微软HoloLens眼镜硬件技术拆解 AR产业链现状解读

　　其中，目前跟踪定位技术的主流研究方向是SLAM(即时定位与地图构建，simultaneous localization and mapping)，根据摄像头、传感器的信息，一边计算自身位置，一边构建环境地图，SLAM能够随时扩展使用场景，并且可以保证局部的定位精度，在机器人、虚拟现实和增强现实等都是关键环节。

　　AR系统采用基于视觉的SLAM算法，通过两帧或多帧图像估计位姿变化，NVIDIA、Intel、微软等公司都在该领域苦心经营，目前底层算法还不完善，多传感器融合、优化数据关联、提升鲁棒性和重定位精度等方面都需要提升，而且头戴式设备电池、处理器、传感器等硬件性能比较低，改善算法的需求更加迫切。

　拆解HoloLens扒出AR底牌

　　基本原理

　　Hololens基本原理使用的是上面提到的Stereoscopic(立体)近眼3D技术，配备两片光导透明全息透镜(See-through holographic lenses，waveguides)，虚拟内容采用LCos(硅基液晶)投影技术, 从前方的微型投影仪投射到光导透镜后进入人眼，同时也让现实世界的光透进来。

　　技术指标

　　作为头戴式设备，显示环节至关重要， 增强现实的应用场景对显示的视野、分辨率、刷新率、延时、眩晕、定位跟踪精度等都提出了较高要求。目前刷新率、延时两块已经基本达标;视野、分辨率需要光学组件的制造工艺再提升50%，对应屏幕发展历史速度，我们认为需要4-5年;而眩晕感和定位跟踪精度在光学组件性能提升之外，还需要改进光学原理以及底层算法。

　　组件性能

　　硬件的性能对体验效果至关重要，运算指标、存储和电池是首要提升点，我们认为当前运算、显示、存储性能的提升较快，预期未来3-5年可以达到基础规格要求。电池技术的突破一直是行业难点，在寻求电池更好的解决方案同时，需要改进算法来降低电池模块压力。

　　成本分析

　　对 Hololens 进行拆解，其主要硬件是：全息处理模块( Custom-built Microsoft Holographic Processing Unit)、2个光导透明全息透镜(See-through holographic lenses，waveguides)、2个LCos微型投影(Micro display)、6个摄像头(camera)等。

　　基于高盛以及各国开发者的预计，将Hololens开发者版成本分为800美金、1000美金和1500美金三档拆解，对比硬件性能和iphone、Xbox-One等相关组件成本，得到各块相应成本如下表所示。以1000美金为例，显示环节占比最大，Lcos投影设备180美金和透明全息透镜290美金，总占比47%，全息处理单元(CPU、GPU、HPU)成本约250美金，占比25%，6个摄像头和传感器成本100美金，占比10%，存储设备150美金，占比15%，电池部分30美金，占比3%。

　　根据Digi-Capital的报告，量产消费级产品合理价格约为700美金，参考iphone250美金的成本，700美金的售价，我们取300美金作为消费级AR产品的总成本。相比当前估计，成本需要下降60%-80%。当前三种预估模式下，显示部分成本占比分别为50%、47%和51.3%，可见未来消费级产品能否量产，生产全息透镜的工艺成为关键，显示部分成本的下降决定了AR产品爆发的速度。

微软2015年推出的Hololens已经搭载了目前现有技术的最高水平，从体验来评价来看，体验者大多表示分辨率、识别准确度、Holographic系统完成度等方面都达到既定预期，但也存在视场较窄、切换场景延迟、凝视功能需要转动头部舒适度差、存在重启现象、电池续航端等缺陷，与Demo仍存在差距，但市场普遍对AR眼镜期待仍比较高。