微软的HOLOLENS 2 适用于工厂的3500美元混合现实耳机

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  我在微软位于华盛顿州雷德蒙德总部的地下室的一个小房间里,穿着早期版本的HoloLens 2耳机。在我面前是一个非常真实的ATV,它缺少一个螺栓。不是在我的视野的角落 - 但肯定是在侧面 - 我看到一个发光指示器指向一个正确的螺栓桶。我走过去,弯下腰,仔细看看架子,抓住一个。

  

  回到ATV,一组全息指令盘旋在它上面,告诉我该怎么做并指向螺栓需要去的确切位置。几分钟后,我成功地修复了这个东西 - 由全息图引导。我点击指南上的全息按钮以关闭说明。

  对于像我这样的科技记者来说,这种演示很快就会变得司空见惯。但如果你仔细阅读前面的描述,你会发现有三个关键的技术创新隐藏在视线之内。

  他们在这里:我看到了一张全息图,因为它们可以出现的视野比以前大得多。我弯下腰,并不担心一个笨拙的耳机移动,因为它在我的头上更好地平衡。我只需按一下按钮就可以按下按钮,因为我不需要学习操作HoloLens 2的复杂手势。

  这三件事对你来说似乎并不那么引人注目,但这正是重点。如果真的计划让人们使用它,微软需要让HoloLens感觉更自然,而且它有。

  还有一个非常值得注意的事情:尽管它只是一个演示,但我扮演的是一个工人的角色,因为HoloLens 2是专门为工人设计的,而不是消费者。

  微软HoloLens 2现已预售3,500美元,预计将于今年晚些时候发售。但是,微软已经决定只向那些希望将耳机部署到工作人员的企业客户销售。截至目前,微软甚至没有宣布HoloLens 2的开发者套件版本。

  与我们在四年前首次展示的HoloLens相比,第二个版本在几乎所有重要方面都更好。它更舒适,它具有更大的视野,并且能够更好地检测房间中的真实物体。它采用了新的组件,如Azure Kinect传感器,ARM处理器,眼动跟踪传感器和完全不同的显示系统。

  它有几个扬声器,遮阳板翻转,它可以比以前更准确地看到你的手在做什么。有一个800万像素的前置摄像头用于视频会议,它能够完全跟踪6度,并且它还使用USB-C进行充电。简而言之,它充满了新技术。但四年后,这应该不足为奇。

  在我们再进一步披露之前:我的妻子为Facebook的VR部门Oculus工作。我们不讨论她的工作或我正在研究的故事。它并不影响我对这种技术的看法,我不知道Facebook和Oculus是否正在构建与该产品直接竞争的东西。

  关于第一款HoloLens的最大抱怨很简单:你只是在一个相对较小的盒子里,直接在你面前看到全息图。转过头,他们会从你的视野中消失。更糟糕的是,即使你正盯着它们,它们的边缘也会不再存在。这就像通过一个小矩形看数字世界。

  HoloLens 2的视野比以前大两倍。它并没有完全覆盖你的整个视野 - 它仍然有剪裁 - 但它现在已经足够大了,你不再感到不被信箱恼火了。微软表示,每只眼睛前面都有相当于2K的显示器,但最好将其视为隐喻而不是精确的规格。确切的规格是它具有“每度47像素的全息密度”,这意味着像素密度足够高以允许您读取8磅字体。

  通常,当技术产品获得更好的规格时,它会通过技术迭代的强大力量发生:更快的处理器,更大的电池,更多的RAM等等。但是这种策略不适用于HoloLens 2上的显示器。它需要变得更轻,而不是更重。因此微软必须彻底改变为不同类型的显示技术。

  激光和镜子

  基于激光的显示器已经成为您脸上的计算机的一部分。英特尔的Vaunt项目使用了激光器,North Focals智能眼镜也是如此。虽然微软正在使用一些相同的基本组件,但是它们采用了不同的方向,并且在开发它们可以做的事情方面走得更远。

  HoloLens 2中的激光照射到一组镜子中,每秒可以快速振荡54,000个周期,因此反射光可以绘制显示器。这两个部分一起构成了微机电系统(MEMS)显示器的基础。这一切都很棘手,但MEMS显示器的一个非常棘手的部分就是将它所描绘的图像变成你的眼球。

