Статьи

Как устроены умные очки?

Интересуетесь умными очками? И правильно, потому что с каждым годом эти гаджеты становится все интереснее.

Когда речь заходит о носимой электронике, на ум в первую очередь приходят смарт-браслеты, часы и, конечно же, очки. Если с первыми двумя все очевидно, то присутствие смарт-очков в нашей жизни пока мало ощущается. Тем не менее, их называют чуть ли не революцией в носимом форм-факторе.

В самом общем понимании смарт-очки – это средство визуализации цифрового контента, тесно связанное со смартфоном.

Первые смарт-очки вышли в 2013 году под брендом Google Glass Explorer. В коммерческом плане проект провалился, однако он выглядел достаточно многообещающим, чтобы с той поры десятки компаний начали предлагать собственные версии смарт-очков. Подавляющее большинство пока представлено в виде концептов и экспериментальных устройств.

Как устроены умные очки? Насколько они сложны и правда ли станут революцией в носимой электронике? Сейчас расскажем.

Что такое умные очки?

Умные очки – это высокотехнологичный гаджет в надеваемом форм-факторе, который может выполнять множество сложных функций. На самом деле, умные очки бывают разными. Некоторые накладывают цифровую информацию поверх реального изображения, то есть добавляют слой дополненной реальности. Другие дают возможность отвечать на входящие звонки и слушать музыку, но визуальных эффектов не имеют. Третьи ограничены тем, что просто изменяют степень тонировки линз.

Задача умных очков – дополнить функциональность смартфонов и подобных устройств за счет вывода зрительной и/или звуковой информации. В качестве управления используются сенсорные кнопки, жесты рук, движения головы, а также голосовые команды. Смарт-очки успешно справляются со следующими задачами:

  • ответ на голосовые вызовы;
  • вывод текстовых сообщений;
  • съемка от первого лица;
  • воспроизведение музыки;
  • взаимодействие с приложениями;
  • GPS-навигация.

Умные очки обладают внушительным потенциалом в сфере логистики, здравоохранения, экономики, развлечения и многих других отраслях.

Из чего состоят умные очки?

Внутри оправы умных очков находится сложная комбинация датчиков, которые обеспечивают вывод звуковой и визуальной информации. Благодаря им функциональность смарт-очков находится примерно на одном уровне со смартфонами.

Аудиовозможности

Для воспроизведения видеоконтента, голосовых сообщений и звонков умным очкам необходимы динамики. Однако вместо обычных динамиков в них часто используются пьезодинамические излучатели, которые передают звук по технологии костной проводимости: вибрация от оправы переходит на кости черепа, а с них на улитку уха, минуя ушной канал и барабанную перепонку.

Микрофон

Для записи голоса и окружающих звуков внутри оправы присутствует микрофон. Это необходимый элемент для смарт-очков на голосовом управлении, а также моделей с поддержкой видеозаписи со звуком.

Процессор

В любой электронике обработкой информации занимается процессор. Тонкая оправа накладывает ограничения по размеру, поэтому процессоры в умных очках очень похожи на те, что применяются в смартфонах, например, Qualcomm Snapdragon XR1.

Человеко-компьютерное взаимодействие

Очки – особый гаджет, непохожий ни на смартфон, ни на ноутбук, поэтому типичные средства управления, например, сенсорный экран или мышь, им не подходят. Смарт-очки могут управляться одним или несколькими из следующих вариантов:

  • кнопки;
  • голосовые команды;
  • жесты;
  • отслеживание взгляда;
  • дистанционное управление (через смартфон).

Линзы

Высокотехнологичные очки, как и обычные, могут оснащаться различными видами линз: рецептурные для коррекции зрения, линзы с синим светофильтром для работы за компьютером и «хамелеоны», которые темнеют или светлеют в ответ на яркость окружающего освещения.

Камера

Полноценные смарт-очки требуют наличия камеры. Она нужна для съемки и анализа окружающего пространства, а также для наложения AR-эффектов.

