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碾壓全場!微軟HoloLens全息AR眼鏡首發詳評

10年後回憶2015/2016年,大家或許已經記不起雙攝的iPhone 7 Plus、記不起爆炸的Note7,但大家肯定會記得HTC Vive和微軟的HoloLens。特別是後者,它註定是一個時代的里程碑,即便幾十年後回來,它會像諾基亞功能機、掌上遊戲機、蘋果iPhone一樣在歷史長河裡成為一段歷史的界碑。

HoloLens的開發版在2016年初才開賣,它是很多機友的夢幻設備,可以實現鋼鐵俠頭盔一樣的效果,但超高的購買門檻讓大家很難瞭解它。它有很多很有趣很特殊的設計,無論是從業者還是充滿好奇心的機友,它都是個值得深入瞭解和體驗一下的設備。

PS:全文超過1.2萬字,大量GIF,手機党注意流量安全。

硬體設定

三維與體重:26.5*19.5*8cm(頭帶有一定的調節餘度),579g

螢幕:2塊16:9的半透明螢幕,總圖元230萬圖元,自動瞳距調節。單側螢幕實際測量1.26英寸*0.65英寸,折合約1.45英寸

感測器:4個環境攝像頭,1個景深鏡頭,4個麥克風,1個光線感測器,紅外定位燈

生物識別:聲控、人生識別、焦點追蹤、手勢識別

CPU:英特爾Atom x5-Z8100,14nm制程,4核心64位,1.04GHz主頻

存儲:2GB 記憶體(應用存儲900MB),64GB Flash存儲,開機可用54GB

續航:16500mWh電池,2-3小時連續使用,2周待機

攝像頭:240萬圖元攝像頭,最高拍攝236萬圖元(2048*1152)的照片,以及110萬圖元(1408*792)@30幀的視頻。

系統:32位Windows 10,具體版本號10.0.11802.10333

HPU:這是HoloLens體驗背後最核心、最特殊的部件,甚至連名字都是微軟自己定義的,HPU全稱是Custom-built Microsoft Holographic Processing Unit。它是定制的多DPS集成晶片,台積電28nm HPC工藝,由24個Tensilica DSP組成,每秒可以處理1萬億條指令,集成8MB SRAM緩存和1G LPDDR3記憶體。12x12mm的BGA封裝面積,10W功耗。

通過Tensilica DSP可拓展性,微軟額外增加了10條專門用於加速HoloLens處理速度的特殊操作指令,以提高HPU處理VR以及AR資料能力。同時針對Win10,HPU會對返回的資料進行預處理以減輕CPU負擔。

如何購買:HoloLens的價格和購買難度也很特殊。HoloLens在2015年1月的Build 2015 開發者大會上發佈,開發者版本到2016年年初才開賣,定價3000美元。此外,它還是部有錢都不一定買得到的設備。除了前期投資方,普通用戶還得有一個“業內人士”屬性的Windows帳號、回答預購網頁上的問題並通過微軟工作人員審核才能下單購買。

科普與背景

智能手機都還在飛速發展期的時候,Google、微軟等巨頭都已經開始在這個新“風口”佈局:先是2013年底的Google Glass驚豔全場,Facebook在2014年以20億美元高價收下Oculus,之後就是2015年1月的微軟HoloLens和同年3月發佈並廣受好評的HTC Vive,跟著風口起飛的還有三星Gear VR、國內的暴風和一大票VR設備。

在設備之外,2012年的動漫作品《刀劍神域》和2016年7月席捲全球的《Pokémon Go》遊戲分別是絕佳的VR和AR普及教材。那VR、AR和微軟提出的MR,究竟是什麼東西呢?

VR:全稱VitualReality(虛擬實境),用大白話講就是電腦/手機渲染和模擬視/聽/嗅/觸等各種感覺,其主要任務是用可以跟隨動作即時反應的畫面,提供視覺上的“沒入/沉浸感”,代表是Oculus Rift和HTC Vive。

AR:全稱Augmented Reality(增強現實),即在現實畫面上疊加虛擬資訊/圖像,最著名的設備是Google Glass。在《Pokémon Go》遊戲裡,手機其實已經是AR設備了;

