，一方面想要将硬件产品做到最轻便但又想实现各种花式功能，可以说是非常矛盾了。究竟是极致硬件阉割功能来换取轻便，还是像Hololens一样堆上各类硬件实现所有功能？这是一个取舍的问题。 亮风台的G200于2016年推出，这款设备在当时来说，性价比还算不错，但四年过去，亮风台似乎并没有紧接着的更新迭代。官网展示的仍然还是这款G200。 根据官方datasheet看出，这是高通支持沉浸式VR，并支持双摄像头，也就是可以实现SLAM。到这里我们可以看到，随着CPU的不断更迭，有一些功能逐渐可以实现了。并且从820开始，高通以肉眼可见的速度开始加大对XR领域的支持。 联想做硬件出身，AR这种前沿行业必定少不了它的身影，联想晨星G1在2017年推出，支持手势、语音交互和SLAM，在当时来说，G1这款设备算是不错的选择。 根据官方datasheet看出，821是820的增强版本，尤其针对可穿戴设备。高通在这个版本放出VR-SDK，结合参考设计，硬件厂商可以设计出不同的智能眼镜。 继820之后，821对于XR的支持空前增强，所以我们能看到晨星G1的表现在当时来说已经非常亮眼了。 尽管开头有说到Google Glass1在当时引起很多争议，但Google并没有放弃对AR领域的探索，2018年推出的Google Glass2就是证明之一，与此同时，和Hololens一样，Google开始把重心瞄向了企业市场。 根据高通官网提供的资料，明确提到了AR体验及支持3DoF和6DoF，并且对于视觉处理的支持力度日渐增加，更重要的是VIO技术的使用。实际上XR1和835没有太大差别，现在很多市面上的VR一体机搭载的也是XR1。 影创在2018年推出的Action One。和联想晨星一样，当时很多眼镜的外观设计都和Hololens看齐，就如同当年那么多模仿Google Glass的眼镜一样。Action One搭载高通835，支持手势及语音交互，视场角能达到45度。在图像呈现方面，能够保证无畸变。 之前有提到过太平洋未来这家公司，也是近年来的AR新秀，2018年推出的am glass搭载的是高通835的CPU，太平洋未来主要切入的是C端市场，最出名的当属欢乐谷项目。 根据官方datasheet看出，835强化了在VR的能力，并支持扩展到AR。双路1600万像素的相机，这就为什么看到国内MR眼镜都至少有2个摄像头，双鱼眼摄像头实现6DOF，提供AR沉浸式体验。  继Hololens1发布三年后，微软并没有闲着，而是在这三年间不断优化，于2018年推出了Hololens2，相比1代，视场角提升两倍，手势识别的能力也有显著提升，很多细微的差别都能够识别。 这款设备于2018年推出，搭载高通骁龙845处理器，视场角高达55°，配备了三颗摄像头，可以实现6DoF追踪，分辨率达到了1920*1080，并且设备配有主动散热，SLAM很稳。 Nreal和太平洋未来同属近年来的AR新秀，Nreal Light包含一个RGB摄像头、两个SLAM摄像头、一个空间传感器及一个距离传感器。这款设备和之前有所不同，是与智能手机连接的。整体来说，Nreal Light的表现算是目前市场上比较优秀的了。   G2是联想晨星团队继G1后的硬件产品，在G1的基础上进行了很多优化的工作，支持手势、语音交互，SLAM效果相比G1也有很大提升。唯一的不足可能就是价格稍贵，但G2比起其他设备，在三维重建、SLAM等方面的优势还是比较明显的。 总的来说，随着时间不断推进，CPU的性能不断提升，我们可以看到硬件厂商所推出来的设备也能实现越来越多的AR甚至是MR功能。比如说Epson BT-300只能实现简单的AR，但基本上搭载高通835和高通845的机型，基本上都能实现MR效果，并且有部分机型能够实现三维重建。 科幻，正在一步步变成现实。 最后，如果在文中有任何纰漏，欢迎指正，也欢迎各位行业内外的小伙伴提出更多意见，一起讨论。 AR圈子 kaiya带你看AR～

AR眼镜的工作原理是将真实场景与虚拟场景进行无缝融合,让体验者身临其境。

AR眼镜其实是通过欺人的眼睛来工作的，让人的眼睛产生一种错觉

▪ 功能性更强：相比较传统的手机，AR眼镜能做的更多，从双屏异显交互到移动办公、AR游戏、3D高清视频、随眼球实时识人识物等功能都是手机很难取代的。沉浸感更强：AR眼镜可以大致理解为戴在头上的120英寸超大屏幕，它所带来的沉浸感和集成感远远不是手机屏幕能比的。▪ 保密性更强：在使用手机时，我们手机屏幕上的内容很容易就被站在我们旁边的人看到，这样就不能保证我们手机上信息的保密性。但AR眼镜就解决了这点，由于眼镜共有两层透镜设计，外层为遮光透镜，内层为两块波导板。你可以通过两层镜片清楚地看到外面的风景。然而，AR眼镜显示的内容从外到内看不清，这完美地保护了用户的隐私。今年下半年李未可 AR 智能眼镜将上线发布，届时李未可也将成为首个在AR领域应用的AI数字人，这或许将颠覆行业现有的赛道。 “我们不能做到无所不能，但我们可以在有限的场景下，最大程度地实现虚拟IP和人类的情感”，“李未可”的创始人茹忆。