  北方公司使用的一种解决方案是在镜头上使用全息胶片将图像直接反射到视网膜上。这有很多缺点:微小的显示屏和低分辨率,两个。但真正有问题的部分只是确保显示器直接瞄准您的眼睛。您必须为北眼镜定制,如果它们未对准,图像可能会完全消失。

  微软不想要任何这些问题,所以它转向了它在第一个HoloLens:waveguides上使用的东西。它们是眼前的玻璃片,经过精心蚀刻,可以反射出眼前的全息图。HoloLens 2上的波导现在更轻,因为微软正在使用两个夹层玻璃板而不是三个。

  当您将整个系统放在一起时 - 激光器,镜子和波导 - 您可以获得更明亮的显示屏,更宽的视野,无需精确瞄准您的眼睛即可工作。微软光学工程总经理Zulfi Alam认为,微软在这个系统方面遥遥领先,波导绝对是混合现实的发展方向。“在未来的两三年里,没有竞争可以接近波导中这种保真度,”他争辩道。

  你想要更广阔的视野吗?简单。只需增加反射激光的反射镜的角度即可。更宽的角度意味着更大的图像。

  你想要更明亮的图像吗?再简单一点。激光器,不要在它上面放得太精细,有点光。当然,你必须处理波导失去大量光线的事实,但我看到的显示器设置为500尼特,对我来说看起来很明亮。微软认为在最终版本中可能会更加明亮,具体取决于功耗。

  您是否想要在没有专门为耳机安装的情况下看到全息图?简单又一次。波导不需要特定的配合或测量。你可以直接戴上耳机然后开始使用。它也可以坐在你眼前足够远,让你可以舒适地戴上你需要的任何眼镜。

  简单,简单,对吧?事实上,它非常复杂。微软必须为波导创建一个全新的蚀刻系统。它必须弄清楚如何通过光子将光引导到波导中的正确位置。“我们正在模拟来自激光器的每一个光子,”阿拉姆说。来自激光器的光不仅仅被反射; 它以多种颜色分开并通过显示系统中的多个“瞳孔”,然后“重组”到波导上的正确位置。“每个光子都是根据预期的来计算的,”阿拉姆说。这需要大量的计算能力,因此微软必须开发定制芯片,以便对照片的位置进行所有计算。

  虽然波导的对准更容易,但这并不意味着它是完美的。这就是为什么鼻梁上有两个微型摄像头,针对你的眼球。它们将允许HoloLens 2自动测量瞳孔之间的距离并相应地调整图像。这些相机还允许HoloLens 2在图像倾斜或眼睛不均匀时垂直调整图像。

  这些相机的一种免费好处是,他们还可以扫描您的视网膜,让您安全地登录HoloLens 2。毕竟它运行Windows,因此它支持Windows Hello。它们还可以跟踪您正在查找的位置,从而实现我将在下面进行的一些新用户交互。

  然后有力量:激光器,振荡镜和定制芯片来处理所有必须通过电池咀嚼的计算。但是阿拉姆告诉我,尽管如此,它仍然需要比替代品更少的电力。镜子共振振荡,因此移动它们所需的能量更少,有点像它们是有史以来最快的节拍器。激光器的损耗也低于LED,定制硅片可根据其特定任务进行优化。

  “我们的发展趋向于真正的眼镜形式,”阿拉姆说,“所有这些都是这一过程中的重要步骤。”

  所有这些技术都令人印象深刻,但我不想夸大图像质量。我使用的不是成品。我确实在一些全息图周围看到了一个微小的光环,它们有时会跳了一下。基于鼻梁眼扫描仪的大多数功能都没有打开。尽管如此,与第一个365官网HoloLens相比,我看到的是“酷炫的演示,我用了20分钟,然后生气”到“我可以看到人们使用它几个小时,如果该软件真的很有用。 ”

