Kuidas nutikad prillid töötavad?

Nutiklaasid on kantavas nutitehnikas järgmine suur asi. Need pakuvad võimalust tuua meie nutitelefonides leiduv tehnoloogia otse silma ja kõrva.

2013. aastal tõi Google turule esimesed nutikad prillid. Google Glass Explorer oli lõpuks kommertslik ebaõnnestumine, kuid sellest ajast alates on mitu ettevõtet loonud oma nutiprillide versiooni ja see valdkond kasvab kuuks põnevamaks.

Niisiis, kuidas nutikad prillid töötavad? Kas need on nii keerulised kui kõlavad? Loe edasi, et teada saada.

Mis on nutikad prillid?

Nutiprillid on kantavad arvutiprillid, millel võib olla erinevaid funktsioone. Mõni paneb vaateväljas teabe nagu an liitreaalsuse (AR) ülekate. Mõni võib pakkuda võimalust kõnedele vastata ja muusikat kuulata, kuid ei paku visuaalset väljundit. Teised võivad läätsede tumedust lihtsalt sõltuvalt valgustusest muuta.

Põhimõtteliselt on nutikate prillide eesmärk pakkuda nutitelefonide ja sarnaste seadmete traadita funktsionaalsust otse teie näole või pähe. Nutikad prillid võivad olla kas puutetundlikud või täiesti käed-vabad. Need võimaldavad teil helistada või sõnumitele vastata, pildistada ja videoid vaatenurgast vaadata, muusikat kuulata, rakendustega suhelda, GPS-navigeerimist või AR-ülekatte kuvamist.

Nutikatel prillidel on ka märkimisväärne võimalus võimeid erinevates tööstusharudes, sealhulgas logistika, tervishoid ja ehitus.

Millistest osadest nutikad prillid koosnevad?

Selleks, et nutiklaasid pakuksid nutitelefonide ja muude seadmetega sarnast funktsionaalsust, tuleb neid hõlpsasti juhtida, neil peab olema mitu andurit ning nad toovad visuaalseid ja heliväljundeid.

Siin on nutiklaaside funktsionaalsed osad ja nende tööpõhimõte.

Helivõime

Nutikad prillid võivad sisaldada võimalust kõnesid vastu võtta või videoid vaadata. Need ja paljud sarnased funktsioonid nõuavad heliväljundi olemasolu. Kõlarite kasutamise asemel kannavad mõned nutikad prillid heli sisekesta (kõrvaluule) luude juhtivuse, mitte õhu kaudu. See hõlmab vibratsioonide saatmist prilliraamilt kolju kaudu kolpist mööda, mööda kõrvakalli.

Mikrofon

Enamikul nutiprillidel on väike mikrofon, mis suudab salvestada teie häält ja ümbritsevaid helisid. See on vajalik nutikate prillide jaoks, millel on hääljuhtimine, kõnefunktsioonid või heli abil video salvestamine.

Arvutiprotsessor

Nagu iga arvuti, vajavad nutiklaasid keskprotsessorit (CPU). Tavaliselt hoitakse seda ühes raami õlavarred ja see peab olema väike. Tavaliselt on protsessor sama või sarnane nutitelefoni protsessoriga, nagu Qualcomm Snapdragon XR1.

Inimese-arvuti liides (HCI)

Nii juhib inimene oma nutiprille. Inimese ja arvuti liides peab kehtima prillide jaoks, mis tähendab, et tüüpilised juhtnupud, nagu puuteekraan või arvutihiir, ei sobi.

Selle asemel saab nutikaid prille juhtida ühe või mitme järgmise kombinatsiooni abil:

• Nööbid.
• Kõnetuvastus.
• Žestide äratundmine.
• Silmade jälgimine.
• Kaugjuhtimine (nutitelefoni kaudu).

Läätsed

Nagu tavalisi prille, saab ka paljudele nutiklaasidele paigaldada erinevat tüüpi objektiive. Need võivad olla retseptiläätsed (halva nägemise korral), sinise valgusega filtriläätsed arvutikasutamiseks või “nutikad” läätsed, mis muutuvad tumedamaks sõltuvalt ümbritsevatest valgustingimustest.

Kaamera

Paljud nutiprillid vajavad kaamerat. Google Glass Explorer sattus tule alla, kuna salvestas pidevalt ümbritsevaid inimesi, tekitades kõigi nutikate prillide jaoks olulise õigusliku ja eetilise probleemi. Kaamerat kasutatakse prillide filmimiseks ja analüüsimiseks, nii et AR-kiht on võimalik.

