二十二步,拆了破台幣 7 萬的 Magic Leap One,裡面藏了什麼黑科技?

【我們為什麼挑選這篇文章】成立了六年還沒發佈任何實體產品,卻累積超過 20 億美金(約合新台幣 600 億)融資的 Magic Leap 終於在今年八月揭開神秘色彩,推出定價在 2300 美金的智慧眼鏡(約合新台幣 7 萬),要價不菲,有人等不及將它拆解開來了,讓大家一探究竟。

Magic Leap One 在外觀上較 Google glass 更有設計感、比微軟 HoloLens 更輕便,但內部又有什麽過人之處呢?本篇 編譯自專門拆解酷品的評價網站 iFixit,來看看 Magic Leap One 裏頭到底有什麼黑科技吧!(責任編輯:鄧天心)

作者:大狀旅 公眾號: 雷鋒網

第一步

在拆解這款萬眾期待的產品之前,我們還是不得不囉唆下參數:

Magic Leap One 用上了英偉達 Tegra X2 (Parker) SoC,輔佐它的是 2 個 Denver 2.0 64 位核心和 4 個 ARM Cortex A57 64 位核心。

GPU 方面則採用了基於 Pascal 的集成 GPU,它配備了 256 個 CUDA 核心。

在存儲上,Magic Leap One 則採用了 8 GB+128 GB 的組合。

接口除了 USB-C,還支持正在被逐步遺忘的 3.5 毫米耳機接口。 網絡方面不但支持 Wi-Fi 802.11ac/b/g/n,還配備了藍牙 4.2。

其實這款英偉達 SoC 原本是為車載應用設計的,它已經在特斯拉等廠商的自動駕駛和 ADAS 系統中佔據了重要地位。

看起來,Magic Leap 好像錯選了產品,不過拆開了才發現,這種為了繪圖和理解環境採用的多層外部傳感器設計與自動駕駛汽車是異曲同工。

第二步

不看廣告看療效,在將 Magic 拆成「碎片」之前,我們先體驗了一下,看看這款聲名在外的產品能否提供宣傳中所謂超凡脫俗的體驗。

可靠的紅外線攝影鏡頭這次可立了大功,鼻樑上方頻閃的紅外投影儀能提供深度感應,其原理與 iPhone X 的 Face ID 和 Kinect 類似。

如果你湊近看,還能在每個鏡片上額外發現 4 個紅外 LED,它會「秘密」點亮你的眼球,方便進行追踪(隨後我們會詳細分析追踪器)

第三步

 

在正式開始前,我們得再囉唆點專業內容:

內容創作得從 Lightpack 說起,它能提供電力並控制數據處理,除此之外還能發送圖像和聲音數據給頭戴設備(Lightwear)。

與此同時,Lightwear 能追踪手柄的位置和朝向,並對你的周邊環境進行繪圖以插入虛擬元素。

至於這些虛擬元素如何生成,這屬於另一個討論範疇了。

第四步

玩轉「混合現實」可不容易,畢竟想在螢幕上搞擴增實境是一回事(比如智慧手機和帶外置攝像頭的 VR 螢幕),但想在實際的,未經過濾的現實畫布上可要難得多。 為了要展現自己的魔術,Magic Leap One 用到了兩個巧妙的技術:

波導顯示器 ——其實它本質上是個透明螢幕,波導(Magic Leap 稱其為「光子光場晶片」)會引導光(這裡可理解為圖像)通過一層薄薄的玻璃,隨後放大並映入用戶的眼睛中。

焦平面 ——在 VR 顯示器上,所有事物都是對上焦的。

不過在現實中眼睛看到的世界可不是這樣,「背景虛化」我們的眼睛也能玩出來。

為了模擬這種效果,Magic Leap 疊加了多個波導來創造焦平面,將圖像切割成清晰和模糊的區域。

第五步

這一部分,我們還是一同挖挖隱藏在裡面的光學寶藏吧。

快速測試裡我們取下了偏光鏡片,為的是深入挖掘,看能不能有什麼新發現。

說實話,這副眼鏡裡面的設計毫無美感,除了突出的紅外線 LED,還有佈滿條紋的波導顯示區域,以及一些奇怪的膠水。

波導區域由 6 個不那麼漂亮的薄膜層壓成,每層之間都有小的氣隙。

其邊緣區域看起來像是手噴的黑色,這樣處理應該是為了最大限度地減少內部反射和乾擾。

第六步

在固定用的頭帶內,我們則發現了一級雷射標籤。 在眼睛上玩雷射? 是不是覺得有些嚇人? 別擔心,正常使用中它非常安全,甚至比你的 CD 機都安全。

擰鬆標準 Torx 螺絲並取下面板,這時你能看到第一個揚聲器(一共兩個)。 它通過彈簧進行連接,還有彩色墊圈保護。

這可能是這款設備最好維修的地方了。

這些面板下,還隱藏了單個內置電纜的兩個上端,同時還有調整佩戴角度的磁力點。

不過,頭帶右側凸出的那個黑色小盒子又是什麼?