MR:全稱Mixed Reality(混合現實),這是微軟在發佈Hololens時提出的概念,但本質上還應該被歸到AR裡。MR裡包括對周圍空間的三維建模,虛擬物體可以像實物一樣固定在某個位置和高度,大小和光影效果會跟隨著距離和角度變換。HoloLens簡直就是最完美的《Pokémon Go》遊戲裝置,雖然實際上並不支持……

VR和AR都是近年熱起來的技術,雖然同樣面臨嚴峻的便攜、穿戴和續航問題,但它們的技術需求完全不同。VR最大的技術瓶頸是回應延遲,每一幀畫面從渲染到顯示的時間要控制在20ms以內,才不會導致明顯的眩暈,這需要極高的空間位置取樣速率、運算性能和顯示面板性能(高刷新率、低餘暉)。

AR的技術瓶頸相對要小一些,因為處理的主要是疊加物體和空間建模問題,不需要對整個視野進行渲染。這也是Oculus Rift和HTC Vive都需要性能強大的主機和空間指示裝置,但Hololens可以用Atom處理器外掛HPU,並且可以獨立工作2-3個小時的主要原因。實現難度上的巨大差距,極有可能讓AR遠早於VR開始大規模應用,因此筆者更看好的也是AR技術。

原理與特殊點

HoloLens 最讓業界激動的是下面幾個點:

上面提到的多使用者交互

全息顯示的畫面精度很高而且眩暈感極其輕微

可以獨立工作,而且續航達到3小時級別

無需外部線纜和輔助部件

搭載的是win10,學習成本低,而且直接使用win10的UWP (Universal Windows Platform)通用應用

顯示技術:簡單的AR只是在視野上疊加螢幕,技術核心更多是在顯示器和體積。Google Glass上用的是Himax的Color Sequential LCOS顯示器(型號HX7309),顯示面積4.8*2.7mm,解析度640x360。其關鍵是用透鏡讓OLED光源的光線變成平行光,等效於螢幕位於無限遠處,人眼就可以正常放鬆地看到螢幕了,否則肉眼根本看不清只有1、2cm距離的螢幕,而且視覺體驗會非常糟糕(可以腦補鬥雞眼的視覺體驗)。

SLAM即時定位與地圖構建技術:微軟Hololens除了上面的顯示器問題外,其主要突破在空間建模上,關鍵在基於深度識別的 SLAM技術可以即時檢測周圍空間的深度資訊,並應用在虛擬影像的投射上。雖然Oculus Rift和HTC Vive都用到了空間建模和位置識別,但它們都得配合放在周圍的攝像頭/紅外燈輔助,而且活動空間因此受限。

HoloLens的突破在於它單靠自帶的多組攝像頭和感測器,即可對周圍空間進行XYZ三軸建模並識別用戶的手勢操作(當然,這和AR技術對回應速度和精度要求相對較低有關)。而這個空間三維坐標軸的建模操作,也讓多部HoloLens 之間共用虛擬物體並進行交互成為可能,即用戶B可以看到用戶A生成的虛擬景物。事實上,微軟發佈會上現場攝像機拍到的就是這樣的交互視角。

外觀與配件

自帶硬殼的眼鏡保護包

可更換的鼻托

矽膠綁帶

只有一個按鈕的藍牙體感遙控(應該是內置了陀螺儀,可以識別手部的轉動和位移)

HoloLens配件包括保護包、擦鏡布、遙控、2個不同長度的可拆卸鼻托、附送的矽膠綁帶、mirco-USB資料線與充電器(機器可以直接使用普通的手機充電器)。

HoloLens的360度外觀

HoloLens採用內外圈頭戴設計,除了頂部和內外圈可能摩擦的部分是金屬外,整體都是類膚塗層處理,拿上手非常舒服。頂部的金屬條上還有類似手機的天線隔斷條,因為機器一般都是反放,這個位置會經常和桌面摩擦。此外,它後面就是電路板,金屬材質除了提升耐用性外還可用作散熱,設計非常用心。

外圈後端的電源按鈕,自帶了5點式的電量指示燈。外圈左右兩側分別是亮度和音量調節按鈕,“音量/亮度+”按鈕都是凸起,而“音量/亮度-”則是內凹設計,這種細緻的設計同樣值得國內同行學習。

外圈有兩個可以拉伸的“關節”,可以根據使用者頭部大小進行拉伸。

內外圈通過兩側的轉軸連接,最大旋轉角度大概為35度。這個轉軸上還有用於調節外圈前後的滑軌,以及頭頂矽膠綁帶的插孔。底部是亮紅色的揚聲器,開孔向內側傾斜以減少“漏音”。

