AR眼镜，手机的替代者
2016年，我和几个朋友在咖啡馆聊天，不知道怎么就开始了一个话题：“未来到底哪种设备有可能替代手机？”
我们这一代人是从传统时代走到互联网时代的，20世纪90年代初还在使用286电脑，到90年代末开始使用手机，一直到2010年之后智能手机开始普及。在这个过程中，我们清楚地看到了下一代产品对上一代产品的替代冲击，也充分意识到一个产业“被时代抛弃时，连个招呼都不打”的残酷现实。
通过建模分析，我们认为智能手机的基本功能主要有如下四种：一是屏幕显示，即有个屏幕显示你想要的内容，这点与上一代电子产品电视机类似；二是人机互动，即触几下屏幕便完成人与机器之间的互动，这点与上一代电子产品电脑类似；三是便携，可以带着它到处走动，这一点既胜过电视，也胜过电脑；四是通信与计算，即通过小小的一台便携式机器完成远程通信与本地计算。
那么，未来哪种电子产品有可能不但具备以上几种功能，还能够延展出其他手机没有的功能呢？我们认为，智能手机最大的问题是沉浸感不够，无论是音频聊天还是视频通话，都属于二维场景，而人类比较熟悉的都是三维场景，如果有一种电子设备能够轻松重现三维场景，且具备智能手机的基本功能，那么它替代手机将成为可能。
最终，我们将目光投向了一种新的电子设备—AR眼镜。
首先看显示，AR眼镜的近眼显示技术能够将小屏幕的影像投射到眼镜佩戴者前面的空间，而且通过SLAM技术[3]等可实现虚拟模型与现实空间的完美匹配，既不但能够实现大屏幕显示，还能够实现模型与空间的匹配，甚至互动。
其次，AR眼镜上普遍有一颗或几颗摄像头，同时还有声音接收设备。摄像头可捕捉佩戴者的手势或其他动作，从而实现类似于手机一样的虚拟键盘操作，声音接收设备可实现语言识别方式输入，从而实现人与机器、人与虚拟物体之间的沟通与互动。
便携性方面，AR眼镜的重量目前已经做到100克[4]以内，再经过几次升级迭代，有可能控制在50克以内，届时AR眼镜的普及将大有可能。
手机的通信与计算模块多数是放在本地，无疑会增加设备的重量，这对AR眼镜来说是致命的，所以AR眼镜的升级需要等5G（6G）、云计算等技术的成熟，当成熟的6G技术实现无延迟的云端计算，AR眼镜将会变得更加轻便。
接下来我们可以构建这样的一个场景：当一位普通人戴上AR眼镜后，碰到一个他并不认识的人，由于AR眼镜上的摄像头捕捉到了对方的人脸信息，并与对方已经公开的数据库信息[5]进行匹配，便知道了对方的“姓名、年龄、爱好”等一系列信息，这样可有效提升人与人之间的沟通效率。
如果想去某地，AR眼镜佩戴者只需说出“我要去……”，在眼镜的前方便会出现导航箭头（注意，不是地图，地图太不直观），人们只需要跟着箭头的指示走就是了，而且这并不影响你观察周围的路面信息，毕竟AR眼镜的特点是既能看到现实物体，又可以看到虚拟影像，所以我们称AR是“增强现实”，即在现实世界中叠加虚拟的物体或影像。
甚至，通过语音识别技术我们还可以让失聪者重新“听”到声音，其原理是通过语音识别将对方的语言转换成文字显示在失聪者佩戴的AR眼镜前方，从而让失聪者“读”出对方的话。
这些非常有现实意义的应用场景让我们有强大的信心认为AR眼镜将是未来手机的替代者，无非是等待部分技术的成熟，类似如何将AR眼镜的重量控制在50克以内等，一旦这些技术瓶颈被突破，AR眼镜的普及将指日可待。
增强现实并非一个新概念，它最早出现在《神奇的绿野仙踪》作者Lyman Frank Baum（1856-1919）的另外一部小说《主键电子童话》中，在这本书中有一种“性格标记”眼镜，通过这种眼镜可以揭示一个人潜在的性格特征，从而洞察这个人的品质。(https://www.daowen.com)
Philip K. Dick（1928-1982）的小说《少数派报告》中首次提到“增强现实”这个词，即将虚拟信息在指尖上真实地呈现出来。
在技术层面，HUD（Head Up Display）算是增强现实的初级版，这种技术最早出现在二战时期的战斗机上，即将雷达上的信息和陀螺瞄准镜上的信息融合后，在轰炸机前挡风玻璃的平坦区域通过投影的方式显示出来，这样最大限度地减少飞行员视线的移动，从而赢得短暂的领先机会。
1965年，图灵奖获得者伊凡·苏泽兰发表了一篇题为《终极显示》的文章，文章最后一段对“终极显示”做了如下总结：“终极的显示方式将会是这样一个房间，在其中计算机可以控制房间物体的存在。显示在其中的椅子你能够真的坐上去……房间里的子弹真的能够致命。通过适当的编程，这样的显示真的可以成为爱丽丝漫游过的那个仙境。”
也正是这位伊凡·苏泽兰，在1968年设计了第一款真正意义上的AR眼镜—“达摩克利斯之剑”，之所以叫这个名字，是因为这款显示设备太重了，必须悬挂在天花板上。虽然如此，但它的功能和原理足以成为现代增强现实眼镜的雏形，被称为AR眼镜的先驱。
1974年，美国海军率先在战斗机上部署了头盔式作战瞄准系统，同时加拿大多伦多大学教授Steve Mann提出可穿戴现实的概念，使用这种设备可以将无线电波变得可见。
Steve Mann是最早提出数字化眼镜的先驱之一，他的突破性贡献是提出了“介导”现实[6]，被人们尊为“可穿戴计算机之父”。
不过，“增强现实”一词的真正出现应归功于波音公司。波音公司于1990年提出“增强现实”的方案是将计算机生成的虚拟信息叠加在现实世界的电路板上，从而简化了向装配工人传达飞机组装布线指令的过程。
进入20世纪90年代，AR技术发展速度不断加快。
1996年，索尼公司发布了第一款真正意义上的头戴式AR眼镜Glasstron。
1997年，北卡大学罗纳德·阿祖玛（Ronald Azuma）定义了增强现实的三个关键因素：虚实叠加、虚实互动和三维操控。
1999年，华盛顿大学人机界面技术实验室开发了增强现实工具套件ARToolworks，这大大加快了AR的商用步伐。
2010年，微软推出Baraboo项目，专注于混合现实智能眼镜的研发，正是这个项目组开发出了目前全球较为先进的AR眼镜—HoloLens 2；神秘的Google X部门开始开发Google Glass；Magic Leap公司成立并募集到5000万美元的融资……
自此，有资本加持、有真实商业应用场景的AR技术驶入发展的快车道，一直到2022年6月7日，苹果公司新发布的Room Plan可基于ARKit 的Swift API和Reality Kit的渲染能力通过手机扫描即可创建房间的三维平面图，进而为AR的商业应用前景带来无限的想象空间。
直到今天，AR眼镜未来成为手机的替代者，成为下一代智能应用终端这一猜想已经被大多数业内人士接受，但其发展仍然受几项技术的制约，接下来我们就花些时间讨论AR眼镜的几大技术瓶颈。
