拆解Magic Leap One ,带你领略科技之美
Magic Leap的混合现实技术被人们夸赞的神乎其神,我们简直不敢相信它会出现在我们的拆卸桌上。想了解更多硬件秘密吗? 那就来观赏这场Magic Leap One 的拆解大戏吧!
(一)
这里有很多东西要解开。让我们从一些规格开始
❶采用了NVIDIA的TX2,带有四核ARM A57 CPU,双核Denver 2 CPU
❷集成了基于NVIDIA Pascal的 GPU,具有256个CUDA核心
❸8 GB RAM
❹128 GB的内置存储
❺蓝牙4.2,Wi-Fi 802.11ac / b / g / n,USB-C,3.5毫米耳机插孔
NvidiaX2SoC是专为汽车应用而设计的,主要用于包括特斯拉在内的自动驾驶汽车。这似乎是一种非标用法,除非你考虑到Magic Leap的多个外部传感器阵列来绘制和理解其环境——就像自动驾驶汽车一样。
(二)
❶在Magic Leap宣称这款头显具有超凡脱俗的体验后,我们不得不亲自尝试。
❷感谢我们值得信赖的红外摄像机,我们可以看到一个频闪的红外投影仪,用于在鼻梁上方进行深度感应 - 原理上类似于iPhone X和之前的Kinect。
❸如果您仔细观察,您还可以在每个镜头中发现四个额外的红外LED,“无形地”点亮您的眼球以进行跟踪。 (我们很快会挖掘跟踪器。)
(三)
❶内容创建从Lightpack开始。 它提供电源并处理处理,将图像和声音数据发送到耳机。
❷同时,Lightwear头显会跟踪控制器的位置和方向,并映射周围环境以帮助插入虚拟元素。
(四)
❶“混合现实”是很难的。增加你在屏幕上看到的东西是一回事(就像智能手机或VR显示器一样,有外部摄像头的反馈)。
❷直接进入你眼中的实际,未经过滤的现实更加困难。 为了消除这种错觉,Magic Leap One使用了几个巧妙的技术:
❸波导显示---本质上是一个透明的屏幕,从侧面无形地点亮。 波导(Magic Leap称之为“光子光场芯片”)引导光线 ----在这种情况下,是一幅图像 ----穿过一层薄薄的玻璃,放大后斜射到您的眼睛中。
❹聚焦平面 - 在VR显示屏上,所有内容始终处于聚焦状态。现实是不同的 - 有些东西看起来很清晰而有些看起来很模糊,这取决于你的眼睛聚焦在哪里。 Magic Leap通过堆叠多个波导来创建聚焦平面来模拟这种效果---将图像切割成清晰模糊的区域。
(五)
❶ 快速测试可以排除偏光镜片 - 我们必须深入挖掘才能发现任何发现。
❷镜头的内部非常难看,具有突出的红外LED,明显条纹的波导“显示”区域,以及一些奇怪的应用。
❸波导由六个不那么漂亮的层压层组成,每个层都有一个小的气隙。
❹边缘看起来是手绘黑色,可能会最大限度地减少内部反射和干扰。
(六)
❶在头显内部,我们注意到1级激光标签。在你的眼镜上找到它似乎是一件可怕的事情,但它只要在所有正常使用条件下都是安全的,并且比CD播放器更安全一点。
❷旋转标准的Torx螺丝并取下面板,显示两个扬声器中的第一个,通过弹簧触点连接,并由彩色编码的垫圈保护--- 迄今为止具有极佳的可修复性!
❸隐藏在面板之下的:设备的单个内置电缆的两个上端 - 以及一些有助于调整配合的磁位。
❹但是从头显右侧伸出的那个奇怪的黑色小盒子是什么?
(七)
❶调查说:一个六自由度磁传感器线圈,用于跟踪控制器的位置。
注意:测量三个垂直磁场的强度以确定控制器相对于头显的位置和方向。
❷打开控制器,我们发现(更大)发射一半的跟踪器,以及一个8.4 Wh的电池来启动。
❸铜屏蔽喷洒到线圈外壳可能可以防止射频干扰,同时让磁场通过。
❹干扰可以解释跟踪器的奇怪的位置,这可能是一个临时解决方案。它是“老”技术,对于左撇子使用可能会更糟糕。
注意:我们还挖出了一个看起来像是定制设计的LED触控板(可能用于未来的光跟踪硬件?)
