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新人機互動模式 微軟HoloLens實際體驗

在近距離觀看微軟HoloLens外觀之餘,我們也在短時間內快速體驗此項可獨立運算的擴增實境顯示器,進一步感受微軟所打造全新科技衝擊感,以及結合擴充實境技術的虛實整合等意想不到應用,藉此詮釋與過往不同的電腦運算體驗。

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由於微軟目前對於HoloLens註多細節仍予以保密,參與體驗者不但僅能以短時間實際感受此項產品使用特色,同時隨身攜帶物品與具可拍攝功能器材都要事先完成托管才能進行體驗,工作人員也不能針對額外硬體細節、操作原理或SDK等內容作任何回覆,因此此次體驗報導將以實際感受部分進行說明。

外觀

HoloLens的外觀細節大致如目前微軟公布設計,使用者能在體積比起目前常見頭戴式虛擬視覺顯示器更小的機身內完成所有運算,同時無需透過實體線路與外部電腦或手機連接,裝置本身就是一台獨立運作的Windows 10電腦,同時基於Universal Windows App設計,讓HoloLens也能直接運作所有可在windows 10執行的應用程式,另外也能直接開啟、編修Autodesk制定的3MF格式3D列印模組檔案。

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配戴方式相當簡單,只需透過雙環設計的頭戴調整內環角度,並且透過後方旋扭扣緊固定配戴角度,同時調整眼前顯示鏡片的前後距離 (註1),體驗者可以在眼前半透明鏡片看見一組微軟視窗標誌投影圖像,藉此確認投放影像是否能讓體驗者以最舒適視角觀看。不過,可能是因為鼻樑框架或本身重心配置設計問題,在初期配戴會產生顯示器因重心偏移而向前垂頭問題,因而改變視角影響內容觀看,或許之後將能配合不同鼻樑框架配件更換作改善。

註1:正常來說,每個人因為眼睛對焦焦距有所不同,因此在配置HoloLens之前應該也要完成校正內部對焦距離,但在此次體驗過程考量時間因素,因此在開始體驗之前,會透過額外量測方式取得體驗者眼球實際對焦距離,並且透過連線設定將數據直接套用在HoloLens。

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=pS4F-eB5nIE?feature=player_detailpage&w=800&h=450]

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=AaTyeDtht-8&w=800&h=450]

動作原理

雖然目前微軟並未具體揭曉HoloLens實際運作原理,但從配置Intel代號Cherry Trial、14nm製程的Atom處理器驅動整體運算效能,並且配合獨立設置的HPU (Holographic Processing Unit)處理處理全息影像,並且對應高達TB等級的運算量,藉此讓擴增實境影像能以更快速度渲染。

另外,機身上所配置的多組攝影鏡頭同時扮演量測所在位置場景景深、識別使用者手勢 (部分技術與Kinetic相仿),以及配合陀螺儀等元件量測本身所呈現角度、高度與方向,進而協助系統將擴增實境物件於正確位置呈現。

目前仍無法確定HoloLens是否能僅以本身相機等元件建立所在空間模型,或仍須配合額外裝置協助精準定位 (如同HTC Vive仍須至少一組主動紅外線發射器協助定位)。若微軟期望HoloLens能更容易使用,或許將選擇僅透過相機元件事先建立空間模型資料,但這樣一來也可能受到高反差光亮環境條件影響精準度。

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顯示

顯示部分,不像Oculus等頭戴式虛擬視覺顯示器在配戴後會阻斷所有對外視覺,HoloLens透過抬頭顯示方式將影像投放在正面半透明鏡片上,體驗者除能清楚看見增實境物件貼和在真實場景,本身仍可清楚看見四周場景情況,因此即使配戴著HoloLens依然能自由走動,同時不受到有線線路侷限行走範圍。而除了感受擴增實境影像整合應用之外,HoloLens同樣也能達成類似虛擬實境的體驗,例如在可視範圍內以超過100吋的畫面播放高解析度影片,並且透過內建擴音系統播放音樂等。

不過,目前還無法確定HoloLens所能對應影像解析度、縮放尺寸等細節,另外應該也能透過無線連接方式接收外部串流內容,進而透過HoloLens播放影像,例如透過H.264編碼串流的Xbox One遊戲內容資料,進而可在HoloLens上進行遊玩。

至於擴增實境物件與真實場景象貼合時,是否造成使用者無法區隔虛實真偽,目前暫時還沒有看見類似情況。現階段也許是為了安全考量,所有擴增實境物件在貼合情況仍可輕易讓配戴者識別,可能之後將會有開發者設計更貼近真實的應用模式,但此部份也將受到硬體效能與電池續航力等限制,除非另外將硬體效能等作調整。

