站长资讯网目前在日本以及其他很多国家市场上销售的头戴式显示设备(HMD)，大都是将虚拟世界与现实世界割裂开来。但爱普生独具匠心，研发了可透视头戴显示设备。为了了解开发团队的初衷，以及思考智能眼镜的未来发展前景，我们与爱普生Moverio智能眼镜的系统工程师进行了深入交流。
VSM项目系统工程师Fujimaki
定位传感
挑战未知，带来更灵活的视觉体验
Moverio项目是如何开始的？
Fujimaki：2009年秋天，我参与了EL显示屏的开发，研发部人员与时任总裁碓井稔先生经常讨论，是否可以利用现有核心技术开发新领域产品。当时我们已经有了微显示和光学投影技术，所以觉得应该应用这些技术开发新产品。最终，头戴式显示设备进入了我们的候选名单。在深入研究了头戴式显示器之后，总裁碓井稔先生非常认可将其商业化的想法，项目也因此展开。最初的产品研发团队是由9个拥有不同技术背景的人组成，当时的目标是利用投影机的现有资源开发一种新型的头戴式显示器，使用户可以随时随地以任何姿势享受大屏娱乐。虽然项目团队有直属部门，但我们需要直接向总裁汇报工作。回顾过去，很难想象，在商业化道路伊始，我们的团队规模是如此之小。大约两年后，在多个部门的帮助下，我们在2011年圣诞节期间上市了一款产品，就是BT-100，全球首款独立透视型智能眼镜*1。
*BT-100于2011年11月25日发布，是全球首款以无线方式提供视听内容的双目消费级智能眼镜。
当时市场上没有任何产品可供参考，那对于一款全新的产品，您如何看待它的市场前景？
Fujimaki：正当我们考虑将BT-100商业化时，视频分享服务开始受到公众青睐，拥有智能手机的人数也在逐渐增加，应运而生的是越来越多的人开始花时间在移动设备上观看视频。再加上4G服务的加持，我们认为视频观看需求的潜力巨大。综合这些变化趋势，为了让人们能够随时随地以任何姿势享受大屏娱乐，我们对产品的核心功能进行了定义，希望它是双目可透视的，这样用户可同时查看投影图像和周围环境。不仅如此，我们还希望它能像一副眼镜一样脱戴自如，并能通过内置电池使其能独立运行，实现移动观看。
不同于传统头戴式显示器，Moverio系列产品还具有无线通信功能，配合传感器使用，可实现更多功能。因此，我们将这款新产品归类为智能眼镜。
Moverio系列智能眼镜不仅支持SD卡播放，还可通过Wi-Fi进行图像传输。并且该系列智能眼镜通过了DLNA(Digital Living Network Alliance数字生活网络联盟)认证，使用者可以通过Wi-Fi共享蓝光播放器的视频，实现移动观影。除此之外，它还支持HDMI、USB-C等有线连接方式，轻松适配电脑等电子设备。
在BT-100上市后，我们发现人们对这类设备的需求远超出预期，增强现实技术不仅可以应用于娱乐和旅游方面，人们还可以使用头戴式显示设备为海外工厂提供远程技术支持，省去差旅麻烦。而类似在电线杆、铁塔上实施的高空作业，过去可能需要两个人共同完成，现在可以借助头戴式显示设备进行远程指导，从而减少现场人员的数量，提升工作效率。当然，智能眼镜还有很大的开发空间，我们也会不断收集客户的实际应用需求进行改进升级。
另辟蹊径
透视型头戴式显示设备在技术上的难度比封闭式设备更大，那么您为什么选择迎难而上呢？
Fujimaki：在我们研发的起步阶段，竞争对手发布了非透视型头戴式显示设备。是选择透视型还是非透视型?哪一种更为理想?对此当时在团队内部有很多争论。同时，如果选择透视型，那是应该使用单目显示器使尺寸和重量最小化，还是使用双目显示器实现立体视觉效果呢?
