繼智能終端發(fā)展高漲后，可穿戴設(shè)備橫空出世。它可以直接穿在身上，或整合在衣物中，在使用過程中可以解放出雙手，與當今流行的AR（增強現(xiàn)實技術(shù)）、VR（虛擬現(xiàn)實技術(shù)）有著十分緊密的聯(lián)系，因此，它展現(xiàn)出了無窮的可能和巨大的潛力。谷歌眼鏡作為可穿戴設(shè)備的代表，在2012年發(fā)布之初就因其炫酷的造型和先進的功能吸引了眾多目光。它在醫(yī)學(xué)、軍事、教育、娛樂等方面的潛能使其成為萬眾矚目的焦點，但谷歌眼鏡尚在不斷發(fā)展和完善過程中。本文就谷歌眼鏡簡單地探討了它的各項技術(shù)應(yīng)用，指出了其優(yōu)勢與不足，并在最后做出了展望。

谷歌眼鏡簡介

谷歌眼鏡的概念

谷歌眼鏡（Google Project Glass）是由谷歌公司于2014年4月發(fā)布的一款智能眼鏡，整機除基本眼鏡的構(gòu)架外主要由一個攝像頭和一個電腦處理器組成。它實際上就是一個微型電腦處理器、投影儀、攝像頭、各類傳感器、存儲傳輸、操控設(shè)備的結(jié)合體，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。它可以將畫面投射到顯示屏上，再通過反射進入眼睛，從而實現(xiàn)圖像信息的傳遞，從而可以實現(xiàn)發(fā)送文字、回復(fù)郵件、查詢信息、拍攝照片等功能。它通過語音指令、眼球動作和觸摸觸控板等人機交互方式完成各項任務(wù)，使人們能夠更快速地、全面地獲取所需信息，提高工作效率，更好地認知周圍所處的世界。

谷歌眼鏡的發(fā)展

從2009年開始，谷歌的3位工程師巴巴克·帕爾維斯、塞巴斯蒂安·杜倫和斯蒂芬·李開始領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計谷歌眼鏡，2012年4月谷歌眼鏡以1 500美元的價格銷售。谷歌雖然于2015年1月暫停銷售，但是在同年，谷歌表示它的發(fā)展不會因為停售而停止，谷歌眼鏡的未來仍然有著無窮的潛能。

2017年7月發(fā)布新版谷歌眼鏡（Google Glass Enterprise Edition），它只針對企業(yè)出售，而不面向普通消費者。相比于之前的谷歌眼鏡，新一代谷歌眼鏡有著更高像素的攝像頭、更長的電池續(xù)航、更快的信息傳遞和更穩(wěn)定的處理器加持，并且它的穿戴便攜性也得到了提高，從原來的固定鏡框也升級到可拆卸模塊。谷歌眼鏡的東山再起也意味著它仍有著舉足輕重的地位和作用，其前景仍被谷歌所看好。

谷歌眼鏡的技術(shù)

谷歌眼鏡的風(fēng)靡是由其各項“黑科技”所引起的，為了擁有豐富多樣的功能，帶來更好的用戶體驗，必然少不了基礎(chǔ)組件和重要技術(shù)的支撐。谷歌眼鏡的基本組件有：電池（570毫安時）、主CPU板（包括德儀OMAP4430芯片，16GB SanDisk存儲芯片，爾必達DRAM芯片）、麥克風(fēng)、攝像頭、揚聲器、觸控板（Synaptics T1320A）、顯示屏（分辨率達640X360）、投影儀等。在技術(shù)方面，谷歌眼鏡所應(yīng)用的眾多技術(shù)中，最為關(guān)鍵的兩項技術(shù)便是人機交互技術(shù)和成像技術(shù)。

人機交互技術(shù)