(八)
❶拆下头带和内面板后,我们可以更好地观察眼睛跟踪红外发射器。 我们注意到它们都是串联连接,而不是单独控制。
❶拆下头带和内面板后,我们可以更好地观察眼睛跟踪红外发射器。 我们注意到它们都是串联连接,而不是单独控制。
❷最后,在我们的指尖,Magic Leap的核心:光学和显示组件。
(九)
❶抬起一个外部传感器阵列,我们在下面找到:用于将图像注入波导的光学系统。
这些明亮的颜色来自从衍射光栅反射的环境光,并不代表特定的颜色通道。
❷每个光斑生活在不同的深度 - 对应于波导的单层。
❸在后面,我们找到了实际的显示设备:OmniVision OP02222场序彩色(FSC)LCOS设备。 它可能是OmniVision OP02220的定制版本。
根据2016年的专利申请,KGOnTech博客正确地猜到了这正是Magic Leap正在做的事情。
(十)
❶让我们深入了解投影机和波导光学系统。
❷所有关于六层的内容是什么? 在两个不同的焦平面上,每个颜色通道(红色,绿色和蓝色)都有一个单独的波导。
❸如果没有特定颜色的波导,每种颜色都会聚焦到稍微不同的点并使图像变形。
❹“图像6”("Figure 6")Magic Leap专利申请2016/0327789反映出一些光学的内部运作。
❺为了您的启发和喜悦,我们为这个系统添加了我们自己的“tl; dr图表”,包括猫。
(十一)
❶一个铸造镁块可容纳所有光学元件和传感器,并且对于HMD而言令人惊讶地高大。 我们拆开的VR头盔都采用了轻质塑料。
❷但是金属可以制造出更好的散热器,电子和红外照明(可能是VCSEL设备)都会产生热量。
❸粉红色的东西是导热膏,有助于消散红外测距仪的热量。
❹金属还提供更坚固的安装位置,以便在严格校准后保持光学系统稳定和聚焦。
❺但坚硬并不总是最好的---这些部件中的一些部件采用泡沫粘合剂安装,当加热时材料弯曲时会更加宽松。
(十二)
❶没有更好的放置,我们也可以从传感器上弹出盖子,以便仔细观察。
❷这些双传感器阵列位于您的每个太阳穴中,频闪红外深度传感器位于中间。
❸仔细观察前桥深度传感器,为我们提供了以下形式的房间阅读硬件:
红外感应摄像头
红外点投影仪
无需为此设备设置接收站 - 它可以自行完成投影和读取!
(十三)
将所有感应设备连接到头带,我们有昂贵的分层柔性电缆托管:
❶MovidiusMA2450Myriad 2视觉处理单元--- 可能驱动显示器和图像稳定
❷SlimPortANX7530 4K DisplayPort接收器
❸0V00680-B64G-1C可能的摄像机组合芯片
❹Altera/ Intel 10M08V81G - 8000逻辑单元FPGA,可能用于胶合逻辑,或管理MV部件或摄像机桥数据
❺ParadeTechnologies8713A双向USB 3.0转接驱动器
❻NXP半导体 TFA9891音频放大器
❼德州仪器TI 78CS9SI
(十四)
❶关闭红外发射器环,我们发现隐藏在暗滤器后面的眼睛跟踪红外摄像机。
❷这些似乎是OmniVision CameraCubeChip相机,带有外置二向色滤光片。
❸VR和AR中的眼动跟踪允许一些非常酷的新界面选项,以及真实性和渲染效率的改进。
❹眼睛下方只有一个摄像头可能会限制眼动追踪的准确性和范围。当用户向下看时,相机可以更好地观察眼睛/瞳孔。
(十五)
现在事情变得有点破坏性了,但是看看光学链是值得的。
❶六个LED的微小环启动过程 - 红色,绿色和蓝色,两个焦平面两次。
❷然后LED在LCOS微显示器上闪烁以生成图像。它安装在旁边的黑色塑料外壳上。
❸从该外壳内部,准直透镜对准LED的原始光输出,并安装在偏振分束器上。
❹偏振光束然后通过一系列透镜将图像聚焦到波导上的入射光栅。
❺入口光栅本身看起来像嵌入六个波导中的小点。
我们拿起“注射”单元进行仔细观察,揭示与每个入口光栅相关的颜色:两个红色,两个绿色和两个蓝色。
(十六)
❶现在我们已经看过了光学部分,是时候把注意力转移到这个操作的大脑上,Lightpack!