  但是,如果你打算使用耳机“几个小时”,它需要足够舒适,以便首先离开。

  舒适区

  以下是你如何佩戴HoloLens 2:你戴上棒球帽,扭转背面的旋钮以收紧头带,然后你就会开始看全息图。结束。

  它比我上次试过的HoloLens或任何其他面部安装的显示器要小得多。由于显示系统上的所有工作,您可以跳过额外的“与位置大惊小怪,以确保您可以看到图像”步骤。事物的身体也更简单。它是一个单一的乐队,在你的头部和额头上施加最小的压力。(如果需要,可选配顶部带子。)

  所有这一切都很好,但如果耳机佩戴起来不舒服则毫无意义。虽然我从未接受超过20分钟的工作,但我认为它会持续更长时间。

  微软有一个“人为因素”365体育实验室,它喜欢展示其虚拟人头和高速摄像机的集合。微软设备设计团队高级设计总监Carl Ledbetter向我介绍了微软试图进入最终产品的所有原型和材料。他解释了微软如何尝试不同的设计和材料,最终登陆碳纤维以减轻重量。

  所有这一切都很好,但如果耳机佩戴起来不舒服则毫无意义。虽然我从未接受超过20分钟的工作,但我认为它会持续更长时间。

  微软有一个“人为因素”实验室,它喜欢展示其虚拟人头和高速摄像机的集合。微软设备设计团队高级设计总监Carl Ledbetter向我介绍了微软试图进入最终产品的所有原型和材料。他解释了微软如何尝试不同的设计和材料,最终登陆碳纤维以减轻重量。

  “现实是[我们必须]适合世界各地的儿童,成年人,男人,女人和不同种族。每个人的头脑都不一样,“他说。微软有一个大约600个头的数据库,跟踪颅骨的形状,眼睛深度,鼻梁的大小和相对位置,以及其他变化。Ledbetter的团队将传感器连接到人的颈部,以测量肌肉拉伤,确保重心正确。

  结果是HoloLens 2具有更宽容和灵活的贴合性。它只是更好地适应基本的,物理的人类现实。您可以翻转遮阳板,使其远离您的视野,这样您就可以在不移除耳机的情况下进行目光接触。搁在额头上的记忆泡沫垫是可拆卸和可清洁的,并且热量已经完全重新设计,因此热量从头部流出。

  所有这些确实有帮助,但微软所做的最重要的事情就是将重心移到你的耳朵后面,而不是靠你的眼睛。HoloLens 2并不比原来的HoloLens轻得多。但感觉更轻,因为它在你的头上更自然地平衡。这种平衡带来了巨大的变化。它的重量不太明显,应该减轻你的脖子压力。

  Ledbetter通过移动最重的部分来移动重量:主处理器和电池现在位于耳机背面的模块中,头带内的导线连接到显示板和前面的组件。顺便说一下,那个处理器是一个基于ARM的高通Snapdragon 850,这很重要,因为它解决了另一个基本的人类现实:我们讨厌电池何时死机,我们讨厌插入电源。一个ARM处理器意味着它可以有一个更小的电池。

  最初的HoloLens在Intel处理器上运行,它运行Windows。从那时起,微软已经做了大量的工作,以使Windows在ARM上运行良好。这些努力正逐渐在笔记本电脑上取得成果,但英特尔仍然是那些机器上的日常订单,其中原始速度通常对用户而言比电池寿命更重要。总的来说,与英特尔存在紧张关系。它不能提供移动设备所需的低功耗芯片。据报道,英特尔不得不游说微软将Surface Go保留在芯片上。

  那么HoloLens 2怎么样?Alex Kipman是整个HoloLens项目的负责人。他说“ARM规则在电池供电的设备中。ARM的决定变得相当容易。如果你打算使用电池,那么现在很难找到一款没有运行ARM的产品。“

  当我指出有很多Windows笔记本电脑在使用英特尔芯片的电池上运行时,他变得更加直率。“对于使用电池供电的这类产品,英特尔目前甚至没有SoC [片上系统]。他们确实有一个,之前的版本[HoloLens]有Cherry Trail,他们停止了。这个决定是明智的。“

  对于工人,而不是消费者

  HoloLens 2仅出售给公司,而不是出售给消费者。它的设计基于Kipman所说的“一线工人”,汽车商店,工厂车间,手术室以及外地人员。它专为那些用双手工作并且很难将计算机或智能手机集成到日常工作中的人而设计。Kipman想要更换坐在工作室角落的油污的Windows 2000计算机。这与Google为Google Glass做出的决定几乎相同。