人機交互是指人與計算機之間通過某種形式，完成人與計算機之間的信息交換過程。只有通過人機交互技術(shù)，人們才能向設(shè)備發(fā)出命令，實現(xiàn)各種功能。為了滿足用戶在不同場合下的不同需求，谷歌眼鏡提供了多種人機交互模式，如觸摸觸控板、眼動識別、姿勢識別和語音識別等。

1）眼動識別。谷歌眼鏡通過傳感器獲取用戶眼動方向的信息，同時獲取周圍所處的場景信息，運用圖像識別技術(shù)得知用戶所觀察的物體。進而可以通過信息的比對搜索用戶所觀察的物體，提供用戶所感興趣的信息。

2）姿勢識別。谷歌眼鏡可以跟與之相配合的手可穿戴物品（一個紅外反射面）跟蹤手指位置變化的軌跡來判斷用戶所表達的信息，確定相應(yīng)的命令。

3）觸摸識別。谷歌眼鏡在眼鏡側(cè)面的鏡架上有一塊長條狀的觸控板。當用戶將手靠近或觸摸觸控板時，會在顯示屏上投射出相應(yīng)的界面，便于用戶的操作。用戶在觸控板上的觸摸動作將帶來電壓的變化，進而獲取用戶的指令。

4）語音識別。谷歌眼鏡通過麥克風(fēng)接受用戶的語音命令，根據(jù)其數(shù)據(jù)庫確定用戶的語音命令，進而確定將要執(zhí)行的命令。用戶可以說“OK，Glass.”喚醒谷歌眼鏡。然后說出下一步的語音命令便可以完成用語音對其的

操作。

成像技術(shù)

設(shè)計谷歌眼鏡的最大難點之一是如何將虛擬圖像呈現(xiàn)在用戶面前，實現(xiàn)AR（增強現(xiàn)實技術(shù)）。谷歌眼鏡利用的是光學(xué)反射投影原理（HUD），即微型投影儀先是將光經(jīng)過聚焦透鏡變?yōu)槠叫泄猓?jīng)過各種光學(xué)儀器和光傳輸管道，然后投到一塊反射屏上，而后通過一塊凸透鏡折射到人體眼球，在人眼前形成一個足夠大的虛擬屏幕，顯示的文本信息和各種數(shù)據(jù)。其中在光學(xué)儀器中還有一個非偏振光分光器，可以使部分光線發(fā)生反射，從而達到擴展眼球視線范圍的效果。同時因為光傳輸管道是透明材質(zhì)，所以現(xiàn)實環(huán)境光線可以穿過光傳輸管道并進入人眼。這兩部分通力合作使得虛擬圖像能與現(xiàn)實環(huán)境重疊，實現(xiàn)增強現(xiàn)實技術(shù)，其原理如圖2所示。

在實現(xiàn)基本的成像結(jié)構(gòu)之后，使圖像清楚便是另一大難題。環(huán)境光強的不同會影響成像的顯示效果，谷歌眼鏡可以通過攝像頭和其他光源傳感器捕獲周圍光線強弱的數(shù)據(jù)，根據(jù)其光照強度得出屏幕顯示的亮度值。依據(jù)所得出的亮度值改變電源的輸出，使得光線得以調(diào)整，使圖像變得清晰。另一方面，谷歌眼鏡還可以控制生成虛擬圖像的光帶，使用戶可以看到更清楚的虛擬圖像，也能達到對真實世界做到一個清楚呈現(xiàn)的效果。

谷歌眼鏡的應(yīng)用

有著豐富功能的谷歌眼鏡在各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，并且存在著巨大的潛能等待我們探索。它在生活中可以方便我們各項活動，在工作中可以幫助我們提高工作效率。除了在生活娛樂領(lǐng)域，其在工業(yè)、醫(yī)療、教育和軍事領(lǐng)域都有涉及。

