公布AR頭顯開源平臺 Leap Motion瘋狂的背后

　　前不久，青亭網(wǎng)就曾報道了Leap Motion放出了一些最新的演示視頻，視頻中我們看到了Leap Motion對于手勢識別超高的精準度，同時也看看到了優(yōu)秀的適用于AR眼鏡的遮擋設計方案，一時吸引到大家的高度關注�！禔R眼鏡可代替智能手機?Leap Motion給出了答案》

　　就在昨晚，Leap Motion公司創(chuàng)始人David Holz在官網(wǎng)博客再次宣布重磅消息，正式推出AR頭顯開源平臺：北極星(Project North Star)，是不是聽上去有些瘋狂?

　　別急，我們先來看看外觀。

　　話說Leap Motion的參考設計也是夠夸張的，比起朋克風格Magic Leap One還要夸張。頭顯正前方擁有一大塊透鏡，看上去視場角似乎蠻大的。

　　碩大的頭顯體積讓我頓時手足無措，怎么會是這樣?好吧，我承認這是Leap Motion AR頭顯的初期設計原型，我們繼續(xù)看看它有啥特別之處。

　　Leap Miton手勢追蹤模塊被放置于頭顯前方的頂部，并且向下有一定的角度傾斜。不過我們也注意到，頭顯左前和右前方也各有一塊透鏡，這到底是怎么回事?

　　原來，Leap Motion找到了一種適用于橢圓形透鏡，這種透鏡可以做到輕薄、小巧的外形，因為通過截取橢圓形透鏡的部分曲面就可實現(xiàn)。同時，由于橢圓獨特幾何形狀，若將圖像源放置在曲線那一側，我們的眼睛在去年內側，這樣就可以讓圖像將變得更大，同時還能保證有清晰且焦點適中的視覺效果。

　　起初，Leap Motion打算通過一臺5.5英寸(尺寸較為常見)屏幕的智能手機來驅動這臺AR頭顯，上圖就是通過計算機模擬出的原型設計。

　　他們使用3D打印機打印出一側的模型，然而通過3D打印透鏡居然這么模糊。不過，經(jīng)過測試證明Leap Motion的設計思路還是挺正確的。

　　接下來就是如何打造一塊完美的透鏡，Leap Motion團隊找到一塊光學級丙烯酸材料，然后通過高精度數(shù)控車床，以此打磨才打磨出一塊透鏡。

　　然后又在透鏡上涂上一層薄薄的銀離子(就像鏡子那樣)，但是前提條件是它具備50%的透光性(反射50%光線，透射50%光線)。這個透光度的把控也是Leap Motion團隊經(jīng)多次實驗得出，因此這種比例可以讓圖像看上去清晰，同時又能很好的看清外部的物理世界。

　　Leap Motion在左前和右前兩個圖像源分別放置一個5.5英寸顯示屏，然后如上圖這樣的AR頭顯原型機就打造出來了。

　　雖然卡上去有點怪，但是這樣的設計還是有著水平75°，垂直105°的視場角，并且還擁有60%的立體重疊區(qū)域。因此，組合的視場角約在105°×105°左右，左右兩個每個顯示光源都具有2560×1440的分辨率。

　　說實話，這樣的垂直視野還是讓筆者非常震驚的，要知道HoloLens的垂直視場角大概在35°左右，Lumus光學鏡片也只有50度左右。據(jù)官方介紹，佩戴這款AR頭顯把手放在胸前，仍然看到疊加在手上的圖像信息。

　　之后，該團隊又在不斷的打磨、優(yōu)化這個參考設計，以讓其外觀看上去沒那么夸張，但是結果必然是舍棄部分視場角。最終，該團隊找到一個“最合適”的視場角：95°×70°，具備65%重疊顯示區(qū)域。這樣，就可以將顯示屏幕的尺寸進一步縮小。

　　與此同時，這個設計原型只有50幀刷新率，因此還需要通過減小透鏡尺寸來間接提升幀數(shù)。

　　因此，Leap Motion發(fā)現(xiàn)須采用全新的顯示模組。最終團隊確定了采用2塊3.5英寸京東方LCD顯示屏(刷新率120Hz、粉分辨率1600×1440)以及Analogix顯示芯片的組合。

　　于時，一個體積相對小巧的AR頭顯就這樣被打造出來了。整體來看，它零部件更少，而且外觀上看起來更加自然一些。

　　另外值得注意的是，Leap Motion的頭顯前半部分支持旋轉，因此你可以像部分Windows MR那樣將前半部分向上轉起，這個設計還是非常出色，至少非常方便哪些佩戴眼鏡的用戶。

　　不過，Leap Motion仍然不滿足于這套設計方案。因此，最后又對其進行了一次更新，如上圖所示。新方案進一步減少了外部零件，整體更具統(tǒng)一性，而且加入更多流線和人體工學設計，并可直接兼容現(xiàn)有的Leap Motion追蹤模塊，重要的是生產(chǎn)成本低于100美元。終于，這次看上去舒服多了。

　　據(jù)了解，Leap Motion將會在下周正式開源硬件以及軟件系統(tǒng)。此外，David Holz還表示將于下周還將通過博客放出更多光學方面的細節(jié)，并提到目前這套AR頭顯開源設計還有一些值得注意的點：

　　頭顯內測擁有嵌入式攝像頭，用于檢測圖像和眼鏡處于同一水平線，同時也能進行眼睛跟蹤和臉部跟蹤;

　　頭顯內嵌光線傳感器，用于檢測360°范圍的光線變化情況;

　　耳朵附近分別擁有揚聲器，可提供更加的音頻體驗;

　　透鏡上的變色涂層可通過電控改變透明度;

　　通過微移(1mm左右)屏幕，可實現(xiàn)動態(tài)景深效果。

　　總的來看，今天Leap Motion拿出的這套AR頭顯具備雙120幀刷新率、1600×1440分辨率的顯示，水平視場角超過100°，再加上180°×180°視場角的，追蹤頻率為150幀的Leap Motion手勢追蹤裝置，看上去還是比較給力的。

　　此外，我們還注意到Leap Motion的AR頭顯并沒有講到SLAM及相關定位能力，也沒有談到操控手柄部分。

　　那么，我們是不是更加好奇，Leap Motion這是要做什么呢?

　　Leap Motion作為一家手勢交互解決方案提供商，為什么推出AR頭顯開源平臺，無疑也是看到了AR頭顯的未來發(fā)展。

　　在此之前，Leap Motion已經(jīng)推出了適用于VR頭顯的手勢追蹤方案，也取得了不錯的市場成績。

　　Leap Motion認為手勢操控將會替代現(xiàn)在的VR、AR頭顯中的手柄，并且拿出了一套完美的手勢操控解決方案。然而這并沒有說服VR頭顯廠商，反而更多VR頭顯廠商采用了手柄+手勢+語音...多種組合的輸入方式。

　　以開源的方式去打造自己的AR生態(tài)，無疑是非常聰明的方式，這也讓筆者更加期待Leap Motion后續(xù)的動作。