第七步

注:調查顯示,這是一個擁有六自由度的磁力傳感器線圈,它的存在是為了追踪手柄的位置。

同時,它還能測量三個垂直磁場的強度以確定控制器相對於頭戴設備的位置和朝向。

打開手柄後,我們發現了更大的追踪器和一塊 8.4 Wh 的電池。

在線圈外殼中噴塗銅屏蔽可能是為了防無線電干擾,同時還不會干擾磁場。

干擾問題可能就是跟踪器設計在如此奇怪位置的原因,而且這可能只是個暫時的解決方案。

說實話,這樣的技術有點老,而且對左撇子相當不友好。

注:我們還找到了看起來是定制的觸控板(配了 LED),難道這是未來的光線跟踪硬件?

第八步

拆下頭帶和內面板後,我們終於能清晰了解眼部追踪紅外發射器到底長什麼樣了。

令人驚訝的是,它居然是串聯在一起的,無法單獨控制。

最後,我們摳出了 Magic Leap 的「心臟」:光學和顯示組件。

最激動人心的時刻要來了,大家最好準備。

第九步

掀起一個內部傳感器陣列後,我們在下面找到了將圖片注入波導的光學系統。

注:這些明亮的顏色來自從衍射光柵反射的環境光,並不代表特定的色彩通道。

每個光斑都有不同的深度,並與波導的每一層一一對應。

在後面我們還找到了真正的顯示設備:OmniVision OP02222 場順序彩色 LCOS 設備。

不過,這可能是 Magic Leap 專門定制的版本。

第十步

這一步,讓我們更深入地了解投影和波導光學系統。

那麼這六層都有什麼? 在兩個不同的焦平面上,每個色彩通道(紅、綠、藍)都有單獨的波導。

如果沒有特定顏色的波導,每種顏色都會聚焦在略有偏差的點上,圖像自然會變形。

上面的「FIG.6」是 Magic Leap 的專利,它可透露了不少光學器件內部工作的訣竅。

第十一步

鑄造的鎂塊能容納下所有光學和傳感器逐漸,不過對頭戴顯示器來說還是太沉了。 我們拆過的 VR 頭戴設備一半都用輕質的塑料。

當然,金屬也有金屬的好處,至少它散熱要好不少,而電子器件和紅外照明器(看著像 VCSEL 設備)可都是發熱大戶。

圖中粉紅色的東西是導熱膏,它也幫紅外測距儀散熱的。

除此之外,金屬還提供更堅固的安裝位置,以便在嚴格校准後保持光學器件穩定和對焦精準。

不過,一路「硬」到底也不現實,頭戴設備裡的一些零部件還是得用到泡沫粘合劑,加熱後彎曲戴上會更加寬鬆舒適。

第十二步

這一塊的組裝就沒那麼精細了,我們可能要打開傳感器的蓋子才能一探究竟。

這些雙傳感器陣列戴上設備後大致在你的太陽穴部位,頻閃紅外深度傳感器則位於正中間。

仔細觀察鼻托那的深度傳感器,又能發現不少硬件,比如紅外感應攝影鏡頭和紅外點陣投影器。

注:Magic Leap 處理的很好,在這款設備上你無需設定接收器位置,因為它可以自行完成投影和讀取。

第十三步

 

將所有傳感設備與頭帶連接,這裡用到了昂貴的分層柔性電纜:

Movidius MA2450 Myriad 2 視覺處理單元

SlimPort ANX7530 4K 顯示接口接收器

0V00680-B64G-1C(可能是相機組合器芯片,亞馬遜 Fire Phone 也用過)

