MagicLeapOne拆解 內(nèi)部結(jié)構(gòu)有多復(fù)雜

這里有好多需要說的。讓我們從硬件規(guī)格開始：

Nvidia Tegra X2 （Parker） SoC 配備兩顆 Denver 2.0 64-bit 核心和四顆 ARM Cortex A57 64-bit 核心

集成了基于 Pascal 的 GPU 配備256個(gè) CUDA 核心

8 GB RAM

128 GB 板載儲(chǔ)存

Bluetooth 4.2，Wi-Fi 802.11ac/b/g/n，USB-C，3.5 mm 耳機(jī)接口

這顆 Nvidia 的 SoC 為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)，并在自動(dòng)駕駛汽車中占有重要的地位，包括 Teslas 。這看起來像是非主流的使用方法，直到你明白 Magic Leap 用于定位和理解環(huán)境的多個(gè)傳感器陣列多像是一臺(tái)自動(dòng)駕駛的汽車。

在 Magic Leap 聲稱這個(gè)頭戴設(shè)備有超凡脫俗的體驗(yàn)后，我們必然是要自己嘗試一下的。

多虧了我們可靠的紅外線相機(jī)，我們才能看到在鼻梁上方收集深度信息的頻閃紅外 LED ，和我們?cè)?iPhone X 上，甚至更早的 Kinect 上找到的原理相似。

如果你仔細(xì)觀察，你還可以在每個(gè)鏡頭中發(fā)現(xiàn)四個(gè)額外的紅外 LED（我們馬上會(huì)研究這幾個(gè)傳感器）。

在我們開始之前，先開開眼界：

內(nèi)容的創(chuàng)建始于Lightpack。它提供電源并處理信息，向頭戴設(shè)備發(fā)送圖像和聲音數(shù)據(jù)。

同時(shí)， Lightwear 頭戴設(shè)備會(huì)追蹤控制器的位置和方向，定位你周圍的環(huán)境來幫助插入虛擬元素。

虛擬元素使如何產(chǎn)生的則完全是另外一個(gè)話題。

“虛擬現(xiàn)實(shí)”很復(fù)雜，增加你在屏幕上看到的東西是一回事（就像智能手機(jī)或有外置攝像頭反饋的 VR 顯示屏）

更難的是增加顯示，未見過濾的顯示直接進(jìn)入你的眼簾。要擺脫這種錯(cuò)覺，Magic Leap One 使用了幾種牛逼的技術(shù)：

波導(dǎo)顯示——本質(zhì)上是一塊透明的屏幕從側(cè)面悄無聲息的點(diǎn)亮。波導(dǎo)（ Magic Leap 稱之為“光子光場(chǎng)芯片”）引導(dǎo)光線——在這種情況下，一幅圖像，穿過薄薄的一層玻璃，放大并進(jìn)入你的眼睛。

Focus planes —— 在 VR 顯示器上，一切都是同時(shí)聚焦的。顯示則不是這樣——有些東西看起來很清晰但其他的看起來是模糊的，決定于你的眼睛對(duì)焦在哪。Magic Leap 通過合成多個(gè)波導(dǎo)來模仿這種現(xiàn)象——將圖像范圍清晰的和模糊的區(qū)域。

讓我們看看這東西都藏了什么光學(xué)的寶藏！一個(gè)快速測(cè)試排除了偏光片——我們必須要挖掘的更深一些來獲得一些發(fā)現(xiàn)。

鏡片的內(nèi)部出人意料的丑陋，配備了頻閃紅外 LED ，一個(gè)有明顯條紋的波導(dǎo)“顯示”區(qū)域和一些奇怪的膠水使用。

波導(dǎo)由六個(gè)不那么漂亮的層壓成，每層都有一個(gè)小的氣隙。

邊緣看起來像是手繪成的黑色，可能會(huì)最大限度地減少內(nèi)部反射和干擾。

進(jìn)入頭帶的內(nèi)部，我們主要到一個(gè)1級(jí)激光的調(diào)遣。這在呆在你研究上的東西里找到似乎是件很可怕的事情，但實(shí)際上在日常使用中是安全的，并不比 CD 播放器更危險(xiǎn)。