最后，我们认为产品的最终形态应该是一个可穿戴的、即使是在户外移动也可以使用的观影设备。因此，尽管知道我们会面临许多技术难题，开发时间也将拉长，我们还是决定研发透视型双目头戴式显示设备。
头戴式显示器通常分为两类：透视型和非透视型。非透视型被广泛应用于VR游戏等领域。而透视型更侧重于商业应用，用户价值也越来越清晰，例如远程协助的应用，或能帮助解放双手进行工作。同时，我们也在开发可用于远程指导的应用程序，提高产品可用性。
您在开发过程中遇到过哪些困难？
Fujimaki：为了实现为Moverio配备一套双目透视型系统的最终目标，从光学引擎的开发直至量产，我们都在不断的直面挑战。
兼顾显示屏上的高画质和实现良好的透视性能是一个巨大的难题，因为这需要复杂的光学设计验证能力以及精密的生产技术。在这个过程中我们遇到了许多问题，工程设计的轻微偏差、或是制造过程中的轻微误差，都可能导致显示屏框架外出现重像，或现实世界图像的扭曲。通过制作原型，我们发现传统的光学仿真并不适用。
同时，我们非常重视微显示器的显像效果。因此在量产之前，我们的设计团队与制造团队一起，研究并解决了这个技术问题。
不仅如此，要实现产品的综合平衡同样充满挑战。这不仅需要改善显示性能，增加功能，还必须考虑可穿戴性和外观，我认为这将是头戴式显示设备发展过程中的持续性问题。如果拓宽视角以获得更出色的图像，就必须要大幅增加光学引擎的尺寸，但这必将增加设备的重量。
我们在设计上下了很多功夫，理想情况下，头戴设备应该很小，并且必须考虑到每个人的头部形状和大小都有不同的现实情况。此外，对于戴眼镜和不戴眼镜的人来说，设备必须同样舒适。由于多种因素的共同影响，使得用户的最佳佩戴位置差异很大。我们分析了头部大小、耳鼻距离以及瞳孔间距等方面的数据，提出了不同的设计理念，制作了一系列模型让人们试戴，从而寻找适用性最广的解决方案。
我主要负责系统设计，所以我必须找到解决散热和噪音问题的方法，随着功能的增加和产品尺寸的缩小，这些问题会越发突出。由于视频信号的速度会随着图像分辨率的提高而提高，设备会随着摄像头和运动传感器等功能的增加而变得更加智能，我面临的问题是如何在不增加设备尺寸的情况下将热量和EMC(Electro Magnetic Compatibility电磁兼容性)噪音降到最低。最终，我们推出了一款小型多功能智能眼镜，可以通过使用专用混合线束来解决噪音问题，并基于过去的产品开发经验，使用热模拟技术来优化散热效果，从而满足了设备的质量和安全要求。
Moverio的开发涉及了哪些新技术？
Fujimaki：Moverio系列使用的微显示器基于投影机技术开发，但投影机的微显示器和智能眼镜的微显示器有着不同的结构。投影机有三个显示屏，分别为红色、绿色和蓝色。这些显示器上的图像相互叠加，形成最终的全彩图像。相比之下，Moverio中使用的面板装有一个RGB滤色器，因此每个面板都会生成一幅全彩图像。Moverio采用单面板设计，因为投影机需要高亮度，而头戴式显示器必须尺寸够小。爱普生独创的单面板全彩微显示器是决定Moverio图像质量的核心技术。
从第三代光学引擎开始，我们便开始使用全新开发的Si-OLED技术。Si-OLED显示屏具有更好的性能、对比度以及更宽的色域。第四代光学引擎中的Si-OLED显示屏尺寸为0.45英寸，分辨率为1920×1080。举个例子来形象说明就是，一般智能手机的像素密度约为每英寸600像素，而Si-OLED显示面板每英寸超过4800像素。
此外，使用Si-OLED面板时，我们采用了一种独创的光分布控制技术，该技术的应用存在很多壁垒。但是通过与光学部门通力合作，我们成功地缩小了产品的尺寸。
凭借尖端技术的应用，我们成功设计出一款重量轻、视野广的产品。最初的Moverio产品(即BT-100)重240克，视角为23度，相当于在5米之外观看一个80英寸的屏幕。相比之下，最新一代的Moverio产品(即BT-40)重95克，视角为34度，相当于在5米之外观看120英寸的屏幕。
可穿戴显示器普及时代
智能眼镜未来将如何发展演变？
Fujimaki：目前，透视型智能眼镜市场更多地面向企业，而非供普通消费者日常使用。我们看到，透视型智能眼镜的商业应用呈增长态势，因为它解放了人的双手，显示虚拟图像的同时也可看到周围环境。配置摄像头后，透视型智能眼镜可以实现视觉信息的远程实时共享，从而可以远程为现场人员提供指导。
配备传感器的设备正在越来越多地被用于在游乐园、美术馆和博物馆等旅游景点导览中，它可以为游客显示360度视频和AR内容。在海外，我们的智能眼镜还被用于解决现实生活中的实际问题，如为听力受损者显示对话文字，为歌剧院观众显示实时翻译字幕等。
我个人希望将传统体育和电子竞技相结合，使现实世界与有增强现实的元素融合。在日本札幌圆顶球场举行的一场棒球比赛中，我们进行过一次试验，结果我们的产品大受欢迎。观众在观看比赛时戴上Moverio，不仅可以看到比赛得分，听评论，还可以看到屏幕上显示的其他信息。如果这一想法得到进一步落实，一种新型的体育娱乐方式将成为可能，届时，智能眼镜可实时识别空间，将AR效果将叠加在周围环境之上。
我们的目标是扩展智能眼镜的应用场景及演示内容，让可穿戴显示设备像智能手机一样得到普及。尽管Moverio系列在亮度、分辨率和双目视觉等性能参数方面表现出色，但市场上智能眼镜的素材内容明显不足，因此，与其单靠我们自己的技术，不如积极与合作伙伴开展合作，通过开放式创新打开更广阔的市场。
Moverio品牌标志了我们致力于创造移动大屏视觉文化的决心。我希望通过爱普生的优势，让可穿戴显示器可以在人们的日常生活中得到普及。
备注：
*1，资料来源：爱普生研究
关于爱普生（Epson）
爱普生是全球技术领先企业，总部位于日本，目前全球年销售额超过1万亿日元。
爱普生通过原创的“省、小、精”技术和“数字技术”，致力于共同创建一个将人、物与信息互联的可持续发展的社会，让世界变得更加和谐美好。在办公和家庭打印、商业和工业打印、制造、视觉、生活方式等领域持续创新，爱普生力争到2050年实现碳负排放及地下资源零消耗(消除对石油和金属等可枯竭地下资源的使用)。
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