  “如果你想到全世界有70亿人,那么像你我这样的人 - 知识工作者 - 是迄今为止的少数民族,”他回答道。对他来说,将使用它的工人“可能正在修理我们的喷气推进发动机的人。也许他们是某些零售空间的人。也许他们是在手术室里为你操作的医生。“

  他继续说,这是因为“在某种意义上,被忽视或者没有获得技术的人[在他们的实践工作中],因为PC,平板电脑,手机并没有真正适应这些体验。”

  很公平。这完全符合微软对服务企业和企业需求的新关注,而不是试图推出受欢迎的消费产品。这是我去年采访首席执行官萨蒂亚·纳德拉(Satya Nadella)时的一个要点,今天也是如此。正如我当时写的那样,它是“与我们过去常常想到的不同的微软。这是不那么华而不实,是的,但它有更大的可能成功的好处。“

  此外,Kipman认为,即使是HoloLens 2也不足以成为真正的大众市场消费技术产品。“这是在混合现实中可以实现的最好,最高水印,我在这里告诉你,它仍然不是消费产品,”他说,然后继续说道:

  为什么它不是消费产品?它并不像你想要的那样身临其境。它比以前的两倍更具沉浸感,[但它仍然不够沉浸在街头的消费者身上去使用它。它仍然不够舒服...我会说,直到这些东西比最沉浸式产品更加身临其境,比最舒适的产品更舒适,价格低于1000美元,我认为人们开玩笑地认为这些产品是准备。

  Kipman表示,微软尚未参与消费者对这类产品的炒作周期。“我们不是大肆宣传VR的公司。我们当然不是炒作AR的公司。由于我们将这两者合并为混合现实和人工智能的努力,我们也没有大肆炒作。“

  这不完全正确。我们已经看到很多来自微软的演示展示了包括Minecraft在内的游戏以及HoloLens的其他消费者应用程序。因此,这种向企业市场的转移绝对是一个支点。

  但它是微软更大的企业战略的一部分。仅仅因为它不再被定位为消费产品并不意味着它不是一个重要的产品 - 微软似乎致力于并且正在开发软件。更好的界面

  第一个HoloLens要求用户学习尴尬的手势,例如“Air Tap”和“Bloom”。你必须制作这些真正特定的手势,因为这是所有第一个HoloLens的传感器都能检测和理解的。

  HoloLens 2可以检测和理解更多,因为用于阅读房间的新型传感器阵列称为Azure Kinect。“Kinect”,因为这是可以扫描房间的微软相机的品牌,“Azure”,因为看起来公司现在所做的一切都与它的云服务有某种联系,并且作为进一步的信号,这是一个商业产品,而不是Xbox添加 - 上。

  “HoloLens 1只是一个大网格。这就像在现实世界中放下一条毯子,“基普曼说。“通过HoloLens 2,我们可以从空间映射到空间的语义理解。你明白什么是沙发,坐在沙发上的人是什么,窗户和墙壁之间有什么区别。“

  我不能说Kinect 实际能够识别对象的程度 - 微软没有为我们演示任何这些 - 但它理论上是有效的,因为Azure Kinect看到房间的分辨率更高,因为它连接到云端帮助它弄清楚事物是什么的服务。

  有一个方面,我可以明确地说更高保真度是真实的:它能够识别我的手以及它更容易做的事情。它可以在空间中跟踪双手最多25个关节点,这意味着您不再需要使用Air Tap手势与全息图进行交互。

  在一个演示中,我在一个房间里踱步,看着桌子上摆放的各种全息图。当我伸手进去时,每个人周围都出现一个盒子,边缘和角落上都有小抓柄。我可以伸手抓住整个盒子并移动全息图。我也可以抓住一个边缘来旋转它,或者两个边缘来调整它。当有一个按钮时,我可以伸出手指推动它。我怀疑它是否足够准确,比如让你输入一个虚拟的QWERTY键盘,但它仍然比第一代更大一步。