旋開標(biāo)準(zhǔn)的梅花螺絲并移除了蓋板表明兩個(gè)揚(yáng)聲器中的第一個(gè)，通過彈簧觸點(diǎn)連接，并通過色彩標(biāo)記的墊圈保護(hù)著——到目前為止，可修復(fù)性很強(qiáng)。

同樣隱藏在這塊蓋板下面的是：設(shè)備唯一的線纜的兩個(gè)上端和一些幫助調(diào)整位置的磁力點(diǎn)。

但是從頭帶右側(cè)突出的那個(gè)奇怪的黑色小盒子是什么？

調(diào)查顯示是一個(gè)六自由度磁傳感器線圈，用于跟蹤控制器的位置。

測(cè)量三個(gè)垂直磁場(chǎng)的強(qiáng)度以確定控制器相對(duì)于耳機(jī)的位置和方向。

拆開控制器以后，我們找到了跟蹤器（更大的）發(fā)射端和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)的 8.4 Wh 電池。

線圈外殼鍍的銅似乎是用來屏蔽電磁干擾，同時(shí)讓磁場(chǎng)穿過。

干擾可以解釋跟蹤器的奇怪位置，這可能是一個(gè)臨時(shí)解決方案。這個(gè)“老”技術(shù)，對(duì)于左撇子的使用可能會(huì)更糟糕。

沒有圖片：我們也找到了一個(gè)看起來像是環(huán)有 LED 的定制部件（可能是為了未來了光追蹤硬件？）

在拆下頭戴和內(nèi)面板之后，我們可以有更好的視角來觀察眼部跟蹤紅外發(fā)射器。我們注意到它們都是串聯(lián)連接，而不是單獨(dú)控制。

終于，Magic Leap 的核心：光學(xué)和顯示部件就在我們的指尖上了。

我們終于到這了，所以快系好安全帶。

拆下其中的一個(gè)外部傳感器陣列，我們?cè)谙旅姘l(fā)現(xiàn)了一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)用來將圖像傳進(jìn)波導(dǎo)。

這些明亮的顏色來自從衍射光柵反射的環(huán)境光，并不代表特定的顏色通道。

每個(gè)點(diǎn)工作在不同的深度——對(duì)應(yīng)這單層的波導(dǎo)。

在背后，我們發(fā)現(xiàn)了世紀(jì)的顯示設(shè)備：一個(gè) OmniVision OP02222 場(chǎng)序彩色（FSC）LCOS 設(shè)備。這看起來是一個(gè) OmniVision OP02222 的定制版本。

根據(jù)2016年的專利申請(qǐng)，KGOnTech 博客準(zhǔn)確地猜到了這正是 Magic Leap 在做的事情。

讓我們更深入地了解光源和波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)。

所以這六層都是干什么的？在兩個(gè)不同的焦平面上有一個(gè)分離的波導(dǎo)來對(duì)應(yīng)每個(gè)色彩通道（紅綠藍(lán)）。

如果沒有特定于顏色的波導(dǎo)，每種顏色都會(huì)聚焦到稍有不同的點(diǎn)并使圖像產(chǎn)生變形。

來自 Magic Leap 申請(qǐng)的 2016/0327789 專利的“Figure 6”對(duì)我們了解光學(xué)器件的內(nèi)部如何工作有所啟發(fā)。

為了方便你的理解，我們自己為這個(gè)系統(tǒng)繪制了一幅“長(zhǎng)到?jīng)]法正常閱讀的圖像”，但是有貓。

一個(gè)鑄造的鎂合金塊承受了所有的光學(xué)部件和傳感器，對(duì)于一個(gè)頭戴式顯示器（HMD）而言這有些出人意料的重。我們拆解過的所有 VR 頭戴設(shè)備都使用了輕便的塑料。