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操作

而在操作部分,此次體驗僅使用到單手舉至胸前位置且做出點擊的手勢動作,進一步讓HoloLens識別動作指令,並且配合正前方定位鏡頭確定在擴增實境中實際「點按」位置。相同的方式也可對應識別使用桌機滑鼠動作,進而將滑鼠游標直接「拉進」擴增實境畫面,同時維持以現實的滑鼠操作虛擬滑鼠游標方式與擴增實境物件互動。

從微軟所釋出展示影片內容,未來HoloLens應該也能直接識別配戴者雙手動作,進而讓配戴者能直接以雙手操作擴增實境物件,達成類似電影以雙手操作全景投射影像物件的效果。不過,在此次體驗中僅展示簡單舉手點擊動作,另外也能配合語音指令操作錄音等功能,之後應該會有更多操作應用加入。

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[youtube https://www.youtube.com/watch?v=32fTwC5Prbg&w=800&h=450]

聲音

HoloLens本身內建擴音系統,因此可直接透過此項裝置播放音樂、影片等多媒體內容,另外也能搭配內建麥克風使用Skype撥打服務,但不確定是否額外導入對應不同方向的聲學系統,藉此反應更貼近真實的聲音感受。

軟體

由於此次體驗時間有限,因此僅能就單一項目進行體驗,但基本上只要對應Universal Windows App設計的Holograms內容,都能直接套用在HoloLens呈現,同時操作方式也均維持基本點按與語音輸入等操作模式,另外也能配合額外電腦等設備進行輔助操作,並不會侷限僅能以HoloLens進行操作,或是造成相互干擾問題。

在我們實際體驗利用HoloLens設計建築物模型過程中,微軟人員說明過往設計師可能需要先透過3D軟體完成建模後製作實體模型,藉此與客戶溝通細節,而在過程中便會因為真實模型製作而影響實際工作時程,同時也會增加模型製作成本。若透過HoloLens協助製作的話,即可直接透過擴增實境影像建造虛擬3D模型,同時也能直接以虛擬渲染方式直接調整3D模型各項細節、外表貼圖,甚至模擬身處真實場景的視覺感受,這都是傳統建築製作無法呈現工作效率。

另外,配合擴增實境應用之下,配戴者也能直接在室內模擬確認實際完工後的情況,例如針對原本沒有對外窗的房間,呈現實際開設窗戶之後的自然進光量與整體視覺感受。同時若是內特定管線需作調整時,也能配合點選該管線且以語音方式加註留言,讓後續負責施工的工程人員可聆聽留言內容後知曉需調整位置 (當然也必須配帶HoloLens)。

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=kXVW4sUsh3A&w=800&h=450]

小結

相較Oculus VR、HTC等廠商均選擇目前技術逐漸普及的虛擬實境應用發展,讓使用者能進入完全不同的世界進行體驗感受,但必須花費更大影像運算量與有線方式與裝置連結,確保能建構讓使用者進入體驗的「全新世界」,同時現階段也僅能以觀看為主的方式進行感受,而無法讓使用者能直覺透過雙手與虛擬物件互動。若希望能在虛擬世界中自由走動、以不同視角觀看內容的話,更須仰賴外在裝置輔助,因此對於一般消費者而言,由於建置成本較高且限制較多,可能較難有所共鳴。

但若僅需作內容播放體驗的話,其實Google所提出低成本虛擬實境解決方案Cardboard即可快速滿足需求,但整體感受可能就沒有那麼令人驚豔。

而微軟反向選擇技術相對較不普及的擴增實境應用 (註2),在提供使用者可擺脫有線限制,同時配戴時仍可自由走動且保留前方視野,甚至可讓使用者實際透過雙手、聲音或與其他裝置輔助操作,則是更容易吸引市場目光,讓人有更明顯的科技技術整合感受,並且在實際應用廣度更大,而非僅能單方面應用在多媒體應用或遊戲體驗。

透過HoloLens所呈現效果或許無法比擬虛擬實境的細膩程度,但是對於一般市場來說,這樣的科技產品才能進一步改變生活模式,同時也讓微軟能夠重新詮釋Windows作業系統的應用可能性。

目前微軟尚未確定HoloLens預計推出時程,以現行進度來看可能至少要在2016年才能正式面市,同時價格部分也尚未公布。同時在實際應用部分,雖然HoloLens也能對應遊戲、多媒體應用,但微軟希望能將此項產品更聚焦在教學、工作輔助,或研究等需求,期望透過科技應用改變生活模式與工作效率。

註2:先前Sony也曾將擴增實境應用在旗下Playstation Move,但後續並未持續作發展,反而微軟進一步將Kinetic相關技術應用在HoloLens,讓3D模組能進一步浮躍在使用者雙手,帶來不一樣的操作視覺感受。

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=96zaCgzFKgo&w=800&h=450]

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=gNCgksfulq4&w=800&h=450]

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=vWx0TPaoDaQ&w=800&h=450]

楊又肇 (Mash Yang)
mashdigi.com網站創辦人兼主筆,同時也是科技新聞業流浪漢。

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