微軟的HOLOLENS 2 適用于工廠的3500美元混合現實耳機

我在微軟位于華盛頓州雷德蒙德總部的地下室的一個小房間里，穿著早期版本的HoloLens 2耳機。在我面前是一個非常真實的ATV，它缺少一個螺栓。不是在我的視野的角落 - 但肯定是在側面 - 我看到一個發光指示器指向一個正確的螺栓桶。我走過去，彎下腰，仔細看看架子，抓住一個。

回到ATV，一組全息指令盤旋在它上面，告訴我該怎么做并指向螺栓需要去的確切位置。幾分鐘后，我成功地修復了這個東西 - 由全息圖引導。我點擊指南上的全息按鈕以關閉說明。

對于像我這樣的科技記者來說，這種演示很快就會變得司空見慣。但如果你仔細閱讀前面的描述，你會發現有三個關鍵的技術創新隱藏在視線之內。

他們在這里：我看到了一張全息圖，因為它們可以出現的視野比以前大得多。我彎下腰，并不擔心一個笨拙的耳機移動，因為它在我的頭上更好地平衡。我只需按一下按鈕就可以按下按鈕，因為我不需要學習操作HoloLens 2的復雜手勢。

這三件事對你來說似乎并不那么引人注目，但這正是重點。如果真的計劃讓人們使用它，微軟需要讓HoloLens感覺更自然，而且它有。

還有一個非常值得注意的事情：盡管它只是一個演示，但我扮演的是一個工人的角色，因為HoloLens 2是專門為工人設計的，而不是消費者。

微軟HoloLens 2現已預售3,500美元，預計將于今年晚些時候發售。但是，微軟已經決定只向那些希望將耳機部署到工作人員的企業客戶銷售。截至目前，微軟甚至沒有宣布HoloLens 2的開發者套件版本。

與我們在四年前首次展示的HoloLens相比，第二個版本在幾乎所有重要方面都更好。它更舒適，它具有更大的視野，并且能夠更好地檢測房間中的真實物體。它采用了新的組件，如Azure Kinect傳感器，ARM處理器，眼動跟蹤傳感器和完全不同的顯示系統。

它有幾個揚聲器，遮陽板翻轉，它可以比以前更準確地看到你的手在做什么。有一個800萬像素的前置攝像頭用于視頻會議，它能夠完全跟蹤6度，并且它還使用USB-C進行充電。簡而言之，它充滿了新技術。但四年后，這應該不足為奇。

在我們再進一步披露之前：我的妻子為Facebook的VR部門Oculus工作。我們不討論她的工作或我正在研究的故事。它并不影響我對這種技術的看法，我不知道Facebook和Oculus是否正在構建與該產品直接競爭的東西。

關于第一款HoloLens的最大抱怨很簡單：你只是在一個相對較小的盒子里，直接在你面前看到全息圖。轉過頭，他們會從你的視野中消失。更糟糕的是，即使你正盯著它們，它們的邊緣也會不再存在。這就像通過一個小矩形看數字世界。

HoloLens 2的視野比以前大兩倍。它并沒有完全覆蓋你的整個視野?? - 它仍然有剪裁 - 但它現在已經足夠大了，你不再感到不被信箱惱火了。微軟表示，每只眼睛前面都有相當于2K的顯示器，但最好將其視為隱喻而不是精確的規格。確切的規格是它具有“每度47像素的全息密度”，這意味著像素密度足夠高以允許您讀取8磅字體。

通常，當技術產品獲得更好的規格時，它會通過技術迭代的強大力量發生：更快的處理器，更大的電池，更多的RAM等等。但是這種策略不適用于HoloLens 2上的顯示器。它需要變得更輕，而不是更重。因此微軟必須徹底改變為不同類型的顯示技術。

激光和鏡子

基于激光的顯示器已經成為您臉上的計算機的一部分。英特爾的Vaunt項目使用了激光器，North Focals智能眼鏡也是如此。雖然微軟正在使用一些相同的基本組件，但是它們采用了不同的方向，并且在開發它們可以做的事情方面走得更遠。

HoloLens 2中的激光照射到一組鏡子中，每秒可以快速振蕩54,000個周期，因此反射光可以繪制顯示器。這兩個部分一起構成了微機電系統(MEMS)顯示器的基礎。這一切都很棘手，但MEMS顯示器的一個非常棘手的部分就是將它所描繪的圖像變成你的眼球。