但是金屬可以帶來更好的散熱，電子設(shè)備和紅外 LED （比如 VCSEL 設(shè)備）都會(huì)產(chǎn)生熱量。

粉色的東西是用來幫助紅外測(cè)距儀更好的散發(fā)熱量的。

金屬也提供了更堅(jiān)固的安裝位置讓光學(xué)組件在嚴(yán)格的校準(zhǔn)后保持穩(wěn)定。

但是堅(jiān)固并不總是好的——有些部件由泡沫膠固定，在部件被加熱時(shí)彎曲時(shí)會(huì)更加寬松。

不再完美的擺放，我們就可以打開覆蓋這傳感器的蓋子來仔細(xì)瞧瞧。

這些雙生的傳感器陣列在你的兩個(gè)太陽穴邊，配備了頻閃紅外深度傳感器位于中間。

仔細(xì)觀察了鼻梁上的深度傳感器給了我們讀取硬件信息的空間：

紅外感知攝像頭

紅外點(diǎn)陣投影儀

這便不需要為這個(gè)設(shè)備甚至接收站，它可以自己完成投射和讀取。

將所有的傳感設(shè)備連接到頭帶上，我們得到了一個(gè)昂貴的分層柔性電纜：

Movidius MA2450Myriad 2 視覺處理單元

SlimPort ANX75304K DisplayPort 接收器

0V00680-B64G-1C 可能的相機(jī)組合芯片；我們?cè)?Amazon Fire 手機(jī)上也找到了一個(gè)

Altera/Intel 10M08V81G - 8000 邏輯單元 FPGA，可能用于膠合邏輯，或管理 MV 部件或攝像機(jī)橋數(shù)據(jù)

Parade Technologies 8713A 雙向 USB 3.0 轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器

NXP 半導(dǎo)體 TFA9891 音頻放大器

德州儀器 TI 78CS9SI

將紅外發(fā)射器環(huán)彈出，我們發(fā)現(xiàn)難以發(fā)現(xiàn)的眼球跟蹤紅外攝像機(jī)隱藏在黑色濾波器后面。

這些似乎是OmniVision CameraCubeChip相機(jī)，帶有外置二向色濾光片。

VR和AR中的眼球追蹤允許一些非?？岬男陆缑孢x項(xiàng)，以及真實(shí)性和渲染效率的改進(jìn)。

在眼睛下方僅有單個(gè)相機(jī)，這可能限制眼球跟蹤的準(zhǔn)確度和范圍。 當(dāng)用戶向下看而不是向上看時(shí)，相機(jī)才能更好地觀察眼睛/瞳孔。

現(xiàn)在事情變得有點(diǎn)破壞性了，但是為了看看光學(xué)鏈?zhǔn)侵档玫摹?/p>

一個(gè)有六個(gè) LED 的小圓環(huán)開始這次操作，分別是紅綠藍(lán)，為了兩個(gè)焦平面配備了兩套。

然后 LED 在 LCOS 微顯示器上發(fā)光以產(chǎn)生圖像，它安裝在隔壁的黑色塑料外殼上。

從該外殼的內(nèi)部，準(zhǔn)直透鏡對(duì)準(zhǔn)來自 LED 的原始光輸出，而且它安裝在一個(gè)偏振分束器上。

然后，偏振光束通過一系列透鏡，將圖像聚焦到波導(dǎo)上的入射光柵上。

入射光柵本身看起來像嵌入六個(gè)波導(dǎo)中（現(xiàn)在略微破碎的）小點(diǎn)。

我們拿起“投影”單元進(jìn)行仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)了與每個(gè)入口光柵相關(guān)的顏色：兩個(gè)紅色，兩個(gè)綠色和兩個(gè)藍(lán)色。

我們已經(jīng)享受完光學(xué)大餐，是時(shí)候把我們的注意力轉(zhuǎn)向這個(gè)裝置的大腦—— Lightpack！

很難不去注意到這個(gè)突出的超酷通風(fēng)口。這太小小的口袋 PC 有沒有一個(gè)強(qiáng)勁的散熱系統(tǒng)？我們馬上就能知道。

這個(gè) FCC 標(biāo)記沒有放棄自己，其他的就是——由 Magic Leap 設(shè)計(jì)，在墨西哥組裝。事實(shí)上的硬件制造廠商的身份據(jù)說是一個(gè)被嚴(yán)格保密的秘密。