❷很难错过那些突出的冷却通风口。 这款小型掌上电脑是否有主动冷却系统? 我们很快就会看到。
❸除了由Magic Leap设计并在墨西哥组装之外,这些FCC标记不会产生太多影响。 据说,实际硬件制造商的身份是一个严密保密的秘密。
(十七)
❶打开Lightpack需要做很多工作,但是在小心的撬动下,最终会成功。
❷大多数VR头显似乎都是在拥有大量电缆的PC之后,但这是一根永久性的线缆,被困在一个状态LED条,一些螺丝和一些铜带下。
一根连接到头显的电缆可以实现一些优雅的人体工程学设计,但是你的猫最好不要咬断这条生命线,否则你的设备就会变得无法使用。
❸另外一块实心铸镁,我们看到主板!
(十八)
❶我们忽略模式化耳机插孔和按钮板。
❷一台PC最喜欢的Cooler Master风扇为这块PCB增光添彩,解释了我们之前看到的那些通风口。
❸旋转螺丝不足以释放散热片,散热片非常牢固地固定在适当的位置。经过十分钟的加热和撬动后,它最终脱离了导电手柄。
❹这对于小型可穿戴设备来说有很多冷却效果,但考虑到它必须完成的工作,这是有意义的。 那里有很多发热硅--- 在这种情况下,热口袋是一件坏事。
(十九)
稍后有几个盾牌,是时候看看能够发挥魔力的芯片了:
❶NVIDIATegraX2“派克”SoC,采用NVIDIA Pascal GPU
❷2x三星K3RG5G50MM-FGCJ 32 Gb LPDDR4 DRAM(总共8 GB)
❸ParadeTechnologies8713A双向USB 3.0转接驱动器
❹Nordic半导体 N52832射频SoC
❺瑞萨电子9237 hrz buck-boost电池充电器
❻Altera(由英特尔拥有)10M08 MAX 10现场可编程门阵列
❼Maxim半导体MAX77620M电源管理IC
(二十)
背后还有一点魔法:
❶东芝THGAF4T0N8LBAIR128 GB NAND通用闪存
❷Spansion(现为赛普拉斯)FS128S 128 Mb四路SPI NOR闪存
❸德州仪器TPS65982 USB Type-C和USB控制器功率输出
❹UPI半导体UP1666Q 2相降压控制器
❺德州仪器INA3221双向电压监测器
(二十一)
❶接下来,碟子部分抬起,电池外壳容易受到我们撬手的伤害。
❷获得电池是如此艰难,找到拉动去除标签几乎是讽刺的,但它们总比没有好!
❸所有这些层和粘合剂可能有助于提高抗冲击性和耐用性。但是当电池不可避免地坏掉时,你会看到一个完整的设备更换或一个艰难的维修---这可能是一个让回收商头疼的问题。
❹MagicLeap将这款双胞胎电池夹层包装成36.77 Wh,运行频率为3.83 V.这与一些流行的平板电脑相同。
(二十二)
❶TheMagic Leap One显然是一款昂贵的,短期的硬件。每一点结构都旨在保持设备寿命的精确校准。我们的猜测是,不管价格如何,这是为了适应市场需求而全速推出的。
❷希望消费者版本是一款维护深思熟虑的耐久性设计,同时也避免了近视的设备。
❸特别感谢KGonTech的Karl Guttag,他贡献了宝贵的时间和专业知识,帮助我们解决这个问题。
❹VR专家,Palmer Luckey也贡献了一些很棒的内容,以及硬件访问。谢谢!
❺最后,是时候进行对产品的评价了。
在步骤10,图2(专利图)“可选的”偏振滤光器(2072)不是非常可选的。你在摘要图片中跳过了它。
它可能是一个三波长,1/4波长的延迟器,用于在线性偏振光从LCOS反弹之前将其旋转到圆偏振光。反射光通过另一个1/4波,所以它现在是来自输入光的1/2波。也就是说,它与原始光线成90度线性偏振。这就是偏振分束器立方体能够将输入场(100%覆盖率)与LCOS反射场分开的原因。他们是90度,不同的两级极化。
另外,这意味着RGB发射器不太可能是LED的。它们必须是激光二极管(或VCSEL),才能有1/4波缓速膜所需的窄光谱。
这是很多令人印象深刻的技术挤在一个小包装里!难怪花了这么长时间才开发出来。我怀疑它将成为一种商业上可行的产品。它们肯定会随着每个开发单元一起运送大量的资金。我的预测是,最好的情况下,它将是一种高端商务产品,而不是消费产品。很可能Magic Leap很快就会被某个专业公司收购,而一年之后,这个专业公司就会将其扼杀,因为它已经发现了一些秘密,并确定它永远都不会盈利---尤其是在消费者现在开始接受低技术、低AR质量的设备的情况下。但是,对ML在技术上的进取表示祝贺,我祝他们好运。感谢精彩的拆解活动,终于揭开了ML, IFIXIT长久以来的神秘面纱!