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(資料圖)

編者按：剛開始的時候，Magic Leap 一度站上了炒作的巔峰。驚艷的概念視頻讓很多人對增強現(xiàn)實的未來充滿了憧憬。但 Magic Leap 1 推出之后的表現(xiàn)卻讓人大失所望，原先它許諾的東西基本都落空了。不過，最近幾年，公司開始聚焦企業(yè)市場，針對原先設備的缺陷不斷改進，終于推出了重量更輕、視野更廣、外觀更具熟悉感、佩戴更舒適的第二代產(chǎn)品。這款新頭顯是怎么設計出來的呢？本文為你揭秘，文章來自編譯。

[照片：由 Magic Leap 提供]

Magic Leap 2 鏡片后的景象很有欺騙性。在這款增強現(xiàn)實頭顯里面看到的東西大概就懸浮在中景的位置，像電腦屏幕一樣清晰，但其實它們并不存在。最近我參加了他們的一次演示，當我佩戴上設備，環(huán)顧房間四周時，數(shù)字疊加層是靜止不動的，那是一幅發(fā)光的信息全息圖，盡管看起來很大，但其實離我的眼睛只有幾毫米的距離。想要伸手抓過去的沖動幾乎無法抗拒。

[照片：由 Magic Leap 提供]

增強現(xiàn)實（AR）提供了與數(shù)字世界交互的另一種方式，它會將三維信息、三維圖像或整個宇宙呈現(xiàn)到你眼前，但與此同時，它的基座是現(xiàn)實世界。 Magic Leap 2 是 Magic Leap 新發(fā)布的增強現(xiàn)實頭顯。該公司成立于 2010 年，很快就籌到了 26 億美元的資金。Magic Leap 2 是該公司對這種技術(shù)的重大押注，它既有著誘人的新穎性，又具備不確定的實用性。

2018 年，當該公司以 2295 美元的底價發(fā)布初代設備 Magic Leap 1 時，大家對它的感受就是這樣的。雖然這款設備是作為消費設備來售賣，但當時消費者似乎對混合現(xiàn)實或增強現(xiàn)實這種新興概念不感興趣。

這款設備的圖像質(zhì)量基本上沒有給早期的評測人士留下什么印象。他們覺得這更像是一個面向初出茅廬的 AR 開發(fā)者而不是普通用戶提供的實驗界面。這家公司曾經(jīng)希望設備第一年的銷量達到 100 萬臺。但據(jù)報道，它在頭六個月僅售出了 6000 臺。

[照片：由 Magic Leap 提供]

自那以后，大家對增強現(xiàn)實有了更好的理解，比如微軟的 HoloLens 與美國國防部簽訂了價值近 220 億美元的合同；聯(lián)想推出了聚焦生產(chǎn)力的 ThinkReality A3；甚至 Meta（Facebook ）最近也發(fā)布了 Meta Quest Pro，希望為用戶提供一扇可穿戴的窗口，讓他們一窺作用依舊存疑的元宇宙。

Magic Leap 1 從炒作走向失落促使該公司重新考慮自己的戰(zhàn)略。公司創(chuàng)始人兼前首席執(zhí)行官 Rony Abovitz 對該設備的愿景是取代手機、電視以及筆記本電腦，但現(xiàn)在公司已經(jīng)變得更加務實，把鼠標的應用范圍縮小到將增強現(xiàn)實當作工具的用戶。（不過 Abovitz 仍辯稱公司并未遠離普通消費者，而且當初推出 Magic Leap 1 其實是有意先聚焦開發(fā)者，然后再擴大到更廣泛的用戶群。Abovitz 告訴我們說：“我們知道在消費者廣泛使用前會先出現(xiàn)專業(yè)的企業(yè)用例。在新冠大流行爆發(fā)及全球經(jīng)濟崩潰之后，2020 年春，Magic Leap 做出的重大變革就是從企業(yè)和消費者雙賽道變?yōu)榫劢箚我毁惖馈！保?/p>

從外科醫(yī)生在周邊視覺調(diào)閱核磁共振成像，到消防隊長策劃如何對肆虐的野火發(fā)動攻擊，企業(yè)用戶就是 Magic Leap 2 唯一的關注點。

[照片：由 Magic Leap 提供]

