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从CRT到AR的智能显示器

林一平手绘之罗辛与苏德兰。

最近我们利用AR眼镜,接上5G手机,在白草莓园温室进行智能农业教学,成效非常好。运用场域包括中华电信的板桥罗丹农场、新竹宝山农场,并在彰化县农业处的「智能农业推广中心」揭牌正式启用时展示。

致词时我说,非常感谢彰化县让我们有机会将产官学的相关技术能够在彰化落地,也感觉彰化县的青农们都非常有意愿要试行,觉得有机会可以做的非常好,於是请广达量产智能传感器及AI平台,整个物联网的部分以及AR眼镜技术经由中华电信导入,将全国最好的组合整合一起,希望让彰化县在智能农业上变成一个世界的楷模。

AR/VR眼镜是智能显示器。电脑或手机最重要的输出装置是显示器屏幕(Screen),其技术由早期的CRT(Cathode Ray Tube)演进到LCD(Liquid Crystal Display)、LED(Light-Emitting Diode)、气体电浆显示(Gas Plasma)或其他影像投射技术。随着5G网络及工业4.0的发展,智能穿戴技术的发展将成为消费电子的下一个杀手级应用。经由智能穿戴技术发展智能眼镜的研发技术,成为最有潜力的显示器屏幕。

早期CRT的技术是德国物理学家布劳恩(Ferdinand Braun)於1897年的发明,亦称为布劳恩管(Braun tube) ,最早用於示波器的显示。在德国,CRT被称为Braunsche Röhre,而日本则称为Buraun-kan。这个技术应用了100余年才被平面显示技术取代。

布劳恩在发明CRT技术的期间也研究二极管(Crystal Diode Rectifier),并在1898年发明了我们俗称的猫须(Cat's Whisker Diode)。在无线通讯的研究上,马可尼(Guglielmo Marconi) 「借用」了不少布劳恩的成果,後来两个人於1909年共同获颁诺贝尔物理奖。

1907年,俄国科学家罗辛(Boris Lvovich Rosing)将CRT用来接收并显示影像信号,发明了电视机。罗辛持续改进电视机的技术直到1931 年。这一年他因为反革命被放逐到科特拉斯(Kotlas),政府不准他再做研究。他於1933年因为脑溢血死於放逐流离之时。

罗辛的发明其实是延伸了德国科学家尼波隆(Paul Julius Gottlieb Nipkow)设计的旋转镜片及镜子的机械系统。罗辛使用机械式的摄影机拍摄影像,再以CRT接收。在1970年代初期,CRT开始用於电脑屏幕来显示文字。1981年,IBM推出4种颜色的彩色显示器(Color Graphics Adapter;CGA) ,并於1984年将颜色增加到16种。到了1990年就有全彩的高分辨率屏幕。

关於显示器技术,早在1968年就很先进,由美国ARPA信息处理技术办公室主任苏德兰(Ivan Edward Sutherland)建立了「达摩克里斯之剑」头盔显示器,被公认为是世界上第一个头盔显示器,能显现2D图像。今日iPhone及其他智能手机,皆采用先进的平面触控屏幕;3D的显示屏幕亦已有产品;今日更有穿戴式增实境(AR)眼镜。最好的AR眼镜是台湾的产品,我们用来展示5G智能农业,真正是台湾之光。

增实境(AR)眼镜。

现为交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用於智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游於科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。