打開 Lightpack 費(fèi)了很多事，但是熱量和小心的撬動(dòng)終于帶來了成果。

大多數(shù) VR 頭戴設(shè)備似乎都要使用帶有大量電纜的 PC，但是這只有一條固定的線纜——被困在一個(gè)狀態(tài) LED 燈條下，還有幾顆螺絲和一些銅帶。

單根通向頭戴設(shè)備的線纜似乎是為了一些優(yōu)雅的人體工程學(xué)考慮，但是你要祈禱你的貓不要咬了這條生命線或你的設(shè)備別過時(shí)了。

另外還有一點(diǎn)點(diǎn)鑄造的鎂合金，然后我們看到了主板！

我們忽略了模塊化的耳機(jī)接口和按鍵面板，這有利于這片充滿屏蔽罩的硅脂之地。

一個(gè) PC 最愛的酷冷至尊風(fēng)扇為這塊 PCB 添加了光彩，這解釋了我們稍早前看到的那些通風(fēng)口。

旋開螺絲并不足以讓散熱器自由，它非常固執(zhí)的粘在原地。經(jīng)過了10分鐘的加熱和撬動(dòng)，它終于松了手。

這對(duì)于一個(gè)小型的穿戴設(shè)備來說是很大的散熱量，但是考慮到它要做的工作就有道理了。這里有很多的散熱硅脂，在這種情況下滾燙的派可不是件好事

在拆開了幾個(gè)外殼之后，是時(shí)候看看讓這魔法發(fā)生的芯片們了：

NVIDIA Tegra X2 “Parker” SoC，搭載了 NVIDIA PascalGPU

兩個(gè) Samsung K3RG5G50MM-FGCJ 32 Gb LPDDR4 DRAM（共 64 Gb 或 8 GB ）

Parade Technologies 8713A雙向 USB 3.0轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器

Nordic 半導(dǎo)體 N52832 RF SoC

Renesas Electronics 9237HRZ 降壓 - 升壓電池充電器

Altera（英特爾擁有）10M08 MAX 10 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列

Maxim Semiconductor MAX77620M 電源管理IC

背后還有更多的魔法：

東芝 THGAF4T0N8LBAIR 128 GB NAND 通用閃存

Spansion （現(xiàn)為 Cypress） FS128S 128 Mb 四路 SPI NOR 閃存

德州儀器 TPS65982 USB Type-C 和 USB 供電控制器

uPI 半導(dǎo)體 uP1666Q 2相降壓控制器

德州儀器 INA3221 雙向電壓監(jiān)視器

下一步，托盤被我們抬起，電池盒終于可以被一探究竟。

取下電池是如此艱難，以至于找到這個(gè)“拉可移除”的標(biāo)簽是多諷刺，但至少比沒有好。

所有這些層和粘合劑可能有助于抗沖擊和耐用性。但是當(dāng)電池不可避免地老化時(shí)，你會(huì)尋找一個(gè)整機(jī)更換或一次艱難的維修——這可能是回收商需要面對(duì)的主要問題。

Magic Leap 采用了 36.77 Wh 的雙電池三明治，工作在 3.83 V。這和一些流行的平板電腦一樣。

Magic Leap One 顯然是一款昂貴，短版的硬件。每一點(diǎn)結(jié)構(gòu)都旨在保持設(shè)備壽命之內(nèi)的精確校準(zhǔn)。我們的猜測(cè)是這次全速推出，無論價(jià)格如何，都是為了在市場(chǎng)上獲得一些東西。

我們希望消費(fèi)者版本也可以保持這些周到的設(shè)計(jì)和為耐用性的考慮。同時(shí)也避免這臺(tái)設(shè)備的短視。

特別感謝 KGonTech 的 Karl Guttag，他貢獻(xiàn)了寶貴的時(shí)間和專業(yè)知識(shí)，幫助我們解決拆解中的問題。

VR 專家，我們偶爾的死對(duì)頭，Palmer Luckey 也貢獻(xiàn)了一些很棒的內(nèi)容，已經(jīng)硬件上的識(shí)別，感恩！

毫無疑問這次拆解中的錯(cuò)誤都是我們的鍋，而不是他們的。

最后，是時(shí)候給個(gè)可修復(fù)性分?jǐn)?shù)了。