要想做出一款能夠滿足這些需求的頭戴式設備，需要重新思考公司第一次打造出來的產(chǎn)品。這款設備的第二版需要增強功能、可用性，提高與某些行業(yè)的相關性——那些對解決問題和經(jīng)營業(yè)務比對玩游戲更感興趣的行業(yè)。

為了解釋如何應對這些挑戰(zhàn)，Magic Leap 向我們提供了 Magic Leap 2 設計與開發(fā)的獨家幕后花絮，展示了早期原型，還詳細介紹了為了適應一個更嚴肅的市場而導致設備需要再造的指標。這是從內(nèi)部人士的角度去審視新興技術(shù)是如何被制造出來的一種嘗試，從中我們也可以看出制造商是如何押注、認為這些設備可以進入主流的。

[照片：由 Magic Leap 提供]

微妙的平衡

據(jù)公司首席設計官 James Temple 稱，有一個問題一直是 Magic Leap 2 設計的核心。對于有些企業(yè)用戶來說，佩戴這種設備是工作的一部分。為了吸引這一目標市場，這種設備提供的視野需要盡可能的大。

為了提供這種視野，這種設備的計算系統(tǒng)需要更強大、更重。但為了讓外科醫(yī)生以及工廠工人等企業(yè)用戶就算連續(xù)佩戴數(shù)小時也沒有不適感，這種設備又得輕便。

Temple 說：“你得做出權(quán)衡，要有適當?shù)挠嬎隳芰?，同時要考慮到可穿戴設備的形態(tài)因子，要提供合適的視野，不至于讓用戶覺得與現(xiàn)實世界相關的數(shù)字內(nèi)容是有邊界的?！?/p>

更大的視野意味著設備更重，這反過來又意味著設備更加不舒適。要想佩戴更舒適又會影響視野，從而影響實用性。針對一個因素進行優(yōu)化不可避免會導致其他因素受影響。

為了做出一款一體萬用的設備，他們在各種權(quán)衡取舍上花費了將近四年的開發(fā)時間。最終產(chǎn)品于今年 9 月下旬發(fā)布，起售價為 3299 美元，試圖解決所有這些相互關聯(lián)的問題。

[照片：由 Magic Leap 提供]

設備佩戴的過程很簡單——像護目鏡一樣把設備滑過頭頂，將用線纜連接的計算包塞進褲袋，然后拿起無線手柄就行。該公司稱，這款頭顯的重量大概 260 克，與自行車頭盔的重量大致相同。

市面上常見的虛擬現(xiàn)實頭顯往往體積更大，感覺就像頭顯前面還綁了一臺電腦一樣。比方說，索尼的 Playstation VR 頭顯重 600 克，是 Magic Leap 2 的兩倍多。頭顯靠鼻子、前額、頭部兩側(cè)支撐，過頂?shù)南祹н€可以巧妙地抵消掉部分重量，所以盡管還是能感受到它的重量，但不算沉重，至少在那一小段演示的過程中是這樣的。

對于 Magic Leap 的設計師來說，將這個東西佩戴到頭上被證明是一項非常復雜的挑戰(zhàn)。這也是第一代設備中的一個很明顯的問題，手術(shù)室醫(yī)生以及工廠工人對此有大量反饋。

Temple 說：“ ML1 佩戴的朝向是頭頂。所以必須提供指導才行。類似‘佩戴在耳朵上方幾個手指的位置’這種精度?！彼_保第二代設備更合身，讓佩戴過程就像戴上眼鏡一樣簡單。 他說：“大家都知道怎么戴眼鏡。用戶佩戴這種新設備的能力，也就是與頭上的一項技術(shù)的新關系，應該非常直觀才行?！?/p>

不過，為了保持穩(wěn)定，新設備光有典型眼鏡的兩個折疊臂還不行。設備必須保證始終包裹在頭骨周圍，所以得做出一種新穎的伸縮式支架，張開后可以安放在頭部上方，以恰到好處的角度旋轉(zhuǎn)，貼合不同的頭部形狀和大小。

正如設計師很快發(fā)現(xiàn)的那樣，不同的人有著各不相同的頭部形狀和大小。

[照片：由 Magic Leap 提供]