內圈是和頭部直接接觸的部件,內圈內部都是海綿絨布,按壓手感和枕頭裡面的記憶海綿很像,甚為舒服。很細緻的地方是,在內外圈可能摩擦的地方覆蓋有金屬保護,不過實際使用時,這個金屬轉角是會刮傷內圈的類膚塗層的……

內圈通過後部的旋鈕調節長度,調松之後發現微軟居然把產品的電氣資訊收在了伸縮帶的內部,不得不佩服其工業設計。

機器正面的巨大弧形背後是數目誇張的攝像頭群,在兩側可以看到4個存在感很弱的麥克風開孔。HoloLens的透明顯示器是明顯的4層設計,被完整的塑膠框架包圍保護。在光線下能看到顯示器本身的顏色,以及顯示器面積確實是偏小了。

外觀與做工小結:

外觀設計方面,HoloLens外形關鍵字是科幻和帥,再加上設備類型上的獨一無二,它是一部讓人過目難忘的電子產品。內外圈設計、簡潔線條、上下前後都可調的綁帶、太空枕般的頭箍內襯、紅黑配色這些即便放到5、6年後估計也完全不會落伍。

HoloLens的用料只能用“好頂贊”來形容,雖然組裝精度只是中等偏上的級別,但拿上手的時候就已經讓人有種單賣硬體就值回票價的充實感。因為軟性材料很多,軟綿綿的觸感,讓人感覺它遠比Google Glass人性化和舒服。但大面積的類膚塗層和軟性材料很容易留下使用痕跡,使用壽命方面也有一定的憂慮。另外,作為穿戴設備,完美用料往往意味著體重一發不可收拾……

結構

HoloLens的本質是“空間感知系統+頭戴式半透明顯示器+主機”,三個部件錯落佈局:

空間感知和動作捕捉系統在超大弧形的保護玻璃後面,裡面集成了4個環境攝像頭、1個景深鏡頭、4個麥克風、1個光線感測器,攝像頭旁邊的4可方塊是紅外發射器。

感知系統下方是透明的投影式螢幕。螢幕結構很特殊,正中間的投影模組是HoloLens正中央凸起這麼多的主要原因,兩側是分別負責讓紅綠藍三原色顯色的玻璃材質“投影幕布”,加上負責折射的最外層玻璃,整個螢幕加起來有4層,大概只有1.46英寸的螢幕有近半3-4mm厚。

集成了CPU+HPU和週邊晶片的“主機”部分放在頂部,它外面還有用作散熱和保護的金屬包邊。

機身背後是兩塊對稱的電池模組,用於平衡前後部分重量。

實際佩戴

眼鏡和不戴眼鏡的佩戴效果(感謝愛搞機@崔野的激情上鏡)

結構:為了分散579g的巨大重量,微軟用的是非常少見但效果卓著的內外圈設計,內圈可以用接近35度的角度傾斜以“卡”在頭上。考慮到不同用戶的頭型和重量分佈,官配有兩種長短的鼻托和可以自行添加的矽膠頭帶。因為內部頭箍固定已經足夠緊固,近視用戶卸下鼻托也不會有什麼影響。

佩戴要求:機器可以只用內部頭箍固定,對近視寬容度很高,戴著眼鏡也能直接佩戴,筆者500度近視+黑框眼鏡都毫無壓力。近視用戶唯一的遺憾是,因為眼鏡擋著,無法把眼鏡推到最近距離,視角(FOV)大小會受影響。

舒適度:機器的內外圈都有可拉伸彎曲的結構,內圈有太空枕般的絨面墊,包裹感和觸感一流,但對於頭型較扁的用戶,太陽穴兩側的壓力較大,基本戴40分鐘就會因為疼痛而不得不摘下來休息了。

重量與拖拽感:579g的重量遠超Oculus Rift和HTC Vive,但佩戴感也遠比想像中輕鬆,不至於說成為頸椎破壞者,畢竟摩托車頭盔和戰甲頭盔都要比HoloLens重。較快速度轉頭時會有明顯的慣性拖拽,再加上操作指向都也要靠脖子轉動,對部分女性使用者頸部肌肉可能會有點壓力,但正常成年男性的顧慮不大。