北方公司使用的一種解決方案是在鏡頭上使用全息膠片將圖像直接反射到視網膜上。這有很多缺點：微小的顯示屏和低分辨率，兩個。但真正有問題的部分只是確保顯示器直接瞄準您的眼睛。您必須為北眼鏡定制，如果它們未對準，圖像可能會完全消失。

微軟不想要任何這些問題，所以它轉向了它在第一個HoloLens：waveguides上使用的東西。它們是眼前的玻璃片，經過精心蝕刻，可以反射出眼前的全息圖。HoloLens 2上的波導現在更輕，因為微軟正在使用兩個夾層玻璃板而不是三個。

當您將整個系統放在一起時 - 激光器，鏡子和波導 - 您可以獲得更明亮的顯示屏，更寬的視野，無需精確瞄準您的眼睛即可工作。微軟光學工程總經理Zulfi Alam認為，微軟在這個系統方面遙遙領先，波導絕對是混合現實的發展方向。“在未來的兩三年里，沒有競爭可以接近波導中這種保真度，”他爭辯道。

你想要更廣闊的視野嗎?簡單。只需增加反射激光的反射鏡的角度即可。更寬的角度意味著更大的圖像。

你想要更明亮的圖像嗎?再簡單一點。激光器，不要在它上面放得太精細，有點光。當然，你必須處理波導失去大量光線的事實，但我看到的顯示器設置為500尼特，對我來說看起來很明亮。微軟認為在最終版本中可能會更加明亮，具體取決于功耗。

您是否想要在沒有專門為耳機安裝的情況下看到全息圖?簡單又一次。波導不需要特定的配合或測量。你可以直接戴上耳機然后開始使用。它也可以坐在你眼前足夠遠，讓你可以舒適地戴上你需要的任何眼鏡。

簡單，簡單，對吧?事實上，它非常復雜。微軟必須為波導創建一個全新的蝕刻系統。它必須弄清楚如何通過光子將光引導到波導中的正確位置。“我們正在模擬來自激光器的每一個光子，”阿拉姆說。來自激光器的光不僅僅被反射; 它以多種顏色分開并通過顯示系統中的多個“瞳孔”，然后“重組”到波導上的正確位置。“每個光子都是根據預期的來計算的，”阿拉姆說。這需要大量的計算能力，因此微軟必須開發定制芯片，以便對照片的位置進行所有計算。

雖然波導的對準更容易，但這并不意味著它是完美的。這就是為什么鼻梁上有兩個微型攝像頭，針對你的眼球。它們將允許HoloLens 2自動測量瞳孔之間的距離并相應地調整圖像。這些相機還允許HoloLens 2在圖像傾斜或眼睛不均勻時垂直調整圖像。

這些相機的一種免費好處是，他們還可以掃描您的視網膜，讓您安全地登錄HoloLens 2。畢竟它運行Windows，因此它支持Windows Hello。它們還可以跟蹤您正在查找的位置，從而實現我將在下面進行的一些新用戶交互。

然后有力量：激光器，振蕩鏡和定制芯片來處理所有必須通過電池咀嚼的計算。但是阿拉姆告訴我，盡管如此，它仍然需要比替代品更少的電力。鏡子共振振蕩，因此移動它們所需的能量更少，有點像它們是有史以來最快的節拍器。激光器的損耗也低于LED，定制硅片可根據其特定任務進行優化。

“我們的發展趨向于真正的眼鏡形式，”阿拉姆說，“所有這些都是這一過程中的重要步驟。”

所有這些技術都令人印象深刻，但我不想夸大圖像質量。我使用的不是成品。我確實在一些全息圖周圍看到了一個微小的光環，它們有時會跳了一下。基于鼻梁眼掃描儀的大多數功能都沒有打開。盡管如此，與第一個HoloLens相比，我看到的是“酷炫的演示，我用了20分鐘，然后生氣”到“我可以看到人們使用它幾個小時，如果該軟件真的很有用。 ”

