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AR眼镜是否会取代智能手机?

AR眼镜未来是否会取代智能手机?是科技产品热议的话题。Ian Zelbo

元宇宙(Metaverse)是近来最发烧的话题,最近很多公司的产品或技术都特别强调跟元宇宙有密切的关联,以吸引投资者的目光。在元宇宙虚实整合的世界里,无疑地增实境(AR)与虚拟实境(VR),是最早新创的两个平台。AR与VR都是以眼部穿戴式装置为主要诉求,而AR是可移动的,VR比较静态。也因此衍生出更进一步的讨论:AR眼镜未来有可能取代智能手机,而VR会取代NB!在科技的国度里,坦白说唯一不会缺少的就是话题了。

AR眼镜是否会取代智能手机?在回答这个问题前,我们得先思考不同AR眼镜的产品定位及所需的配备。Google在十年前就推出了相关的产品,但受限于当时的技术、售价过高及隐私权等问题而终止。而如今各家产品的定位,会跟各自所拥有的平台有密切的关系,所以Google、微软(Microsoft)、苹果(Apple)甚至改名为Meta的Facebook,在AR眼镜的定位上会有所不同。

AR眼镜在设计上包括了光学投射系统及电信号的处理及传输,但同时又受限于穿戴式装置,所以有体积、重量及电池续航力的诸多限制。电信号需要有多核心的处理器,以及高数据量的无线传输功能。AR眼镜是无法使用市售的平面显示器来做画面显示的功能,其一是显示器不透明无法做到虚实的整合,其二是人的眼球焦距有一定的明视距离,距离过近是无法成像在视网膜上的。因此只有用投影的方式,将影像经过透镜成像在我们前方适当的距离,就如同眼镜利用透镜所形成的虚像,成像在我们眼球焦距能接受的距离,这样影像就能清晰地呈现在视网膜上。

平心而论,AR眼镜在技术上是非常的挑战,主要是处理光学系统的投射。光学是个古老且进步缓慢的学科,原因在于光的本身是由不同颜色波长的单色光所组成,而这些不同波长的光在透镜及不同介质中,传播的速度不一样的,再加上波长很短,稍微有些误差光线就会混成不是我们所想要的色调,而人类的眼睛又是如此的敏感且挑剔。所以光在空间中传播是很难被驾驭的,不像电信号般的容易。学生时代做光学试验,光是在事前校准各光路系统,就得来回花个老半天的时间。而电学实验,只要电线一接上去,就可以开始工作了。

另外人机界面的控制系统,无疑也是AR眼镜另一重大的挑战。Google是利用镜架上的小型触控板来完成,因此是需要用手来碰触。微软及苹果在触控上就比较先进,是利用光学来判断手指在AR眼镜前的位置,再与虚拟的影像结合,而达到人机界面的控制。这就像阿汤哥在电影《关键报告》中的场景,两只手在空间中不停的滑动。微软的HoloLens是利用眼镜两侧的摄影镜头,所形成的立体影像去追踪手指的位置。苹果是注重隐私权的公司,所以在AR眼镜上没有摄影镜头,苹果是利用低功率的激光雷达(LiDAR)来判断手指的方位,激光雷达就比较没有隐私权的问题。

眼部穿戴装置的另一个问题就是使用者的体验,我们用裸眼或戴眼镜看物体时,当我们头在移动或转动,所看到的物体仍是静止不动的,这一直以来是我们的习惯性。但是AR眼镜所呈现的画面,若会随着我们头部的些许动作而同样地移动,就会不符合我们的惯性,令人会有晕眩的感觉。所以AR眼镜都需要配置六轴或九轴的加速器及陀螺仪,以校准回来使所呈现的影像不因头部的动作而变化,但再如何回复也很难做到绝对的画面静止,因此些许的晕眩是免不了的。

AR眼镜除了做到虚实整合外,另一重要诉求就是在观看信息的同时,两只手是可以做其他的动作,不像时下的智能手机使用者,不仅是低头族,而且是两手被绑住的低头族。当初Steve Jobs在开发iPhone时就立下个规定,那就是要让使用者能够单手操控手机,目的就是让另一只手可同时做其他的事。所以有一阵子,苹果的手机屏幕总是比其他厂牌的小,最后苹果还是抵挡不住消费者的要求,而加大了屏幕的尺寸。所以AR眼镜就同时解决了智能手机的这两大问题。

最后大家还是会关心AR眼镜是否会取代智能手机?这跟前述各家公司所拥有的平台有关。苹果因为有智能手机的平台,所以在AR眼镜上很多后段信号处理、无线信号传输及存储器等,都可以让iPhone来处理,就如同Apple Watch之于iPhone。所以苹果的AR眼镜可以专注在光学投影及人机界面上,这样不仅重量轻、电池续航力强,而且价格实惠,适合普罗大众所使用。

其他的公司如Google、微软及Meta,就缺乏了可携式硬件的平台。AR眼镜在设计上得当作独立的个体,所以信号处理、无线传输及存储器等缺一不可,价格绝对不亲民。所以他们所开发的AR眼镜,诉求的对像是工作上需要的专业人员。

所以AR眼镜是否会取代智能手机?这个问题的答案,是不是就很清楚了。

曾任中央大学电机系教授及系主任,后担任工研院电子光电所副所长及所长,2013年起投身产业界,曾担任汉民科技策略长、汉磊科技总经理及汉磊投资控股公司CEO。