用法與交互

HoloLens機身上就“電源、亮度和音量加減”5個實體按鍵,再配上只有一個按鍵的體感藍牙遙控就是所有的實體部分。其餘所有交互都是通過兩個手勢和語音完成(動作識別應該是來自於微軟Xbox的手勢操作附件Kinect的技術積累)。

機器只有兩個手勢,五指 聚攏後張開就是開始功能表(其實就是程式清單),食指豎起後壓下是確定(官方名Air tap)。為了保證識別率和降低誤觸發,這兩個手勢的動作都比較少見,但很容易上手。手勢操作的考核點包括下面幾個:

操作區:在HoloLens視野前方30cm-1米左右是操作區,手部正常屈伸時,視角往上30度,往下50度左右都能正常識別。眼鏡下方區域靈敏度稍高於上方(手抬抬太高,鏡頭就“看不到”你的手指了)。實際使用時手得一直懸空,沒有椅子扶手支撐的話很快就會酸痛。

焦點與選擇:這個有點反人類,也是上手後落差最大,也最“舊時代”的部分。HoloLens的焦點就是視野最前方,操作方式用的就是滑鼠那一套——頭指向哪裡,指標就指向哪裡,然後用手勢進行確認。滑鼠操作邏輯的另外一個“副作用”是機器無法支持雙手操作……和大家預想的雙手追蹤完全不是一回事,無法像科幻片那樣隨手抓窗口。

靈敏度&防誤觸&光線要求:在識別區內,只要完整做出動作,即便在一片漆黑中,機器都能很快識別。一周合共超過10小時的體驗下來,也沒有出現過動作誤觸發的情況,防誤觸效果很好。使用時間長手臂有點酸之後,偶爾會因手姿不正或者位置過高過低而無法識別。

輸入/懸浮鍵盤:通過像視窗一樣漂浮的鍵盤,由頭部控制焦點,讓視野最前端指著不同按鍵,再通過Air tap確認手勢進行逐下點擊。體驗很新鮮,但效率比智慧電視的遙控還低,又慢又累,和鍵盤就更加沒法比了。

語音與Cortana:系統和很多協力廠商程式都支援“select、next”等語音指令,但可用性不高。其一是很多協力廠商程式裡的識別率不高,其二是機器對讀音要求較高,筆者中式英語經常無法識別。而Cortana其實就是桌上出版win10的那個,甚至連介面都完全一致。

藍牙遙控:HoloLens的遙控只有一個“確定”按鈕(還有個要用卡針才能戳進去的藍牙連接按鈕),內置三軸感測器,可以代替單手完成點擊、三維方向拖拽的操作,但空間位移的靈敏度一般,拖拽體驗還不如用手精准。另外,不知道是我們拿到的機器問題還是原生設定,每次開機後都得進入藍牙設置頁面才能再次啟動遙控(為了功耗?)

外接藍牙設備:藍牙滑鼠鍵盤都可以直接連接,鍵盤方向鍵可以在部分介面使用,大幅提升打字體驗,而且鍵盤輸入的時候那個懸浮鍵盤是不會彈出來的。但滑鼠比較悲劇,連上去之後移動和點擊都無效。

視頻與截圖輸出:上面是人和機器的交互,視頻和截圖是機器和世界的交互。同時按下音量上下按鈕可以截圖,預設提供facebook、推特和onedrive的分享和上傳,在國內環境匯出比較困難。HoloLens自帶240萬圖元的攝像頭,最高拍攝236萬圖元(2048*1152)的照片,以及110萬圖元(1408*792)@30幀的視頻。除了人眼視角的畫面外,也會疊加使用者看到的虛擬畫面輸出,效果很有震撼力。

良好光線與暗光成像對比圖

但機器的攝像頭解析度和成像效果,即便放在200萬圖元攝像頭裡也只是中下水準,辨析力勉強夠看到2米內的模型細節,唯一值得點贊的是它弱光下也能有不錯的畫面亮度。此外,可能是為減輕硬體壓力,疊加的虛擬物體在視頻和截圖裡的鋸齒遠比肉眼所見嚴重,讓截圖和視頻掉了一些逼格。

系統

任何時候,五指散開可以在喚出懸浮的開始功能表,預設9宮格顯示app

系統設置介面是非常地道的win10,但內容被大幅精簡(預設視窗大小且沒被拉近,導致截圖精細度非常一般)

