使用智能眼鏡增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的想法并不新鮮。1997年，哥倫比亞大學(xué)的一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了第一個(gè)原型機(jī)。

哥倫比亞大學(xué)的AR系統(tǒng)是為城市探索而設(shè)計(jì)的。用戶必須背著背包，頭戴顯示器，同時(shí)手持顯示器和手寫筆。在這個(gè)原型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，智能眼鏡逐漸演變成我們今天看到的熟悉的緊湊型眼鏡。

使用哥倫比亞大學(xué)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，用戶需要佩戴一個(gè)背包、一個(gè)頭戴顯示器、一個(gè)手持顯示器和它的手寫筆

盡管AR智能眼鏡已經(jīng)上市多年，但在一些消費(fèi)者和設(shè)計(jì)層面的問(wèn)題上，它們的應(yīng)用一直緩慢。其中一些主要障礙包括挑戰(zhàn)用戶與設(shè)備的交互、有限的計(jì)算能力和短的電池壽命。然而，最大的挑戰(zhàn)之一是微小的形狀因素。

盡管面臨這些挑戰(zhàn)，F(xiàn)acebook等科技巨頭似乎決心讓智能眼鏡像智能手表等其他可穿戴設(shè)備一樣普及。事實(shí)上，F(xiàn)acebook最近發(fā)布了“雷朋故事”（Ray-Ban Stories），讓佩戴者可以免提拍攝視角照片和視頻。

尺寸是智能眼鏡制造商面臨的最大挑戰(zhàn)之一，工程師必須找到新的方法來(lái)縮小系統(tǒng)的物理尺寸，以便全天使用。

AR智能眼鏡需要一長(zhǎng)串組件

大多數(shù)開(kāi)發(fā)者認(rèn)為智能眼鏡的未來(lái)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)界面交織在一起。然而，“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”集成意味著大量的組件—這似乎阻礙了小型智能玻璃的設(shè)計(jì)。

首先，為了將計(jì)算機(jī)生成的信息疊加到現(xiàn)實(shí)世界的物理對(duì)象上，商業(yè)智能眼鏡（如谷歌Glass）在佩戴者的視線內(nèi)放置了一個(gè)透明的顯示器。至少需要一個(gè)相機(jī)捕捉視頻和圖像。還有一些智能眼鏡，包括深度攝像頭或紅外視覺(jué)，相對(duì)來(lái)說(shuō)體積更大，重量也更重。

隨著現(xiàn)代可穿戴設(shè)備的需求，智能眼鏡通常需要一長(zhǎng)串的硬件組件（如谷歌Glass技術(shù)規(guī)格列表所示），這是設(shè)計(jì)師在處理小型PCB時(shí)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)

麥克風(fēng)也被嵌入到智能眼鏡中，用于接收語(yǔ)音指令和打電話。典型的智能眼鏡配備了多個(gè)其他傳感器，如加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)。這些傳感器允許用戶監(jiān)測(cè)自己的運(yùn)動(dòng)，無(wú)論是靜止、行走還是跑步。加速度計(jì)和陀螺儀穩(wěn)定攝像機(jī)捕捉到的圖像。

智能眼鏡通常也使用GPS來(lái)確定佩戴者的當(dāng)前位置，并支持基于地理位置的應(yīng)用程序，如駕駛方向。

還需要一個(gè)具有足夠計(jì)算能力的處理器來(lái)處理從不同傳感器收集的信息，并產(chǎn)生所需的輸出。該系統(tǒng)的另一個(gè)關(guān)鍵部分是電池，它應(yīng)該能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供足夠長(zhǎng)的時(shí)間的電力。

形狀因素要求的結(jié)果

雖然今天的微型化電子元件已經(jīng)使非常緊湊的智能眼鏡成為可能，但仍然有一些主要的限制：只能使用非常小的顯示器，嵌入式處理器相對(duì)較弱，電池壽命很短。

此外，這些設(shè)備沒(méi)有觸摸屏，這是用戶對(duì)移動(dòng)設(shè)備和可穿戴設(shè)備的期望。相反，智能眼鏡采用了幾種不同的交互方式，如語(yǔ)音指令、頭部運(yùn)動(dòng)和手勢(shì)檢測(cè)。然而，有了這些有限的交互方法，使用智能眼鏡完成復(fù)雜的任務(wù)可能會(huì)很困難。即使是簡(jiǎn)單的任務(wù)，比如輸入密碼，也可能需要一個(gè)不方便的過(guò)程。

例如，一組研究人員提出了一個(gè)多步驟的輸入防泄露密碼的過(guò)程：在觸控板上做一個(gè)簡(jiǎn)單的手勢(shì)，稍微轉(zhuǎn)動(dòng)頭部，然后根據(jù)智能眼鏡近眼顯示的隱藏信息說(shuō)出數(shù)字。

考慮到這些局限性，AR智能眼鏡能否在智能手機(jī)或智能手表領(lǐng)域得到應(yīng)用還是個(gè)未知數(shù)。然而，專業(yè)智能眼鏡—包括工業(yè)眼鏡、智能頭盔和運(yùn)動(dòng)教練眼鏡—在某些應(yīng)用中有采用的潛力。

雷朋的故事

Facebook的“雷朋故事”（Ray-Ban Stories）就是最近專業(yè)智能眼鏡的一個(gè)例子。目前版本的“雷朋故事”不包括顯示功能，實(shí)際上也不是為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。

這些智能眼鏡的設(shè)計(jì)目的只有幾個(gè)：

拍攝照片和視頻

使用配套的應(yīng)用程序在Facebook的服務(wù)中分享照片和視頻

聽(tīng)音樂(lè)

通過(guò)嵌入鏡框手臂的近耳揚(yáng)聲器接聽(tīng)電話

將支持的特性數(shù)量保持在較低的水平可以實(shí)現(xiàn)緊湊的形式。添加攝像頭和其他所需的電子元件，與相應(yīng)的經(jīng)典框架相比，只略微增加了新眼鏡的尺寸。

即使沒(méi)有AR，外形因素也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

在評(píng)論他們的智能眼鏡的外形因素的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)時(shí)，F(xiàn)acebook的新聞稿寫道：

”我們必須重新設(shè)計(jì)組件，使所有的東西——兩個(gè)攝像頭、一組微型揚(yáng)聲器、一個(gè)三個(gè)麥克風(fēng)的音頻陣列、一個(gè)優(yōu)化的Snapdragon處理器、一個(gè)電容觸摸板、一個(gè)電池，以及更多的適合于盡可能小的空間和盡可能輕的框架?！?/p>

“Ray-Ban Stories“的框架右臂上有一個(gè)按鈕，允許用戶拍攝30秒的視頻或照片。照片和視頻也可以通過(guò)語(yǔ)音指令免提捕捉。當(dāng)佩戴者在拍照或錄像時(shí)，一個(gè)硬連接的LED燈就會(huì)亮起來(lái)，讓其他人知道。將拍攝的照片和視頻上傳到手機(jī)后進(jìn)行后期處理，以提高“雷朋故事”的雙500萬(wàn)攝像頭的性能。

Ray-Ban Stories使用三麥克風(fēng)音頻陣列、波束形成技術(shù)和噪聲抵消算法來(lái)提高通話和視頻的語(yǔ)音質(zhì)量。Facebook稱，這種通話體驗(yàn)就像你期待的專用耳機(jī)一樣。這款可穿戴設(shè)備配有一個(gè)特別設(shè)計(jì)的外殼，它還可以充當(dāng)便攜式充電器。充滿電后，佩戴者可以再連續(xù)使用三天。