Hololens是一款非常強大的設備，戴上它後你可以像鋼鐵俠一樣裝逼，通過虛拟影像與現實的疊加，你可以把家裡的客廳當成遊戲場景，打沙發上的怪獸：

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總之Hololens能做的事情實在太多，甚至比VR還要多，可以想象，人類未來的生活以及工作方式将會因為這類型設備而發生巨大改變，筆者在上周親身體驗了Hololens後，更确信這是一款影響力巨大的産品。

可以說Hololens是一款遙遙領先目前大部分頭顯設備的産品，其意義有如iPhone誕生之初。

它的強大之處不僅僅是能将虛拟影像與現實環境很好的結合，而是它本身除了是頭顯設備外還是一立的運算設備，它不像HTC Vive那樣需要連接一台高配主機才能使用，雖然體積小但計算能力并不俗；而且它也不需要借助類似Vive那種燈塔的外接設備便能實現空間定位，同時還支持手勢識别......

那麼到底Hololens搭載了什麼黑科技能讓其這麼強大？而這些黑科技離普通生活有多遠？針對這些問題，下面就來探究探究。

在沒有外接設備的情況下，如何實現空間定位和體感交互？

不久前，筆者曾經發表過一篇文章《目前主流動作捕捉技術深度解讀，HTC Vive等VR設備是如何實體感交互的？》讨論過關于空間定位等的問題，實現的方法有很多種，比如需要借助外接設備輔助定位的激光定位技術、或者需要依賴各種傳感器的慣性動作捕捉技術。

Hololens實際上是使用了基于計算機視覺原理的定位技術，更深層次的講，其實是用了一種叫SLAM（英文全稱：Simultaneous Localization and Mapping，即時定位與地圖構建）的技術。

原理上主要是利用相關的傳感器獲取環境的深度信息，配合自身的加速度和角速度等，通過程序的實時運算，當物體發生移動時，深度信息也會跟着改變，而這些改變便建造了增量式地圖，進而完成空間的識别和定位。

SLAM的數據采集有很多的方式，而Hololens則是利用景深攝像頭來獲取環境深度信息，另外一種則是采用激光雷達掃描點雲數據的方式。

Hololens的這種空間定位方式并不是什麼新技術，微軟在2010年推出的一款給XBOX360用的外設：Kinect 便是該技術的前身，這是一款體感攝像頭，其能對玩家進行動态捕捉、影像辨識、麥克風輸入等等，依靠這款設備同樣可以實現空間定位，而微軟更多的隻是把它集成在Hololens上而已。

這種技術需要很強大的運算能力，能在一款小小的頭顯設備上實現該技術确實不簡單，通過實際體驗其定位的精度以及響應速度确實很好，但在手勢識别方面的能力則一般，使用起來不夠随意。

另外，Hololens的空間定位目前還有很多需要優化的地方，比如對使用環境有一定要求，如果空間太大同樣無法檢測出來，按照筆者體驗，目前主要能在20多平米的室内環境使用。

如何将虛拟影像與現實疊加？

目前的VR頭顯主要采用屏幕 透鏡的方式成像，但Hololens這種MR眼鏡需要一個開放的視野，封閉式的成像原理顯然不适合，而且采用攝像頭将現實畫面捕捉再融合虛拟影像然後還原到屏幕上，這種“僞MR”的方式同樣不能稱作是黑科技。

實際上，Hololens采用的是一種叫做光學穿透式的成像原理，眼前的“屏幕”是一塊半反半透的玻璃，現實中的光能夠穿透玻璃進入人眼，從而首先滿足了現實的“顯示”。

而虛拟影像則是通過LCos（矽基液晶）投影技術，将影像投影到光導透明全息透鏡上，LCos（矽基液晶）投影技術在一些投影儀上已經應用得非常成熟，而Hololens的虛拟影像成像原理其實就和投影儀成像原理相似，隻是其投影的介質變為半透鏡，從而實現了現實畫面的疊加。