同樣熟悉的wifi管理介面(可以通過拉近/拉大的方式進行放大視窗)

藍牙連接頁面

系統資訊截圖

空間管理(系統可用58.2G,最佔用空間的居然是自己拍攝的錄影)

每個普通視窗上面都有一堆用於移動/縮放視窗、滾動/移動內容的按鈕

打開任何視窗或者要移動的時候都會有鮮明的邊界

拖動邊角縮放,拖拽移動,視窗最大可以占滿一整層樓(但長寬比例不可變)

所有視窗都有自己的厚度並懸浮固定在空中

HoloLens 運行的是定製版的32位win10,版本號10.0.11802.10333,開機速度奇快,在15-20秒左右。它是win10的獨立分支,全稱是 Windows Holographics,win10上的 Windows Universal 通用應用都可以直接運行,但和當年被遺棄的surface RT類似,傳統的exe程式就不用想了。

更感人的是,它和win10本身一樣,是開放給協力廠商設備搭載的,可以讓其他硬體廠商做類HoloLens的相容產品。在北京時間10月26號晚上的發佈會裡,微軟也宣佈惠普、戴爾、聯想等5大傳統PC廠商也將推出相關的VR/AR設備,起步價在299美元(2000人民幣左右)。它們搭載的很可能就是HoloLens 上的這個 Windows Holographics系統。

交互邏輯:所有的系統功能都收在開始功能表裡,其右側有程式清單。功能表喚出後像部漂浮起來的Windows Phone,會自動跑在視野中間。系統沒有發佈會時那麼多的特效,但功能表邏輯、造型和設置功能表都是熟悉的味道,上手門檻為0。

HoloLens依舊以“視窗”為交互主體,所有非定制的全息3D應用都以視窗的形式展示,而且沿用了“滑鼠指標”等大量的傳統操作理念。常規視窗上面有一大排傳統的按鈕用於調整大小、移動、關閉、頁面內容縮放和滾動(遊戲和交互程式的這些按鈕在圖示下面而且可以折疊起來)。這些都很有微軟的工程師氣息,讓機器非常容易上手,但也有種進化不完全的感覺,而且操作效率也確實很偏低。

HoloLens的視野裡,目及所見都可以是“桌面”,任何位置都可以放置視窗,軟體打開後第一個操作就是要求被放置的位置。用它可以輕鬆做到無限螢幕輸出,這才是最終極的多屏體驗,如果滑鼠能正常工作,對生產效率來說簡直就是無解地高(然而現在普通滑鼠是無法操作了)。

在不同wifi下空間資料,根據空間和安放的視窗多少,大小從20-300MB不等

空間建模:和穿戴設備不同的是,HoloLens給一個空間建模之後,它會以當前連接的wifi名為這個空間命名,並保留這個空間和已打開的程式的完整三維資訊。直接效果就是,機器能認得你的辦公室而且之前打開的視窗還會絲毫不差地在原位!辦公室、書房、臥室、大廳都可以當做獨立的“桌面空間”,而且資料不會相互干擾。第一次發現這個特性的時候,不禁感歎微軟黑科技大法好。

流暢度&穩定性&相容性:開始功能表可以任何程式裡直接用手勢喚出,回應比較快,滾動頁面、流覽器滾動都很流暢。但大型程式和遊戲開啟速度明顯偏慢,可以看得出Atom處理器的無奈。

微軟不可思議的給機器配的2G記憶體估計是整機最大的瓶頸,多開幾個流覽器頁面就會出現重載入了,6月系統更新後的HoloLens也只能保持3個程式在前臺運行,再之前的程式會被像iOS的假後臺一樣被掛載並加以陰影塗層。而穩定性完全夠用,10多個小時的使用沒有出現過系統崩潰,45個程式裡有2個協力廠商程式閃退,比想像中要好很多。

免費應用清單

應用程式與資源:

系統自帶Windows store應用商店、edge流覽器、cortana、相冊、使用教程和眼鏡校正幾個基礎軟體;

大家都熟悉的額外程式有Skype、OneDrive、檔案管理員幾個;

軟體資源方面還很欠缺,就像VR剛起步時的尷尬,整個應用商店所有的免費app和原生的程式加起來只有45個,付費應用在10個左右。當中HoloStudio、HoloTour等很多還是微軟自己做的,真正協力廠商程式的製作品質也是良莠不齊。

