微軟Hololens2是怎麼做出來的？

上個月我在德國探訪 TUV 萊茵公司時，偶然獲得了一次體驗微軟初代 Hololens 的機會。

當時我身處於一間巨大的會議室，萊茵工程師幫我將設備戴上，調好雙眼的瞳距，之後正前方便出現了一個類似全息投影的發動機組件，我還伸手亂戳了一番。但與此同時，四周真實存在的物體同樣能被我看到。

萊茵負責人在現場告訴我，這些 Hololens 並不是拿來炫技的，而是專供企業進行數字化學習。比如說在汽車修理培訓中，部件與部件組裝、如何運作往往是員工們最難掌握的知識點，僅靠文字、圖片和視頻，很難獲得直觀的理解，但借助 AR 設備則可以很好地解決問題。

因價格高昂，且應用場景較少，這款於四年前發布的頭戴式 AR 設備鮮少出現在大眾市場中。對微軟來說，它更多還是一款麵向大型企業，或是第三方開發商的專業級設備，也是打造未來計算的基礎。

第二代 Hololens 於今年年初發布，曆經大半年的等待，微軟在 11 月 8 日宣布這款設備將於近期開始出貨，可 3500 美元的定價意味著它仍很難進入尋常家庭。

在開售前，FastCompany 專門探訪了微軟的開發團隊，分享了 Hololens 2 在設計過程的一些故事，以及微軟對於這種前瞻性技術設備的思考。

其中一點就是對設備重心的調整。初代 Hololens 的整機重量達到了 579g，相當於你頭上頂著三台 iPhone 11 Pro，而且還存在頭重腳輕的情況。

我之前體驗時也發現，一旦使用者晃動腦袋，或是碰到鼻梁較低的人，Hololens 就會像眼鏡一樣慢慢往下滑，偶爾還得用另一隻手將設備往上托。

微軟聽取了早期使用者的反饋，決定修改 Hololens 2 的結構。他們將電池等部分元件放在了後腦勺的位置，而不再是前方的額頭墊內，從而將整個設備的重心後移，保持前後各 50% 重量的平衡。

但從硬件角度，做到這一點比設計更為困難。這意味著硬件團隊需要將原本已經整合好的元器件和電路板分開兩部分，一部分放在額頭的位置，另一部分放在後腦勺處，然後再利用兩側頭帶內的布線連接到一起。

「混合現實設備很看重響應的速度，因為你身體一動，設備就得檢測你頭部或是手勢的動作，再及時給予你雙眼的反饋。」微軟工程師 Alex Kipman 談到這一設計改變時說道，他也是 Hololens 項目的幕後功臣之一。

雖然最終 Hololens 2 的重量並沒有降低很多（隻減了 13g），但開發團隊強調它的佩戴舒適感比初代提升了 3 倍，新的聚合物保護墊還能防止你在摘下設備時出現夾頭發的情況。

Hololens 2 的舒適性還體現在另一點。如今大部分 VR/AR 設備使用時間一長，都會出現雙眼極度疲勞的情況。此時用戶往往需要將整個設備摘下來，讓眼睛獲得休息。

但在 Hololens 2 上，微軟則將眼罩部分設計成翻折結構，便於使用者隨時在虛擬和現實這兩個環境中切換。

「它就像一個雙層太陽眼鏡，我可以把鏡片翻起來，但 Hololens 2 的頭帶還是會固定在頭部。」FastCompany 的作者 Mark Wilson 體驗完說道。微軟告訴他這是一個功能驅動的設計，他們起初覺得這很滑稽，但卻發現能讓人養成一種習慣並變成本能行為。

同時，可翻折的眼罩也讓 Hololens 2 的使用者們不必一直將雙眼藏在鏡片之後，而是能夠以一種更開放、自然的姿態與他人溝通。

另外，微軟的人體工學實驗室也為 Hololens 2 的設計提供了大量的數據支撐。他們用 3D 掃描儀器收集了約 600 多位不同年齡、性別的人類頭部，希望能計算出額頭以及後腦勺枕骨的閾值。

這兩個數值因頭型而異，但 Hololens 2 不可能為每一種頭型都製作一種極為貼合的保護墊，隻能找到最泛用的數值，同時讓用戶靠調節頭帶大小來確保設備穩定。

Hololens 2 還大幅提升了視野麵積，這裏所說的「視野麵積」，指的是戴上設備後雙眼能看到的顯示內容。

很多人曾吐槽初代 Hololens 能看到的東西十分有限。表麵上，你覺得官方宣傳視頻很酷，以為自己也能看到填滿了一整間屋子的全息投影。

可實際呢，用戶的視域隻局限於正中央的一小塊長方形內，好比是將一塊巨大的顯示屏放在距離你一米開外的地方。當你轉動頭部時，部分全息影像的邊緣還會被「裁」掉一部分。

到了 Hololens 2 這一代，微軟將可視區域擴大了 2 倍，同時基於新研發的 MEMS 激光掃描技術，成像的色彩對比度也有了進一步提升。

如果你是首次佩戴 Hololens 2，最開始還會看到一隻撲騰著翅膀的蜂鳥，你可以伸手和它進行互動。很多人以為這隻是一個演示 Demo，但在互動過程中，係統其實也在悄悄地進行手勢校準識別的工作。

然而，想要複現宣傳視頻中那種完全無死角的全息投影效果依舊很難，這其中有光學技術的限製，也有性能、續航上的考慮，微軟隻能逐漸朝著最理想的方向努力。

「Hololens 的最終目標肯定是變成一副十分輕巧的眼鏡，就像你在商場裏看到的那些一樣。」Alex Kipman 說道：「但當下來看，我們的技術還沒發展到那一步。」

Kipman 還強調說，Hololens 並不是為了趕時髦而開發出來的設備，他希望人們能接受它專業級工具的定位，而不是一個隨處可見的配件，亦或是時尚品。

「時尚可能會轉瞬即逝，但技術不應該隻是曇花一現。多年以後，人們應該會明白這些設備的存在意義。」

題圖來源：HoloLens 2