Mõni uuem nutiprill ei sisalda kaamerat. Need pakuvad tavaliselt lihtsalt helivõimalusi.

Ekraan: kumerad peeglid ja lainejuhid

Nutikate prillide väljatöötamisel on ekraan olnud seni kõige keerulisem osa. Vaatame mõnda nutikate prillidega AR-ekraanide taga olevat tehnoloogiat.

Nutikate prillide jaoks on kahte peamist tüüpi kuvarit. Need on kumer peeglikuva ja lainepikkusega ekraanid.

Kumer peegel toimib projitseerides pildi kõverale peeglile, mis peegeldab valgust otse kandja silma. Kumerate peeglitega lähenemise probleem on see, et seade peab olema mahukam ja pilt vähem terav.

Lainejuhid on seevastu uuemate tehnoloogiate kogum (paljud on veel väljatöötamisel). Need sisaldavad:

• Difraktsiooniline lainejuht.
• Holograafiline lainejuht.
• Peegeldav lainejuht.
• Võrkkesta virtuaalne kuvamine.

Lainejuht töötab "painutades" teie silmade ette projitseeritud valgust, et kuvada visuaalset välja (sealhulgas 3D liitreaalsuse objekte). Valgus saadetakse läbi peaaegu täiesti poolläbipaistva plast- või klaasitüki, mis on mõeldud valguse peegeldamiseks piki materjali. Valgus põrkub mööda lainejuhti silma ette ja projitseerib seejärel pildi otse silmale.

Lainejuhtide üks probleem on nende pakutav piiratud FOV. Näiteks annab HoloLensi lainejuht FOV 30-50 kraadi, samas kui inimese normaalne nägemine on umbes 220 kraadi. On mõningaid väiteid 100 + kraadi FOV lainejuhtmete kohta, kuid ükski neist pole praegu kontseptsiooni tõestamise etapist üle.

Peamine probleem on see, et FOV suurendamine tähendab lainepikkuste suuruse ja prillide mahukuse suurendamist.

Teine väljakutse on resolutsioon. Nutikate prillide realistlik või detailide eristamiseks (näiteks tekst) peab olema kõrge eraldusvõimega ekraan. Väljakutse seisneb selles, et erinevalt ekraanist, mida saate otse vaadata, on nutiklaasidel keeruline optiline süsteem, mis võib halvendada eraldusvõimet.

Lisage muid komplikatsioone, nagu värvitäpsus ja reaalses maailmas esinevad moonutused, ja kvaliteetse kuva loomine on uskumatult keeruline.

Kuidas praegused nutiprillid välja näevad?

Müügil olevaid või arenduses olevaid nutiprille on kümneid. Ükski neist pole täiuslik ja paljud on kallid, kuid tehnoloogia areneb kiiresti. Siin on kaks näidet praegu saadaolevatest nutiprillidest.

Amazoni kajaraamid

The Amazon Echo nutiprillid pole AR, seega ei paku nad visuaalset kuva. Selle asemel on neil neli suunakõlarit ja mikrofon, et saaksite muusikat kuulata, oma Alexa kodu juhtida või helistada.

Vuzixi tera uuendatud

Need on korralikud AR-prillid, mis pakuvad lainepikkusega pilti parema silma peal. 8-kaamera kaamera ja hääljuhtimisega võimaldavad prillid kasutajatel fotosid teha, erinevaid mänge mängida, voogedastusteenuseid vaadata ja palju muud.

Liitreaalsuse tulevik

Nutikad prillid on Google'i esimesest katsest kaugele jõudnud. Nüüd on tootjaid kümneid ja tehnoloogia on jõudmas tohutu kiirusega. Uute lainepikkuste kuvarite abil, mis pakuvad paremat eraldusvõimet, vaatevälja ja selgust kui kunagi varem, on AR-i tulevik põnev.

Kaubanduslikult saadaval olevad AR-prillid on endiselt kallid ja jätavad natuke soovida, kuid kes teab, mida järgmised aastad toovad.

Pildikrediit: Dan Leveille /Veebisait

Razer lansseerib teie väärtuslike silmade kaitsmiseks Anzu nutiprillid

Need hõlmavad sinise valguse filtreerimist nende pikkade mänguseansside jaoks.

Loe edasi

Autori kohta

Laiendage, et lugeda kogu lugu