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推出AR头显开源平台，Leap Motion疯狂的背后
前不久，青亭网就曾报道Leap Motion公布了最新的手势识别演示视频（《AR眼镜可代替智能手机？Leap Motion给出了答案》），视频中我们看到了Leap Motion对于手势识别超高的精准度，同时也看看到了优秀的适用于AR眼镜的遮挡解决方案，一时吸引到大家的高度关注。
就在昨晚，Leap Motion公司创始人David Holz在其官方博客再次宣布重磅消息，正式推出AR头显开源平台：北极星（Project North Star），是不是听上去有些疯狂？
别急，我们先来它的看看外观。
话说Leap Motion的参考设计也是够夸张的，比起朋克风格Magic Leap One还要夸张。头显正前方拥有一大块透镜，看上去视场角似乎蛮大的。
硕大的体积让我顿时手足无措，怎么会是这样？好吧，我承认这是Leap Motion AR头显的初期设计原型，我们继续来看看它有啥特别之处。
Leap Motion手势追踪模块被放置于头显前方的顶部，并且向下有一定的角度倾斜。不过我们也注意到，头显左前和右前方也分别拥有一块类似透镜似的东西，这到底是怎么回事？
原来，Leap Motion找到了一种椭圆形透镜，这种透镜可以做到轻薄、小巧的外形，通过截取椭圆形透镜的部分曲面就可实现。同时，由于椭圆独特几何形状，若将图像源放置在曲线外侧，我们的眼睛在曲线内侧，这样就可以让图像将变得更大，同时还能保证有清晰且焦点适中的视觉效果。
起初，Leap Motion打算通过一台5.5英寸屏幕（智能手机中较为常见的尺寸，产业链成熟，成本较低）来驱动这台AR头显，上图就是通过计算机模拟出的原型设计。
他们使用3D打印机打印出一侧的模型，然而通过3D打印透镜居然这么模糊。不过，经过测试证明Leap Motion的设计思路还是挺正确的。
接下来就是如何打造一块完美的透镜，Leap Motion团队找到一块光学级丙烯酸材料，然后通过高精度数控车床，以此才打磨出一块清晰度高，且符合条件的透镜。
然后又在透镜上涂上一层薄薄的银离子（就像镜子那样），但是前提条件是它具备50%的透光性（反射50％光线，透射50％光线）。这个透光度的把控也是Leap Motion团队经多次实验得出，因此这种比例可以让图像看上去清晰，同时又能很好的看清外部的物理世界。
Leap Motion在左前和右前两个图像源分别放置一个5.5英寸显示屏，然后如上图这样的AR头显原型机就打造出来了。
虽然卡上去有点怪，但是这样的设计还是有着水平75°，垂直105°的视场角，并且还拥有60%的立体重叠区域。因此，组合的视场角约在105°×105°左右，左右两个每个显示光源都具有2560×1440的分辨率。
说实话，这样的垂直视野还是让笔者非常震惊的，要知道HoloLens的垂直视场角大概在35°左右，Lumus光学镜片也只有50度左右。据官方介绍，佩戴这款AR头显把手放在胸前，仍然看到叠加在手上的图像信息。
之后，该团队又在不断的打磨、优化这个参考设计，以让其外观看上去没那么夸张，但是结果必然是舍弃部分视场角。最终，该团队找到一个“最合适”的视场角：95°×70°，具备65%重叠显示区域。这样，就可以将显示屏幕的尺寸进一步缩小。
与此同时，这个设计原型刷新率只有50帧，因此还需要通过减小透镜尺寸来间接提升帧数。
因此，Leap Motion发现须采用全新的显示模组。最终团队确定了采用2块3.5英寸京东方LCD显示屏（刷新率为120Hz、分辨率为1600×1440）以及Analogix显示芯片的组合。
于时，一个体积相对小巧的AR头显就这样被打造出来了。整体来看，它零部件更少，而且外观上看起来更加自然一些。
另外值得注意的是，Leap Motion的头显前半部分支持旋转，因此你可以像部分Windows MR那样将前半部分向上转起，这个设计比较人性化，至少非常方便那些佩戴眼镜的用户。
不过，Leap Motion仍然不满足于这套设计方案。因此，最后又对其进行了一次更新，如上图所示。新方案进一步减少了外部零件，整体更具统一性，而且加入更多流线和人体工学设计，并可直接兼容现有的Leap Motion追踪模块，重要的是生产成本低于100美元。终于，这次看上去舒服多了。
据了解，Leap Motion将会在下周正式开源硬件以及软件系统。此外，David Holz还表示将于下周还将通过博客放出更多光学方面的细节，并提到目前这套AR头显还有一些细节亟待解决：
头显内测拥有嵌入式摄像头，用于检测图像和眼镜处于同一水平线，同时也能进行眼睛跟踪和脸部跟踪；
头显内嵌光线传感器，用于检测360°范围的光线变化情况；
耳朵附近分别拥有扬声器，可提供更加的音频体验；
透镜上的变色涂层可通过电控改变透明度；
通过微移（1mm左右）屏幕，可实现动态景深效果。
总的来看，今天Leap Motion拿出的这套AR头显具备双120帧刷新率、1600×1440分辨率的显示，水平视场角超过100°，再加上180°×180°视场角的，追踪频率为150帧的Leap Motion手势追踪装置，看上去还是比较给力的。
此外，我们还注意到Leap Motion的AR头显并没有讲到SLAM及相关定位能力，也没有谈到操控手柄部分。
于时，笔者更加更加好奇Leap Motion到底要做什么呢？
Leap Motion作为一家手势交互解决方案提供商，为什么推出AR头显开源平台，无疑也是看到了AR头显的未来发展。
在此之前，Leap Motion已经推出了适用于VR头显的手势追踪方案，也取得了不错的市场成绩。
虽然Leap Motion认为手势操控将会是未来的趋势，可替代现有VR、AR头显中的操控手柄，并且拿出了一套完美的手势操控解决方案。然而这并没有说服VR头显厂商，反而更多VR一体机头显厂商采用了手柄＋手势＋语音...多种组合的输入方式。
以开源的方式去打造自己的AR生态，无疑是非常聪明的方式，这也让笔者更加期待Leap Motion后续的动作。
（END)
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