不過，這樣的成像原理也有缺陷，由于其采用半透明的鏡片，因此對現實的光線有一定的阻礙，實際表現就像帶上了一副墨鏡，現實環境變暗；而虛拟影像也由于混合了現實的光線，因此看起來有點“虛”。

一個小小按鈕竟能實現體感交互？

Hololens的配件中還配備有一個小小的按鈕，通過藍牙與Hololens實現無線連接，大小和拇指差不多，配備有松緊帶可以套在手指上，業内人士将其稱之為“戒指”。

這枚“戒指”雖然小巧，但功能卻非常強大，除了能實現基本的“點擊”操作外，還能實現體感交互，或許其主要是作為一種輔助操作使用，因為使用手勢交互時，需要将手舉到頭顯前部才能被攝像頭捕捉到，交互并不夠自然。

佩戴這枚“戒指”後便能無拘無束的進行體感交互，它能識别到你的手在空間内産生的位移和加速度等動作信息。然而，讓人感到驚訝的是，其在沒有采用類似Vive那種燈塔定位的方式便能實現動作的捕捉，而且這麼小的體積便有如此能力。

不過關于這個小按鈕的動作捕捉原理官方并沒有透露太多信息，筆者猜測，或者其采用了類似諾亦騰設備那種基于慣性傳感器的動作捕捉技術。

按鈕内部集成了加速度計、陀螺儀和磁力計等慣性傳感器設備，數據處理單元可利用這些慣性器件采集運動學信息，當目标在運動時，這些元器件的位置信息被改變，從而得到目标的運動軌迹，完成動作捕捉。

這種技術相比Vive那種激光定位手柄沒有太多的累贅、使用簡便、可小型化、動态性能好、不受環境限制，不足的是其對于傳感器的靈敏度非常高，如果技術達不到要求，體感精度會降低。

全景音效是如何實現的？

全景音效在VR體驗中很重要，雖然目前已有不少廠商研發各種VR全景聲方案，但目前的VR設備依然都沒有配備該能力。

而Hololens則已經搭載了該功能，其内置發聲系統，在靠近耳朵的地方兩邊各帶有一個發音孔，這個發聲系統具有全景聲的效果，可以模拟出帶有深度和方向的聲音。

可以說這款設備除了将虛拟影像與現實疊加外，還有虛拟音效與現實的疊加，但僅僅兩個喇叭便能實現全景音效，确實讓人感到有點神奇。

筆者猜測能實現這種效果的關鍵在于其利用了頭顯的頭部追蹤功能，通過追蹤用戶的頭部位置，定位用戶耳機中聲音的位置來匹配合适的音效，原理和VR頭顯的頭部追蹤差不多，當用戶頭部轉動時，畫面也跟着同步，實現聲音的效果也一樣，此前一款能讓VR頭顯實現全景聲的藍牙設備同樣采用這種原理。

不止是MR頭顯，還是一款“黑科技”滿滿的運算設備

Hololens不隻是一款頭顯設備，還是一款獨立的運算設備，它不需像目前的VR頭顯那樣還需要連接一台主機才能工作，因為它本身已經内置了“主機”。

或許就是其魅力所在，基于此它可以是一款便攜設備，能像手機一樣随身攜帶，而未來各種頭顯的形态也應該要向Hololens看齊。

Hololens的運算能力非常強大，能流暢運行Window 10系統，筆者在實測中進行各種暴力操作依然沒見卡頓現象，要知道能在這麼小的體積内塞滿各種傳感器、運算芯片等等，是一件不容易的事，目前除了Hololens應該沒有第二款。

不過上述聊到Hololens搭載的這些黑科技，其實也并不是很黑的科技，很多技術其實幾年前已經有了，比如XBOX360外設：Kinect，而其他的一些技術也并非Hololens獨有專利，但它的厲害之處就在于，想到能将這些科技很好的集合在一個小小的眼鏡内，打造成一款強大的MR設備。

然而，Hololens目前依然存在不少缺陷，比如：低視場角、“墨鏡”效應、續航不足等，期待未來的Hololens會搭載更多更黑的科技。

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