但是，如果你打算使用耳機“幾個小時”，它需要足夠舒適，以便首先離開。

舒適區

以下是你如何佩戴HoloLens 2：你戴上棒球帽，扭轉背面的旋鈕以收緊頭帶，然后你就會開始看全息圖。結束。

它比我上次試過的HoloLens或任何其他面部安裝的顯示器要小得多。由于顯示系統上的所有工作，您可以跳過額外的“與位置大驚小怪，以確保您可以看到圖像”步驟。事物的身體也更簡單。它是一個單一的樂隊，在你的頭部和額頭上施加最小的壓力。(如果需要，可選配頂部帶子。)

所有這一切都很好，但如果耳機佩戴起來不舒服則毫無意義。雖然我從未接受超過20分鐘的工作，但我認為它會持續更長時間。

微軟有一個“人為因素”實驗室，它喜歡展示其虛擬人頭和高速攝像機的集合。微軟設備設計團隊高級設計總監Carl Ledbetter向我介紹了微軟試圖進入最終產品的所有原型和材料。他解釋了微軟如何嘗試不同的設計和材料，最終登陸碳纖維以減輕重量。

所有這一切都很好，但如果耳機佩戴起來不舒服則毫無意義。雖然我從未接受超過20分鐘的工作，但我認為它會持續更長時間。

微軟有一個“人為因素”實驗室，它喜歡展示其虛擬人頭和高速攝像機的集合。微軟設備設計團隊高級設計總監Carl Ledbetter向我介紹了微軟試圖進入最終產品的所有原型和材料。他解釋了微軟如何嘗試不同的設計和材料，最終登陸碳纖維以減輕重量。

“現實是[我們必須]適合世界各地的兒童，成年人，男人，女人和不同種族。每個人的頭腦都不一樣，“他說。微軟有一個大約600個頭的數據庫，跟蹤顱骨的形狀，眼睛深度，鼻梁的大小和相對位置，以及其他變化。Ledbetter的團隊將傳感器連接到人的頸部，以測量肌肉拉傷，確保重心正確。

結果是HoloLens 2具有更寬容和靈活的貼合性。它只是更好地適應基本的，物理的人類現實。您可以翻轉遮陽板，使其遠離您的視野，這樣您就可以在不移除耳機的情況下進行目光接觸。擱在額頭上的記憶泡沫墊是可拆卸和可清潔的，并且熱量已經完全重新設計，因此熱量從頭部流出。

所有這些確實有幫助，但微軟所做的最重要的事情就是將重心移到你的耳朵后面，而不是靠你的眼睛。HoloLens 2并不比原來的HoloLens輕得多。但感覺更輕，因為它在你的頭上更自然地平衡。這種平衡帶來了巨大的變化。它的重量不太明顯，應該減輕你的脖子壓力。

Ledbetter通過移動最重的部分來移動重量：主處理器和電池現在位于耳機背面的模塊中，頭帶內的導線連接到顯示板和前面的組件。順便說一下，那個處理器是一個基于ARM的高通Snapdragon 850，這很重要，因為它解決了另一個基本的人類現實：我們討厭電池何時死機，我們討厭插入電源。一個ARM處理器意味著它可以有一個更小的電池。

最初的HoloLens在Intel處理器上運行，它運行Windows。從那時起，微軟已經做了大量的工作，以使Windows在ARM上運行良好。這些努力正逐漸在筆記本電腦上取得成果，但英特爾仍然是那些機器上的日常訂單，其中原始速度通常對用戶而言比電池壽命更重要。總的來說，與英特爾存在緊張關系。它不能提供移動設備所需的低功耗芯片。據報道，英特爾不得不游說微軟將Surface Go保留在芯片上。

那么HoloLens 2怎么樣?Alex Kipman是整個HoloLens項目的負責人。他說“ARM規則在電池供電的設備中。ARM的決定變得相當容易。如果你打算使用電池，那么現在很難找到一款沒有運行ARM的產品。“

當我指出有很多Windows筆記本電腦在使用英特爾芯片的電池上運行時，他變得更加直率。“對于使用電池供電的這類產品，英特爾目前甚至沒有SoC [片上系統]。他們確實有一個，之前的版本[HoloLens]有Cherry Trail，他們停止了。這個決定是明智的。“

對于工人，而不是消費者

HoloLens 2僅出售給公司，而不是出售給消費者。它的設計基于Kipman所說的“一線工人”，汽車商店，工廠車間，手術室以及外地人員。它專為那些用雙手工作并且很難將計算機或智能手機集成到日常工作中的人而設計。Kipman想要更換坐在工作室角落的油污的Windows 2000計算機。這與Google為Google Glass做出的決定幾乎相同。

