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AR眼鏡是否會取代智慧型手機?

AR眼鏡未來是否會取代智慧型手機?是科技產品熱議的話題。Ian Zelbo

元宇宙(Metaverse)是近來最發燒的話題,最近很多公司的產品或技術都特別強調跟元宇宙有密切的關聯,以吸引投資者的目光。在元宇宙虛實整合的世界裡,無疑地擴增實境(AR)與虛擬實境(VR),是最早新創的兩個平台。AR與VR都是以眼部穿戴式裝置為主要訴求,而AR是可行動的,VR比較靜態。也因此衍生出更進一步的討論:AR眼鏡未來有可能取代智慧型手機,而VR會取代NB!在科技的國度裡,坦白說唯一不會缺少的就是話題了。

AR眼鏡是否會取代智慧型手機?在回答這個問題前,我們得先思考不同AR眼鏡的產品定位及所需的配備。Google在十年前就推出了相關的產品,但受限於當時的技術、售價過高及隱私權等問題而終止。而如今各家產品的定位,會跟各自所擁有的平台有密切的關係,所以Google、微軟(Microsoft)、蘋果(Apple)甚至改名為Meta的Facebook,在AR眼鏡的定位上會有所不同。

AR眼鏡在設計上包括了光學投射系統及電訊號的處理及傳輸,但同時又受限於穿戴式裝置,所以有體積、重量及電池續航力的諸多限制。電訊號需要有多核心的處理器,以及高數據量的無線傳輸功能。AR眼鏡是無法使用市售的平面顯示器來做畫面顯示的功能,其一是顯示器不透明無法做到虛實的整合,其二是人的眼球焦距有一定的明視距離,距離過近是無法成像在視網膜上的。因此只有用投影的方式,將影像經過透鏡成像在我們前方適當的距離,就如同眼鏡利用透鏡所形成的虛像,成像在我們眼球焦距能接受的距離,這樣影像就能清晰地呈現在視網膜上。

平心而論,AR眼鏡在技術上是非常的挑戰,主要是處理光學系統的投射。光學是個古老且進步緩慢的學科,原因在於光的本身是由不同顏色波長的單色光所組成,而這些不同波長的光在透鏡及不同介質中,傳播的速度不一樣的,再加上波長很短,稍微有些誤差光線就會混成不是我們所想要的色調,而人類的眼睛又是如此的敏感且挑剔。所以光在空間中傳播是很難被駕馭的,不像電訊號般的容易。學生時代做光學試驗,光是在事前校準各光路系統,就得來回花個老半天的時間。而電學實驗,只要電線一接上去,就可以開始工作了。

另外人機介面的控制系統,無疑也是AR眼鏡另一重大的挑戰。Google是利用鏡架上的小型觸控板來完成,因此是需要用手來碰觸。微軟及蘋果在觸控上就比較先進,是利用光學來判斷手指在AR眼鏡前的位置,再與虛擬的影像結合,而達到人機介面的控制。這就像阿湯哥在電影《關鍵報告》中的場景,兩隻手在空間中不停的滑動。微軟的HoloLens是利用眼鏡兩側的攝影鏡頭,所形成的立體影像去追蹤手指的位置。蘋果是注重隱私權的公司,所以在AR眼鏡上沒有攝影鏡頭,蘋果是利用低功率的光達(LiDAR)來判斷手指的方位,光達就比較沒有隱私權的問題。

眼部穿戴裝置的另一個問題就是使用者的體驗,我們用裸眼或戴眼鏡看物體時,當我們頭在移動或轉動,所看到的物體仍是靜止不動的,這一直以來是我們的習慣性。但是AR眼鏡所呈現的畫面,若會隨著我們頭部的些許動作而同樣地移動,就會不符合我們的慣性,令人會有暈眩的感覺。所以AR眼鏡都需要配置六軸或九軸的加速器及陀螺儀,以校準回來使所呈現的影像不因頭部的動作而變化,但再如何回復也很難做到絕對的畫面靜止,因此些許的暈眩是免不了的。

AR眼鏡除了做到虛實整合外,另一重要訴求就是在觀看訊息的同時,兩隻手是可以做其他的動作,不像時下的智慧型手機使用者,不僅是低頭族,而且是兩手被綁住的低頭族。當初Steve Jobs在開發iPhone時就立下個規定,那就是要讓使用者能夠單手操控手機,目的就是讓另一隻手可同時做其他的事。所以有一陣子,蘋果的手機螢幕總是比其他廠牌的小,最後蘋果還是抵擋不住消費者的要求,而加大了螢幕的尺寸。所以AR眼鏡就同時解決了智慧型手機的這兩大問題。

最後大家還是會關心AR眼鏡是否會取代智慧型手機?這跟前述各家公司所擁有的平台有關。蘋果因為有智慧型手機的平台,所以在AR眼鏡上很多後段訊號處理、無線訊號傳輸及記憶體等,都可以讓iPhone來處理,就如同Apple Watch之於iPhone。所以蘋果的AR眼鏡可以專注在光學投影及人機介面上,這樣不僅重量輕、電池續航力強,而且價格實惠,適合普羅大眾所使用。

其他的公司如Google、微軟及Meta,就缺乏了可攜式硬體的平台。AR眼鏡在設計上得當作獨立的個體,所以訊號處理、無線傳輸及記憶體等缺一不可,價格絕對不親民。所以他們所開發的AR眼鏡,訴求的對象是工作上需要的專業人員。

所以AR眼鏡是否會取代智慧型手機?這個問題的答案,是不是就很清楚了。

曾任中央大學電機系教授及系主任,後擔任工研院電子光電所副所長及所長,2013年起投身產業界,曾擔任漢民科技策略長、漢磊科技總經理及漢磊投資控股公司執行長。