遊戲,很多遊戲的目的更多是在展示HoloLens的可能性,其完成度並不高,下面只概括一下幾個值得玩的:

RoboRaid是暫時最刺激的遊戲,機器掃描空間之後,蜘蛛型的機器人會在真實的牆面鑽出來,我們用確定手勢來開炮。遊戲用官配的Click遙控會快而且舒服很多,遊戲不長,但難度設置得當,可玩性較高;

HoloTour是旅遊景點展示app,帶有真實位置資訊的全息實景圖片,可以這個1:1的環境裡走動和查看景點資訊,但只有羅馬等幾個旅遊景點;

Fragments是懸疑遊戲,其在真實空間直接渲染出全息的人物/老鼠等物體,跟著線索跑就好了,整體偏恐怖驚悚向,AR/MR玩起來很有代入感;

Galaxy Explorer是著名的星際漫遊應用,在面前直接顯示銀河系/太陽系/地球的三維模型,除了畫面震撼外,交互只有縮放和聽介紹,略顯枯燥;

人體骨骼的構造模型展示,在視野等高的位置顯示人體的多層結構模型,但只能跟著說明一路跑下來,幾乎沒有交互,比起遊戲,它更像是個視頻。但1:1人體三維全息模型在面前,可以非常直觀地看到器官的具體位置和形狀,是一流的教學用具;

HoloStudio:是模型疊加的組合應用,對於初學者很友善,一大堆範本可選,對素材進行拉伸放大可以組裝出很多東西。普通用戶嘗鮮後估計就不會打開了,它更多是用於給開發者創作應用和素材用的。

開發者模式:前面提到,在國內網路環境要匯出機器裡的視頻和圖片很麻煩,但微軟的 Windows Device Portal 是非常方便的無線連接方式,打開功能開關,和電腦連在同一個Wi-Fi,在電腦流覽器輸入裝置ip位址就能以web網頁的形式管理機器和媒體內容。什麼CPU、系統、記憶體、網路、軟體進程、幀率、三軸空間校正都在裡面。

顯示效果

HoloLens的螢幕就是鏡片本身,整體透光率在60%-70%左右,即便沒通電也能看到鏡片玻璃上“彩虹散射”。黑暗中較快速轉動頭部,可以看出原來白色的點稍微分離出紅綠藍的單原色,螢幕顏色估計是由這三塊分別負責三原色的玻璃疊加而成:

視角(視場角/FOV,視野大小角度):HoloLens視角偏小,即便壓到最貼近眼睛的距離,視角只有上下30度,左右40度的範圍。這個30來度的視角,大概等效于1米開外的24-27寸屏,2米開外40寸左右的大小。作為對比,人類雙眼FOV是接近200度,VR設備一般都有100多度的視野,HTC Vive為110度,當中最高的StarVR則達到了210度。核心的視野問題,註定了HoloLens看視頻的體驗還不如普通的VR設備,這是比較可惜的,只能等現實技術的提升讓螢幕面積增長了。

雖然鏡片很大,但螢幕只有鏡片一半的大小,兩側角落還有小缺角。畫面邊緣會有比較明顯的有“彩虹”色散和漏光影響效果,導致視野範圍遠比想像中小。初上手不熟悉顯示區域的話,會有戴著望遠鏡看世界的違和感,所幸的是人類“腦補”能力強大,10來分鐘就能習慣。

初次戴上去肯定會和大家想的還有很大落差,但這個視野就像開向無盡AR世界的門,整個AR空間都可以用來放“顯示器”,面向那個方向就能看到那個區域的東西。即便是小視角也無法抵消這巨大世界帶來的震撼。

PPI/精細度:它的PPI高到肉眼幾乎看不出它虛擬內容的圖元點,精細度輕鬆秒殺現役所有的VR產品。HoloLens的瓶頸還是孱弱的性能,機器本身渲染的虛擬介面就比較簡單“粗糙”,顯示精度再高也無奈顯卡輸出太低……

亮度:HoloLens這種疊加顯示裝置,它的亮度高低會影響虛擬物體的透明度,亮度越高,虛擬物體越不透明,越真實。機器最低亮度在暗室裡會顯得稍微偏亮,最高亮度下,虛擬物體可以蓋住正常辦公室燈光下(120尼特左右)的物體,把一個虛擬視窗放在一個顯示器前面也毫無違和感(當然裡面的PPI還是差很遠)。亮度跨度可以應對幾乎所有室內場景,但室外使用的話,只能等晚上了。

