Cardboard 再進化,低成本混合實境裝置出現


這幾年,VR(virtual reality、虛擬實境)和 AR(Augmented Reality、擴增實境)的議題算是相當熱門,再加上一些技術上的發展,MR(Mixed Reality、混合實境)也漸漸地開始有起來的跡象了。

不過,以 MR 來說,目前市面上還沒有看到商業化的產品;而最接近商品化的產品,大概也就只有微軟定位在商用的 HoloLens(官網)了~不過他一套 3,000 美元的價格,應該不是一般人可以負擔的價格了…

而現在,看來現在有一些新的便宜的體驗玩法跑出來了~那就是類似 Google Cardboard 的 Aryzon 與 HoloKit~

Aryzon 是一個在 KickStarter 上的募資案(連結),它本身的用詞是 AR 而非 MR。
HoloKit 則是一個開放原始碼的專案(官網),他的口號是「給所有人的混合實境」。

雖然兩者在幾個方向上略有不同,但是基本概念、以及在硬體上的實作卻是大致相同的(一上一下的差別 XD);下圖就是 Aryzon 的官方示意圖:

Google 的 Cardboard 的概念是直接把手機放在眼前,再透過鏡片讓使用者可以成功地在短距離的狀況下、對焦在手機的螢幕上;如此一來,只要手機螢幕上能顯示左右兩眼的畫面,使用者就可以看到不錯的立體影像了~不過也由於使用者是直視手機螢幕,所以自然也看不到外界的狀況了。

而 Aryzon 和 HoloKit 的作法則是把「浮空投影」的概念(可以參考《有趣的個人鋼彈小劇場:Hako Vision》)引進 Cardboard 的設計,讓使用者眼前不是手機,而是一片 45 度角度的半透明鏡片,讓使用者在可以透過他看到外界的同時,又可以看到下方來的影像(HoloKit 是上方)。

至於手機呢,則是放在下方(HoloKit 是上方),透過一塊反射鏡讓畫面可以透過眼前的半透明鏡片看到。
為什麼手機不直接水平放置,還要一個反射鏡呢?這點主要是要讓手機背面的鏡頭可以拍攝外面的世界、來進行對應的計算了。

透過這樣的設計,就可以把手機的畫面和現實的世界融合在那片 45 度角度的半透明鏡片上了~

不過,應該是由於手機螢幕到眼睛的距離太短、還是無法很好的對焦的關係,所以他在手機的畫面經過反射後配置了一片「菲涅耳透鏡」(Fresnel lens、上圖中的「stereoscopic lenses」,HTC Vive 也有用到),讓觀看者可以對焦在手機的畫面上。

在 Heresy 來看,這算是一個相當有創意的低階替代方案啊!

下面就是 HoloKit 的官方展示影片:

下面則是 Aryzon 的展示影片:


雖然 HoloKit 號稱是 OpenSource 的方案,不過目前似乎還沒真的把相關的東西完整地放出來(GitHub)。

而如果想要自己做一個類似的裝置呢?看來主要的問題,應該還是在鏡片的部分了。下面的圖就是 Aryzon 的零件圖:

對於一般人來說,比較麻煩的部分,應該還是要到哪生出來那片 45 度角、可以看穿並同時反射的「Conbiner glass」,以及合適的「菲涅耳透鏡」(Fresnel lens)了…


至於真的要使用的話,個人現階段有一些疑慮是:

  • 真的可以良好的對焦嗎?外界的物體的距離和手機螢幕的距離應該還是有相當地差異的,而使用的菲涅耳透鏡雖然應該有修正的效果,但是由於其修正是固定的,所以當看遠看近時,應該還是會有不同的效果?

  • 在使用一般的浮空投影的東西時,大多需要把背面的亮度降低,才能提高反射的畫面亮度;但是現在這樣的設計外面就是真正的世界,如果外界亮度較高的時候,還看得清楚虛擬的畫面嗎?
    不過理論上,這點應該可以靠那片「Conbiner glass」來處理到一定程度就是了。

  • 由於手機的距離拉得更遠了,所以 FOV 應該會比 Cardboard 更小,也就是說能顯示的範圍會變得更小。
    不過,由於可以直接看到外面的東西,侷限感應該不會強烈,但是虛擬物體顯示的限制應該還是會變多。

  • 外界環境追蹤的穩定性不知道怎樣? HoloKit 有提到需要 Apple iPhone 7 或支援 Google Tango 的手機。
    由於 Google Tango 有深度感應器,理論上應該可以提供更好的追蹤效果;但是只有單一鏡頭的 iPhone 7 的追蹤效果,Heresy 就比較不確定了。(話說,Apple 也剛發表了 AR Kit 就是了。參考
    相較於此,Aryzon 似乎沒有特別提及他的手機需求,所以應該是一般的手機就可以用了;而同時,他似乎是要特定的 marker 來定位,這或許也是他僅自稱是 AR 的原因吧?

  • 初步想法大概就是這樣了,也不知道有沒有機會玩到這東西就是了…

    題外話,2013 年有介紹過的 Meta 也出了 Meta 2(官網)了耶~以現在的觀點來看,他應該也算是類似 Microsoft HoloLens 的 MR 頭戴顯示器,不過感覺這東西沒多少人在討論就是了…

參考:

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關於 Heresy
https://kheresy.wordpress.com

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