“我們掃描了大量頭部”

不同年齡、性別、種族和發(fā)型的人的頭部尺寸差異很大。 Magic Leap 用戶/設計研究主管 Danny Carson 表示：“所有這些因素都會對佩戴設備的能力產(chǎn)生非常明顯的影響?！?/p>

為了讓一種設備能適應頭部的多樣性，從而用更簡單、更有利可圖去制造和推銷產(chǎn)品，Carson 的團隊對顱骨生理學進行了深入研究。他說：“我們掃描了大量頭部?！?/p>

[照片：由 Magic Leap 提供]

利用亞毫米精度的掃描設備對跨人口特征的近 2000 個人類頭部進行掃描，他們采集了 18 個不同面部標志的數(shù)百萬個數(shù)據(jù)點，包括眼睛、角膜頂點、鼻梁、太陽穴、耳朵的位置，以及 19 個人工測量的、與頭骨相關的頭圍指標。

Carson 表示：“我們從統(tǒng)計角度繪制出這些點位之間的各種差異，然后以適應最重要的驅(qū)動因素為目標進行設計?！?/p>

[圖片：Magic Leap]

這份詳細分析為設計團隊設計設備形態(tài)因子提供了必要的大概指南。接下來，他們必須弄清楚如何用強大到足以協(xié)助心臟手術(shù)操作的計算和光學技術(shù)來填充這具軀殼。

[照片：由 Magic Leap 提供]

原型制作，原型制作，不斷的原型制作

Temple 在最近的一次視頻通話中說道:“這曾經(jīng)是公司總部最隱秘的房間之一?！睌z像頭掃過的是一個到處都是 Magic Leap 2 構(gòu)建塊的房間。里面有數(shù)十個頭顯原型、計算包以及手柄，每一個都是進一步權(quán)衡了可穿戴性與功能性之后的改進版。最早的原型可以追溯到 2019 年，也就是 Magic Leap 1 發(fā)布僅一年之后。

手柄原型一開始是方塊形狀的操縱桿，然后變成了一個略微傾斜的觸發(fā)器，為的是跟蹤手腕的自然姿勢。計算包的邊緣很圓滑，像個圓盤，還有一條金屬夾肩帶。Magic Leap 1 很粗的線纜變成了一根柔軟的光纖電纜。

[照片：Magic Leap 提供]

針對各種用戶，Magic Leap 要對每一個版本的頭顯進行可穿戴性測試，測試的時長在 5 分鐘到 3 小時不等。Carson 說，在用時較長的測試中，設計和用戶體驗團隊真真切切了解了很多（字面意義上的）痛點，確定了只有在長時間使用時才會出現(xiàn)的問題區(qū)域。

他說：“早期的時候，我們感覺到這頭部一側(cè)會產(chǎn)生一些壓力，那是因為部分靠近一側(cè)揚聲器的結(jié)構(gòu)。所以我們必須從機械工程的角度出發(fā)，做出部分改變以減少這種情況。”

對于 Magic Leap 的企業(yè)客戶來說，長時間佩戴的情況完全有可能出現(xiàn)。比如心臟手術(shù)可以持續(xù) 6 小時，工廠培訓課程可以持續(xù)一整天。所以哪怕是微小的改進也可以讓長時間佩戴頭顯的體驗變得可以忍受。

從用內(nèi)置的微型滾珠軸承模擬必要硬件的重量的 3D 打印樣例來看，該設備的演進變成了另一場毫米級游戲，后來他們給鼻梁和前額都增加了襯墊，去平衡重量，并針對形形色色的面部和頭部形狀做出調(diào)整。經(jīng)過多年的努力之后，設計師終于實現(xiàn)了將鏡片完美地安放在用戶眼前，調(diào)整好傳感器，通過這些鏡片去捕捉物理世界，并在不遮擋現(xiàn)實世界的情況下將一個精確對焦的顯示器疊加到上面。頭顯還配置兩個微型攝像頭，各對準左右眼的瞳孔，以確保眼球移動時鏡片上顯示的內(nèi)容保持對焦。

[照片：Magic Leap 提供]