阿爾卡特/英特爾 10M08V81G – 8000 邏輯單元 FPG​​A,可能用於膠合邏輯,或管理 MV 部件或相機橋樑數據

Parade Technologies 8713A 雙向 USB 3.0 轉接驅動器

恩智浦 TFA9891 音頻放大器

德儀 TI 78CS9SI

第十四步

彈出紅外發射器環,我們發現眼部追踪紅外相機隱藏在黑暗濾鏡後面。

顯然,這都是 OmniVision 的 CameraCubeChip 相機,不過外部又安裝了二向色濾光片。

眼部追踪在 VR 和 AR 中的應用讓一些非常酷的交互能呈現在我們眼前。 同時,真實性和渲染效率也有所提高。

當然,眼部下只放一顆攝像頭可能會限制眼部追踪的精準度和範圍。 在測試中我們也找到了問題,用戶向下看比向上看時眼部追踪效果更好。

第十五步

下面的拆解就有點破壞性了,不過看看 Magic Leap 都用了什麼光學組件還是很有趣的。

一個由六個 LED 組成的小環負責處理——紅色、綠色和藍色,兩個焦平面各兩次。

這些 LED 隨後會照耀 LCOS 微顯示器來生成圖像,它安裝在隔壁的黑色塑料外殼上。

從該外殼內部,准直透鏡會與來自 LED 的原始光輸出對其,並安裝在偏振分束器上。

隨後,偏振光束會通過一系列透鏡,將圖像聚焦到波導上的入射光柵上。

入射光柵本身看起來像嵌入六個(現在略微破碎的)波導中的小點。

我們專門拿了「注射」單元進行仔細觀察,並找到了與每個入口光柵相關的顏色:兩個紅色,兩個綠色和兩個藍色。

第十六步

把光學部分的問題講透後,我們得把精力轉到這套設備的大腦——Lightpack 上了。

機身上的通風口一眼就能看到,因此我們開始懷疑這款口袋 PC 是否用上了主動散熱系統。 別著急,拆開後就能見分曉。

FCC 的標識上我們看不到什麼新鮮的點,它只是告訴用戶 Lightpack 由 Magic Leap 設計,還在墨西哥組裝。據說,Magic Leap 硬體的實際製造商現在依然是不可告人的秘密。

第十七步

想把 Lightwork 一分兩半花了不少力氣,不過用吹風機和撬槓我們最終還是將它開膛破肚了。

大多數要拖著 PC 的 VR 設備都少不了各種線材,不過 Lightpack 卻只有一條固定繩,「保護」它的有 LED 光帶、一些螺絲和不少銅帶。

注:雖然一跟線纜讓這款頭戴設備的人機工程學上了個台階,但家裡有寵物的還是得防著。

弄掉一些鑄造的鎂之後,我們終於看到主板了。

第十八步

拆解時為了那塊矽填充的屏蔽場,我們忽略了模塊化耳機接口和按鍵板。

PC 上流行的 Cooler Master 風扇為這塊 PCB 的降溫立下了汗馬功勞,這也為之前的通風口做了解釋。

在拆解這一塊時,光拆掉螺絲拿不下散熱器,這傢伙粘的可真緊。 吹了 10 分鐘熱風後,導電手柄終於鬆了。

對於這樣一個小型可穿戴設備來說,它的冷卻系統考慮非常周到,不過這也是他們應該做的,畢竟誰也不想在口袋裡放個暖手寶。

第十九步

說了這麼多,是時候看看 Magic Leap 用了什麼晶片啦,這台設備裡可真不少,它們包括:

英偉達 Tegra X2「Parker」SoC,搭配 NVIDIA Pascal GPU

兩塊三星 K3RG5G50MM-FGCJ 32 Gb LPDDR4 DRAM

Parade Technologies 8713A 雙向 USB 3.0 轉接驅動器

北歐半導體 N52832 無線電 SoC

瑞薩 9237HRZ 充電器

Altera(英特爾旗下公司)10M08 MAX 10 field 可編程門陣列

Maxim Semiconductor MAX77620M 電源管理 IC

第二十步

當然,這還不是全部,Lightpack 裡還有:

東芝 THGAF4T0N8LBAIR 128 GB NAND 通用閃存

Spansion FS128S 128 Mb 四路 SPI NOR 閃存

德儀 TPS65982 USB Type-C 和 USB 供電控制器

uPI 半導體 uP1666Q 2 相位降壓控制器

德儀 INA3221 雙向電壓監控器

第二十一步

接下來掀起蝶形外殼,讓電池外殼更容易撬開。

想把電池拆下來可不容易,因為這裡只給了個拉動去除標籤,不過有總比沒有好。

這些層次和粘合劑可能是為了防止產品摔壞並保證其耐用性。

不過,拆起來這麼複雜也意味著,一旦電池壞掉,你就只能換新設備了,當然修機器大神除外。

Magic Leap 在 Lightpack 裡塞了個雙晶片電池三明治,容量為 36.77 Wh,工作電壓 3.83V,與一些流行的平板類似。

第二十二步

顯然,Magic Leap One 是一款昂貴且硬件有短板的產品。

每一點結構都旨在保持設備壽命內的精確校準。

在我們看來,無論價格如何,它都是全速推出的市場試驗品。

希望最終的消費者版本能保持這種對設計和耐用性的堅持,同時再對一些軟肋進行改進。

最終,iFixit 給出的可修復性評分為 3 分(滿分十分,分數越高越好修)。

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公眾號:雷鋒網  leiphone-sz

(本文經公眾號 雷鋒網 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈二十二步,拆 Magic Leap One〉,圖片來源: Magic Leap。)

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