眩暈感:經過折射的光線以平行光形式進入雙眼,讓雙眼誤以為是來自無限遠的光線,看起來不會有廉價VR設備那種近距離盯螢幕的痛感。HoloLens刷新率為每秒60幀,唯獨疊加到實景上的虛擬物體是渲染的,肉眼基本看不出畫面閃動,毫無眩暈感。比起眩暈,頭戴舒適度是更大的問題。因為眼鏡部分遮蔽了視野,所以戴著走路時會稍有不穩。

AR/MR效果

影響AR/MR的代入感的核心是SLAM即時定位與地圖構建技術,後者直接影響使用者視角變換/移動時,虛擬物體懸浮的精度,中途會不會出現物體跟丟、不平穩以及抖動等問題。整體代入感大概通過下面幾個點進行評價:

多視窗展示

疊加精度和懸浮穩度:在視野中,基本就是“粘在”了空中的級別,離開1-3米左右無論是搖頭、跳動等操作,虛擬物體都穩如泰山,只有在虛擬物體被穿越牆體放置或者用戶跑太近會有物體抖動,這是最黑科技的一個點,要知道HoloLens是在用著自己身上的攝像頭進行建模而且是電池供電的,這個SLAM建模不得不服;

遠距離的虛擬物體會有比較明顯的位移抖動

當然,微軟的方案也不是完美的。因為檢測攝像頭在用戶頭上,越遠的虛擬物體在使用者移動的時候抖動越嚴重,這在3米內感覺不出來,但當在遊戲中要瞄準7、8米外的虛擬物體時就能發現,自己的頭部輕微的抖動被放大到影響瞄準的地步了;

延遲:每秒60幀的螢幕刷新率,無論是會跟隨視角的“開始功能表”,還是“固定”視窗,在頭部移動的時候都不會有虛擬物體出現畫面延遲的問題,特別是後者,動再快也不會像window系統本身那樣出現視窗掉幀或延遲,簡直感動;

音效:兩個揚聲器離耳朵很近,而且是定向開口,漏音少到讓人以為是骨傳導耳機,耳朵聽著很有震撼力的音量的時候,旁人也只聽到輕微的聲音,讓這個AR/MR世界多了層隱私和神秘的色彩;

微軟發佈會中的攝像機視角(實際玩並沒有發現那麼帥的手部武器)

多機互動:不同使用者可以共用一個坐標系/建模資料,看到相同的虛擬物體,這在教育、多人遊戲的時候都用得著,可以YY一下大家都用HoloLens玩AR版的Pocketmon Go的場景……而微軟發佈會上攝像機就已經是在和簡報者的HoloLens互聯了。

續航與發熱

HoloLens配備16500mWh的巨型電池,機器其他部分裝的幾乎都是電池,其後面有5點式的電量指示燈,電量低於20%和10%都會有語音提示沒電。中等亮度使用,續航在3.5小時左右,中等亮度40分鐘小型遊戲,掉電15%左右。極限情況下降低亮度,在設置功能表調整機器或流覽文字網頁,續航完全可以達到6個小時以上,官宣待機時長達到2周。

要知道,用手機的VR盒子因為調用了手機大量感測器,續航也在4小時左右,HoloLens的續航遠比想像中強,已經不是影響使用的重點因素了,在被它夾得有同感之前是肯定是有電的了(斜眼笑)。

在26度空調下,機器使用10來分鐘會感覺到兩側溫熱,頂部的金屬部分會稍微偏熱,但對於沒有風扇散熱的設備來說,這是正常表現,不功不過。充電的時候金屬部分貌似有少許“靜電洩露”,手摸上去會有點麻。

實際用途與問題

不但視窗數目驚人,在不同房間走動,之前開的視窗都停在原來的位置

和HoloLens一周合共超過10小時的體驗下來,經歷了“黑科技驚嚇、微軟大法好、習以為常、還有待改進”的心境變化。雖然微軟又搞出了MR(混合現實)的概念,但它本質上還是AR(增強現實)。虛擬物體定位效果已經到了以假亂真的可用度,非常震撼,但孱弱的GPU性能渲染出來的物體確實還有很大的提升空間。