“如果你想到全世界有70億人，那么像你我這樣的人 - 知識工作者 - 是迄今為止的少數民族，”他回答道。對他來說，將使用它的工人“可能正在修理我們的噴氣推進發動機的人。也許他們是某些零售空間的人。也許他們是在手術室里為你操作的醫生。“

他繼續說，這是因為“在某種意義上，被忽視或者沒有獲得技術的人[在他們的實踐工作中]，因為PC，平板電腦，手機并沒有真正適應這些體驗。”

很公平。這完全符合微軟對服務企業和企業需求的新關注，而不是試圖推出受歡迎的消費產品。這是我去年采訪首席執行官薩蒂亞·納德拉(Satya Nadella)時的一個要點，今天也是如此。正如我當時寫的那樣，它是“與我們過去常常想到的不同的微軟。這是不那么華而不實，是的，但它有更大的可能成功的好處。“

此外，Kipman認為，即使是HoloLens 2也不足以成為真正的大眾市場消費技術產品。“這是在混合現實中可以實現的最好，最高水印，我在這里告訴你，它仍然不是消費產品，”他說，然后繼續說道：

為什么它不是消費產品?它并不像你想要的那樣身臨其境。它比以前的兩倍更具沉浸感，[但它仍然不夠沉浸在街頭的消費者身上去使用它。它仍然不夠舒服...我會說，直到這些東西比最沉浸式產品更加身臨其境，比最舒適的產品更舒適，價格低于1000美元，我認為人們開玩笑地認為這些產品是準備。

Kipman表示，微軟尚未參與消費者對這類產品的炒作周期。“我們不是大肆宣傳VR的公司。我們當然不是炒作AR的公司。由于我們將這兩者合并為混合現實和人工智能的努力，我們也沒有大肆炒作。“

這不完全正確。我們已經看到很多來自微軟的演示展示了包括Minecraft在內的游戲以及HoloLens的其他消費者應用程序。因此，這種向企業市場的轉移絕對是一個支點。

但它是微軟更大的企業戰略的一部分。僅僅因為它不再被定位為消費產品并不意味著它不是一個重要的產品 - 微軟似乎致力于并且正在開發軟件。更好的界面

第一個HoloLens要求用戶學習尷尬的手勢，例如“Air Tap”和“Bloom”。你必須制作這些真正特定的手勢，因為這是所有第一個HoloLens的傳感器都能檢測和理解的。

HoloLens 2可以檢測和理解更多，因為用于閱讀房間的新型傳感器陣列稱為Azure Kinect。“Kinect”，因為這是可以掃描房間的微軟相機的品牌，“Azure”，因為看起來公司現在所做的一切都與它的云服務有某種聯系，并且作為進一步的信號，這是一個商業產品，而不是Xbox添加 - 上。

“HoloLens 1只是一個大網格。這就像在現實世界中放下一條毯子，“基普曼說。“通過HoloLens 2，我們可以從空間映射到空間的語義理解。你明白什么是沙發，坐在沙發上的人是什么，窗戶和墻壁之間有什么區別。“

我不能說Kinect 實際能夠識別對象的程度 - 微軟沒有為我們演示任何這些 - 但它理論上是有效的，因為Azure Kinect看到房間的分辨率更高，因為它連接到云端幫助它弄清楚事物是什么的服務。

有一個方面，我可以明確地說更高保真度是真實的：它能夠識別我的手以及它更容易做的事情。它可以在空間中跟蹤雙手最多25個關節點，這意味著您不再需要使用Air Tap手勢與全息圖進行交互。

在一個演示中，我在一個房間里踱步，看著桌子上擺放的各種全息圖。當我伸手進去時，每個人周圍都出現一個盒子，邊緣和角落上都有小抓柄。我可以伸手抓住整個盒子并移動全息圖。我也可以抓住一個邊緣來旋轉它，或者兩個邊緣來調整它。當有一個按鈕時，我可以伸出手指推動它。我懷疑它是否足夠準確，比如讓你輸入一個虛擬的QWERTY鍵盤，但它仍然比第一代更大一步。

