Hololens内部结构：自成一体 无需主机

北京时间8月24日上午消息，微软高管尼克·贝克（Nick Baker）周一在一次行业会议上介绍了HoloLens增强现实眼镜的许多信息，让人们对这款广受期待的设备有了进一步的了解。

贝克是微软的杰出工程师，他曾经参与开发了Web TV、Ultimate TV、Xbox 360和Xbox One。虽然并未透露太多内幕，但他本周一出面介绍的这款设备却是微软的最新“玩具”，当今全世界最先进的科技产品之一——HoloLens全息计算机眼镜。

贝克在Hot Chips半导体大会上表示，HoloLens是微软在“混合现实”领域的首款力作，它将一组传感器整合到数字体验中，从而把虚拟和现实世界融为一体。根据市场研究公司Digi-Capital的测算，增强现实市场规模到2020年有望达到1200亿美元。

“我们还没推出《我的世界》，但已经开发了一款名为《Fragments》的游戏。”贝克说，“你可以从中看出我们所谓的混合现实是什么意思。”

Fragments游戏

自从今年3月以开发者工具的形式推出3000美元的HoloLens以来，微软一直在努力降低这款产品的成本。用户可以通过它在现实场景的基础上看到3D全息影像，因此，你可以在解剖课上看到实验室中央悬浮着一个骷髅动画。

根据贝克的演示，HoloLens的确是一个科技怪兽，里面整合了大量的传感器、板载处理器、通讯模块、定制纳米光学设备、空间立体声单元和高清微型显示器。更重要的是，它无需与PC相连，而且配有透明镜片。所有的任务都直接由眼镜本身来处理，电池则会环绕在眼镜的周围，达到平衡。它还可以对目光、手势和语音指令作出响应。该设备共有数十个零件。

贝克表示，“开发HoloLens让我们明白，必须要同时在三大领域展开创新，”包括输入、输出和外观。他补充道：“HoloLens可以自主实现全息计算。你不必在环境中做任何标记。它也不依赖外部摄像头或其他设备，无需使用线缆，不连接手机，不需要笔记本。你只要用目光、手势和语音与内置的功能齐全的Windows 10电脑互动即可。”

微软高管尼克·贝克微软高管尼克·贝克

“由于我们内置了传感技术，所以你可以在周围的环境中随意走动。”贝克说，“我可以在家里四处走动，从一个房间走到另一个房间。全息图栩栩如生，与我周围的物体完美融合到一起。这就是混合现实，这是一种更加自然的互动方式。”

贝克表示，他不久前在钢琴上制作了一只全息狗，等到他第二天回来后，那只狗仍在原地不动。

“混合现实和增强现实可以带来许多与众不同的体验。”贝克说。

贝克表示，为了开发HoloLens，微软不得不将多个部门整合到一起。山景城的芯片设计团队最早来自对Web TV的收购。这是该公司最强大的工程团队之一，因为它能让这家软件巨头在Xbox时代挺进硬件领域。但与以往的项目不同，山景城的工程师此次不仅负责设计芯片，还要负责HoloLens的系统设计。

HoloLens分解图

微软的团队还要对光学元件、芯片、硬件进行定制开发。为了完成开发任务，微软放弃了与CPU配合使用的传统GPU。这款设备拥有14纳米的英特尔Cherry Trail SoC CPU，主逻辑板配备64GB闪存和2GB RAM。还有立体声扬声器、WiFi及蓝牙模块。

除此之外，它还配有微软所谓的定制HPU（全息处理单元）。山景城的微软硬件工程师必须要在内部开发HPU。HPU芯片非常复杂，有6500万个逻辑闸和8MB SRAM，利用台积电的28纳米工艺生产。

HoloLens护目镜系统HoloLens护目镜子系统

微软还开发了许多子系统，包括成像光学系统和组合光学系统，后者负责将现实世界与虚拟图像融为一体。该公司还必须自己开发显示器、头部追踪和手势控制传感器。显示器由两个硅基液晶（LCoS）组成，与投影仪相似。如果其中任何一个系统速度过慢，图像的切换速度就会慢于头部的移动速度，令人感到眩晕。护目镜则是为了起到保护作用。

HoloLens的感应条配有一颗定制的3D景深摄像头，可以扫描周围的环境，还有4颗环境感应摄像头以及一个环境光线传感器和200万像素高清摄像头。另外还有惯性测量单元，从而快速更新头部追踪信息。如果你快速转动头部，它就会在几毫秒内将信息反馈给摄像头。

HoloLens逻辑电路板HoloLens逻辑电路板

微软5年多以前就开始开发这项技术，贝克表示，之前大约开发了5款重要的原型产品。

“我们花了几年时间才完善了工业设计，达到了可以出货的水平。”他说。

为了让用户看到细腻的全息影像，工程师必须尽可能提高图像的分辨率。眼镜可以前后调节，适应不同的头型和偏好。戴眼镜的用户也可以使用这款设备。整个产品没有配备风扇或散热片，因此所有零件都必须采用节能设计。

今年2月有一台HoloLens被送到国际空间站，宇航员们得以使用这款产品从太空拨打了第一个Skype电话。

微软今后还将推出Windows Holographic，并将其打造成为一个对外开放的平台，让其他虚拟现实眼罩开发商也可以使用这套系统。

从行业角度来看，贝克认为所有企业的技术人员应该共同提升头戴式显示设备的视野范围。目前的多数眼罩都只有100度的视角，而人类的视角范围达到180度。焦点渲染（Foveated rendering）技术可以起到一定的帮助，这种技术只会高度渲染用户所能看到的图像。而触觉体验等其他问题也需要一一解决。

“你现在还不能触摸和感受全息影像。”贝克说，“这是我们今后可以合作的一些方向。”

来源：新浪