  眼动追踪也会影响您与全息图的交互方式。HoloLens 2可以检测您正在查找的位置,并将该信息用作一种用户界面。有一些演示,我只是盯着一个小泡泡,让它进入全息烟火,但最有用的是自动卷轴。我越接近页面的底部,滚动的单词越快,但是当我回头看时它停止了。

  我没有看到完整的顶级用户界面,所以我不知道这是否正在改变。但有一点绝对不是:它仍然运行Windows。它利用Windows OneCore中的共享代码,这意味着您将无法获得传统的Windows桌面外壳,但您可以在其上运行任何通用Windows应用程序。它还有必要的驱动程序,如果你真的想让你通过蓝牙连接键盘和鼠标。

  微软混合现实的主要团队项目经理Chaitanya Sareen解释说,他们试图“让机器围绕人而不是相反。”Sareen将这种“本能互动”称为“直觉”,而不是“直觉”。它可以背负我们已经对世界上真实物体所做的事情。“有人出生时说'窗户的上角会有一个关闭按钮'吗?不,“他说。“我们学习了很多接口。”

  Sareen仍在思考用户界面的一些细节,但目标是使用您作为幼儿时所选择的许多自然手势,而不是让您学习一种全新的界面语言。

  微软还为开发人员提供了新的软件工具。最重要的动态365指南之一将是一个带有模板的混合现实应用程序,用于创建修复像ATV这样的现实世界的指令。其他工具依赖于Microsoft的云服务。一个是Azure远程渲染,它允许HoloLens将一些计算负载卸载到云端。之所以存在是因为HoloLens 2只能存储和呈现有限类型的细节,例如本地引擎的3D渲染。借助远程渲染,一些细节可以从云中实时显示,因此它可以显示无限级别的细节,使您可以建模并与全息机器的最小部分进行交互。

  最后,还有Azure Spatial Anchors。它可以让你将全息图固定到世界上真实的地方。在基本层面上,它与Apple和Google在增强现实中已经做的完全不同:让多个设备看到同一个虚拟对象并与之交互。不过,微软的雄心壮志更为宏大:它希望为“全球规模”的全息图集创建基础架构,并且它正在构建工具,让开发人员可以跨平台使用该基础架构,包括iOS和Android。

  解决这个问题需要的不仅仅是GPS定位和物体识别。基普曼谈到了很多关于区分位于不同楼层同一地点的无聊会议室。使用光学器件跟踪太空中的物体是非常困难的。围绕建筑物走一圈,你的位置会漂移,所以计算机不会把你的终点放在起点上。关于微软实际解决这些问题的程度有多么模糊,但它正积极致力于解决这些问题。

  Alex Kipman认为我们处于“计算的第三个时代”的悬崖边上。首先是带有开放式架构的个人电脑,第二个带有围墙花园应用程序商店的手机,现在他希望混合现实耳机能够将钟摆摆回开放状态,因为微软打算让HoloLens保持开放。HoloLens与Microsoft的云服务协同工作,但它也适用于其他生态系统。Kipman说HoloLens和Azure“松散耦合,但紧密排列”。

  我可以做的不仅仅是对他对计算历史的总结的狡辩,并指出还有相当多的弱势群体要求开放的历史,但更大的一点是:微软认为混合现实将是一个大交易。

  了解微软最近的计划要求比以往更多的术语。特别是HoloLens 2,期待大量关于“价值实现时间”的讨论(用户在从雇主那里获得设备后可以做多快的事情)和“智能优势”(具有自己计算能力的设备仍然连接)到云端)。

  所有这些谈话对于普通消费者来说都存在认知失调。相反,基普曼的抗议,围绕HoloLens 2进行大量宣传。它现在只针对公司。其中一些当之无愧。我认为HoloLens 2是一个技术奇迹。仅仅因为它不是作为消费者设备出售并不意味着它也不是一项重要的技术,这可能会改变我们对计算机应该是什么样子的概念。

  但我们习惯于消费电子公司尽最大努力将这些技术奇迹放在商店货架上,将这些炒作转化为我们口袋和头上的小工具。

  对于HoloLens 2,炒作不是关于个人技术。这只是生意。


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