眼動追蹤也會影響您與全息圖的交互方式。HoloLens 2可以檢測您正在查找的位置，并將該信息用作一種用戶界面。有一些演示，我只是盯著一個小泡泡，讓它進入全息煙火，但最有用的是自動卷軸。我越接近頁面的底部，滾動的單詞越快，但是當我回頭看時它停止了。

我沒有看到完整的頂級用戶界面，所以我不知道這是否正在改變。但有一點絕對不是：它仍然運行Windows。它利用Windows OneCore中的共享代碼，這意味著您將無法獲得傳統的Windows桌面外殼，但您可以在其上運行任何通用Windows應用程序。它還有必要的驅動程序，如果你真的想讓你通過藍牙連接鍵盤和鼠標。

微軟混合現實的主要團隊項目經理Chaitanya Sareen解釋說，他們試圖“讓機器圍繞人而不是相反。”Sareen將這種“本能互動”稱為“直覺”，而不是“直覺”。它可以背負我們已經對世界上真實物體所做的事情。“有人出生時說'窗戶的上角會有一個關閉按鈕'嗎?不，“他說。“我們學習了很多接口。”

Sareen仍在思考用戶界面的一些細節，但目標是使用您作為幼兒時所選擇的許多自然手勢，而不是讓您學習一種全新的界面語言。

微軟還為開發人員提供了新的軟件工具。最重要的動態365指南之一將是一個帶有模板的混合現實應用程序，用于創建修復像ATV這樣的現實世界的指令。其他工具依賴于Microsoft的云服務。一個是Azure遠程渲染，它允許HoloLens將一些計算負載卸載到云端。之所以存在是因為HoloLens 2只能存儲和呈現有限類型的細節，例如本地引擎的3D渲染。借助遠程渲染，一些細節可以從云中實時顯示，因此它可以顯示無限級別的細節，使您可以建模并與全息機器的最小部分進行交互。

最后，還有Azure Spatial Anchors。它可以讓你將全息圖固定到世界上真實的地方。在基本層面上，它與Apple和Google在增強現實中已經做的完全不同：讓多個設備看到同一個虛擬對象并與之交互。不過，微軟的雄心壯志更為宏大：它希望為“全球規模”的全息圖集創建基礎架構，并且它正在構建工具，讓開發人員可以跨平臺使用該基礎架構，包括iOS和Android。

解決這個問題需要的不僅僅是GPS定位和物體識別。基普曼談到了很多關于區分位于不同樓層同一地點的無聊會議室。使用光學器件跟蹤太空中的物體是非常困難的。圍繞建筑物走一圈，你的位置會漂移，所以計算機不會把你的終點放在起點上。關于微軟實際解決這些問題的程度有多么模糊，但它正積極致力于解決這些問題。

Alex Kipman認為我們處于“計算的第三個時代”的懸崖邊上。首先是帶有開放式架構的個人電腦，第二個帶有圍墻花園應用程序商店的手機，現在他希望混合現實耳機能夠將鐘擺擺回開放狀態，因為微軟打算讓HoloLens保持開放。HoloLens與Microsoft的云服務協同工作，但它也適用于其他生態系統。Kipman說HoloLens和Azure“松散耦合，但緊密排列”。

我可以做的不僅僅是對他對計算歷史的總結的狡辯，并指出還有相當多的弱勢群體要求開放的歷史，但更大的一點是：微軟認為混合現實將是一個大交易。

了解微軟最近的計劃要求比以往更多的術語。特別是HoloLens 2，期待大量關于“價值實現時間”的討論(用戶在從雇主那里獲得設備后可以做多快的事情)和“智能優勢”(具有自己計算能力的設備仍然連接)到云端)。

所有這些談話對于普通消費者來說都存在認知失調。相反，基普曼的抗議，圍繞HoloLens 2進行大量宣傳。它現在只針對公司。其中一些當之無愧。我認為HoloLens 2是一個技術奇跡。僅僅因為它不是作為消費者設備出售并不意味著它也不是一項重要的技術，這可能會改變我們對計算機應該是什么樣子的概念。

但我們習慣于消費電子公司盡最大努力將這些技術奇跡放在商店貨架上，將這些炒作轉化為我們口袋和頭上的小工具。

對于HoloLens 2，炒作不是關于個人技術。這只是生意。