頭顯與眼睛的間距縮短到貼近睫毛的距離。Magic Leap 負責設計的高級副總裁 Gary Natsume 說：“我們努力讓光學器件盡可能地靠近眼睛，這樣可以擁有更大的視野，而且佩戴起來也會更加舒服，因為遮罩的中心更靠近臉部?！?/p>

對于給病人做縫合的醫(yī)生或需要確定救援工作優(yōu)先級的應急響應人員來說，視野廣闊是很有幫助的，但這并非完全必要。對于這些特定的用例，Magic Leap 2 不一定要非得是完全沉浸式才能發(fā)揮作用。不過，最終，客戶還是想要一款能將他們從已經(jīng)適應的電視屏幕與手機內(nèi)容盒子中解放出來的頭顯。

要想讓增強現(xiàn)實真正流行起來，更大的視野至關重要。與現(xiàn)實世界無縫的數(shù)字疊加是 AR 的核心價值主張，如果虛擬世界的邊界很容易就能看出來的話，那么 AR 的魔力就喪失了一點點。

盡管如此，與第一代設備相比，Magic Leap 2 的視野已經(jīng)有了顯著的擴大；其左右跨度為 70 度，而第一版大概是 50 度。垂直方向的視野也大了很多，Natsume 說，這是更重要的改進。 他說：“人的脖子左右移動要比上下移動容易得多?！?無論是重復性任務還是可能挽救生命的任務，減少執(zhí)行任務所需的運動都是當務之急。

[照片：由 Magic Leap 提供]

“我們最不想要的，就是人看起來像機器人”

鏡片的視野是首要考慮因素，但設計師還關注設備的外觀感覺。也許是對谷歌早期做智能眼鏡時用戶被嘲諷“glasshole”（戴眼鏡的傻子）這樣的事情很敏感，Natsume 說新版 Magic Leap 頭顯在設計上希望大家會把它看作是普通眼鏡，采用了熟悉的橢圓形以及帶有可見涂層的鏡片表面，盡量避免佩戴者被人看成是把電腦戴在臉上的怪胎。

他說：“微妙的反射對于我們確保人們閱讀玻璃的輪廓非常重要。它的背后隱藏著大量技術(shù)，我們最不想要的就是人看起來像機器人一樣。我們希望大家?guī)缀鯐阉醋饕桓毖坨R，是大家熟悉的東西，而不是會疏遠的東西……產(chǎn)品確實很有異域情調(diào)，但我們希望在公共場合佩戴不會有不適感。”

Magic Leap 2 的設計比第一個版本有了顯著的進步，第一版的鏡片圓圓的鼓鼓的，就像一幅蒸汽朋克風格的歐克利（Oakleys）眼鏡。第二版的鏡片更有熟悉感，當然了，眼鏡周圍仍然有不易察覺但還是比較明顯的傳感器。

目前，該公司希望這款設備能夠滿足三個主要行業(yè)的需求：醫(yī)療保健、制造業(yè)以及公共部門。這次演示當中，他們展示的應用包括用于實時消防的無人機視角的山火可視化、為舊金山出租車和送貨車隊提供的監(jiān)控工具，以及作為調(diào)暗手術(shù)室等空間自然光的一個巧妙的工具，讓 MRI 之類的數(shù)字疊加變亮等。

這款設備給現(xiàn)實世界安上的紗幕既可以是用戶外圍的一個小小的參考點，也可以是包羅萬象的數(shù)字現(xiàn)實。雖然這一版設備是針對企業(yè)用戶設計的，但現(xiàn)在也已經(jīng)進入到開放市場里面，開發(fā)者可以隨心所欲開發(fā)自己認為合適的任何東西，無論是游戲、公共服務還是國防工具都可以。

時間會證明這種增強現(xiàn)實設備的用處到底有多大，如果元宇宙是人們真正想去的地方，那每次戴上 260 克的計算機在臉上盯幾小時也沒什么大不了的。不管走勢什么，設計的過程都不會停止。Magic Leap 的設計師已經(jīng)著手進行下一次迭代，也許會更輕、功能更強大、視野更開闊，甚至更舒適也說不定。

Natsume 說：“這個技術(shù)類別一直在演進中。我們每天都在琢磨著怎么讓它變得更好?！?/p>

譯者：boxi。

關鍵詞： 增強現(xiàn)實 原型制作 頭部形狀