Google Glass Explorer критиковали за то, что их камера позволяла незаметно снимать окружающих людей. Это заставило разработчиков взглянуть на смарт-очки с юридической и этической точки зрения.

Дисплей: изогнутые зеркала и оптические волноводы

Наиболее сложной деталью смарт-очков является дисплей. На данный момент существуют два типа: дисплеи с изогнутым зеркалом и волноводы.

Изогнутое зеркало отражает изображение таким образом, что оно попадает прямо в глаза пользователя. Решение относительно простое, но проблема заключается в том, что устройство на основе зеркала получается довольно массивным, а изображение менее четким.

Волноводный дисплей – более совершенный подход. Он включает в себя целый комплекс новейших технологий (многие из них еще находятся в разработке). К ним относятся:

  • дифракционный волновод;
  • голографический волновод;
  • отражающий волновод;
  • виртуальный ретинальный дисплей.

Волноводные дисплеи пригодны для отображения виртуальных 3D-объектов.

Общий принцип работы заключается в следующем. Волновод изменяет направление света от проектора таким образом, что в поле зрения пользователя оказываются виртуальные объекты. Распределение света происходит внутри прозрачной линзы очков, сделанной из пластика или стекла.

Угол обзора волноводных дисплеев ограничен. Например, HoloLens обеспечивает всего 30-50 градусов, в то время как человеческое поле зрения составляет около 220 градусов.

В разработке находятся дисплеи с углом обзора 100+ градусов, но дальше концептов дело пока не продвинулось.

Проблема в том, что для увеличения угла обзора необходимо увеличивать и размер волновода, а вместе с ним и оправу очков, что влечет за собой существенный ущерб эргономике.

Разрешение картинки – еще один камень преткновения. Умным очкам необходим дисплей с высоким разрешением, иначе пострадает реалистичность объектов и читабельность текста. Но в сложной оптической системе очков реализовать высокое разрешение не так-то просто.

Трудность также представляет точность цветопередачи, а еще в виртуальный слой вмешиваются искажения от объектов реального мира. Как видите, создание высококачественного дисплея для смарт-очков – невероятно сложная задача даже с теми технологиями, которые мы имеем сегодня.

Как выглядят современные смарт-очки?

Несмотря на технические трудности, уже существуют десятки коммерчески доступных или разрабатываемых смарт-очков. Ни одну из моделей пока нельзя назвать идеальной, и многие стоят неоправданно дорого. Но радует то, что они развиваются, а значит в будущем смарт-очки станут и дешевле, и функциональнее.

Вот лучшие из доступных в настоящее время умных очков.

Amazon Echo Frames

Какие гаджеты представила Amazon на своем Hardware Event 2019 / Блог компании Pochtoy.com / Хабр

Смарт-очки от Amazon не способны работать с AR-контентом, зато у них есть четыре направленных динамика и микрофон. Функциональность этих очков заключается в прослушивании музыки, работе с голосовыми вызовами и управлении умным домом Alexa Home.

Купить

Vuzix Blade

Vuzix Blade AR Smart Glasses Hands On: Amazon Alexa, Video & Other Clever Uses | Tom's Hardware

Над правой линзой находится волновод, который отвечает за отрисовку AR-контента. Благодаря 8 МП камере и голосовому управлению эти очки позволяют делать фотографии, играть в игры, смотреть потоковые сервисы и пр.

Будущее дополненной реальности

От первой попытки Google в создании умных очков прошло почти десять лет. Сегодня разработкой в этом направлении занимаются десятки компаний. Для среднего пользователя AR-очки все еще дороги, да и если честно, пока они мало впечатляют. Только когда инновационные дисплеи пройдут стадию прототипов, можно будет говорить об очках с высоким разрешением, обширным полем зрения и четкостью. И кто знает, что будет через несколько лет: может, смарт-очки станут нашим постоянным спутником, как смартфоны и умные часы.

Источник: www.makeuseof.com

Комментировать