HoloLens的最大優勢是整個三維空間都可以用來建立視窗,透過它看到的世界都可以經過虛擬視窗/物體強化,關鍵字是多視窗和隨時隨地。微軟2012年放出的視頻中,那個滿世界都是觸控式螢幕的世界,用HoloLens來實現貌似是更加現實和可行的方案。

這個產品再次警醒我們,除了徹底改變世界,我們還有改變自己的道路可走:要沉浸感,要不真的做巨幕,要不把螢幕直接放在眼邊,這就是完全沉浸的VR;要物體增強,要不在所有物體上都加上螢幕,要不就像HoloLens一樣,在我們的視野裡給物體加“數位標注”,這就是AR/MR。

HoloLens的實際用途:

我們可以省下電視和電腦,在電視原來的位置放個播放視窗;

在辦公桌上一口氣加7、8個流覽器/檔案管理員窗口;

在廁所梳妝鏡邊上放上天氣app;

在書桌和冰箱邊放上便簽的窗口;

在廚房隨手放個菜譜和視頻播放窗

在工業/遊戲領域:

即便裝修還沒開始我們就可以實地/異地虛擬流覽效果,設計師和買賣樓盤的人都會感動哭的吧;

汽車、硬體等產品設計師甚至3D列印都不需要,三維物體就出來了;

教學上,星系、人體、機械結構的三維全息的資訊展示,比千言萬語都要實際和快捷;

甚至是完全體的Pocketmon Go、刀劍神域劇場版中的AR效果這些,現在都能直接實現

新科技剛開始時很驚豔,但大家很快會習慣,習以為常是很快的事情。今天回看Google Glass,它只是把顯示器和攝像頭做到了眼鏡上而已。如果能搞定續航,它會是個非常適合用來代替手錶,並完成簡單的資訊顯示工作的設備。而hololens,更像是終極的多屏顯示工具,而且所有視窗的位置、大小都可以隨時調整。第一次,我們可以在任何地方打開視窗,這是第一次,我們讓windows視窗真正的三維化了。

但要解決的問題還是很多:

HoloLens還是太重了,連續佩戴時間很難超過1小時,很難帶出門;

視野還遠遠不夠,無法一眼收下太多內容影響了效率;

現在的視窗上那一堆按鈕確實顯得太“落後”低效了;

現在的體感操作還太低效太累,鍛煉身體的效果很好,但絕對不適合每天8小時、一周7天地使用。

總結

作為初代產品,HoloLens的意義絕對不亞於第一部手提電話,不亞于初代iPhone。HoloLens雖然很酷,但如果問我值不值購買的話,我會堅定地回答——不。微軟的AR/MR生態還沒建立好,裡面都是面向開發者的工具,都是用來向業界展示可能性的應用,甚至直到10月26日微軟發佈會,微軟才剛把3D的畫圖軟體做出來。HoloLens完成度很高,但它還是適合躺在展示廳裡讓大家體驗未來。對於日常用戶,嘗鮮之後它真的只適合進行“螢幕拓展”,機器性能和視窗PPI還遠遠不夠。

一種技術或材料,它們很快就會走過自身的高速發展階段,鋰電池、電腦、手機無不如此。人類的科技從來沒有改變過一樣東西的發展週期和瓶頸,我們只是在“舊玩具”走到盡頭之前就找到“新玩具”而已,從石器到銅器、從鐵器到現在的鋼、鋁、鈦都是如此。

在近幾年的科技領域,作為旗手的Goolge Glass無疾而終,Oculus和Vive花了幾年才叩響VR世界的大門,而微軟HoloLens一出生就以很高的完成度展示了AR/MR的可能性。微軟的風頭在被Google和蘋果打壓了好幾年之後,終於硬了一次。每個上手HoloLens的人都會不禁發出感歎“微軟大法好!”,機器的完成度和應用領域比google glass高太多太多了。

很多年沒有遇到過進步如此大的產品,這種科技的樂趣,僅僅體驗就能讓你打從心底裡笑出來。HoloLens和HTC Vive的體驗都很新奇很震撼,這是再多的言語和視頻都無法展現的震撼。它們是兩個方向略有不同的未來,但可以肯定,它們都是未來。Google之後,微軟也給出了自己對未來的答卷,蘋果你呢?