生活領(lǐng)域

我們可以在谷歌眼鏡的幫助下更迅速、更全面地獲取周圍世界的信息，更好地認知世界。當我們走在大街上，可以用語音操作來撥打電話，發(fā)送短信、郵件而完全不需要雙手的參與；可以通過眨眼拍攝照片，留住精彩的瞬間，而不用從口袋里掏出手機再拍攝；當旅游到陌生的城市，可以用谷歌眼鏡導(dǎo)航，它的增強現(xiàn)實技術(shù)能幫助你免去一直低頭看手機導(dǎo)航的麻煩；看到新鮮事物時可以通過谷歌眼鏡直接搜索相關(guān)信息，簡便又快捷。

工業(yè)領(lǐng)域

在德國紐倫堡工業(yè)自動化及元件展覽會上，Beckoff公司展現(xiàn)了如何通過谷歌眼鏡對機器進行維修操作。產(chǎn)品經(jīng)理告訴觀眾了谷歌眼鏡的具體用途。操作人員可以用眼鏡監(jiān)控機器的生產(chǎn)狀態(tài)，檢查特定的工藝狀態(tài)值，在必要時可以手動操作。在維修過程中可以與相關(guān)專家進行視頻通話，讓專家獲得問題機器的視頻，并提供技術(shù)支持。產(chǎn)品經(jīng)理表示，谷歌眼鏡是自動化技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，共同推動工業(yè)4.0發(fā)展的最明顯的例子。

醫(yī)療領(lǐng)域

谷歌眼鏡可以幫助護士更加方便地查房。護士可以快速地獲取病人的相關(guān)信息，并記錄相關(guān)護理數(shù)據(jù)，便于醫(yī)生判斷患者病情，也降低了用藥失誤，節(jié)省了查找資料的時間，提高了工作效率。同時谷歌眼鏡還可以幫助新醫(yī)生適應(yīng)工作，在遇到問題時方便向不在場的有著高超技藝的醫(yī)生請教，實現(xiàn)遠距離會診及搶救指導(dǎo)。也可以通過它進行視頻直播，視頻錄制，幫助新生學(xué)習(xí)技能。

教育領(lǐng)域

谷歌眼鏡憑借它的直播功能，可以幫助各領(lǐng)域教師與新生建立更簡明的交流方式。法國的Saint-Gregoire私人醫(yī)院在2014年宣布其用谷歌眼鏡成功實施了歐洲首例外科手術(shù)，并通過谷歌眼鏡實現(xiàn)了與外科實習(xí)生互動的示范教學(xué)手術(shù)。谷歌眼鏡還可以簡便地錄制大學(xué)課堂的內(nèi)容，并在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，不僅可以復(fù)習(xí)當堂的內(nèi)容，還可以讓更多人能享受到優(yōu)質(zhì)的教育資源。

軍事領(lǐng)域

谷歌眼鏡有可能在以后登上戰(zhàn)場，給士兵提供各項幫助。諸如幫助士兵簡潔明了地接受上級命令，提供戰(zhàn)區(qū)地圖和目標地址導(dǎo)航，快速尋找發(fā)現(xiàn)攻擊目標，給士兵提供危險地域標識，增強士兵之間的聯(lián)系等，進而提高單兵作戰(zhàn)能力和整體協(xié)同作戰(zhàn)能力，提高軍隊的整體戰(zhàn)斗力。

谷歌眼鏡的缺陷與不足

谷歌眼鏡在給我們的生活帶來了許多便捷的同時，也因為它的部分功能和部分不成熟的新興技術(shù)帶來了許多問題。

1）谷歌眼鏡相比較于其他設(shè)備有著更加簡便的照相、錄像方式。但是，在帶來方便的同時，也帶來一些問題。這涉及到公民隱私、信息安全和賭博行業(yè)。它還可能導(dǎo)致盜版影片、偷窺等行為猖獗。如何解決簡便攝影和隱私問題之間的矛盾是谷歌眼鏡不得不面臨的

問題。

2）谷歌眼鏡有著同普通眼鏡相似的外形，這必然決定了電池所占的空間和重量有限。而谷歌眼鏡有著多種功能，其耗電量是較大的。谷歌眼鏡的續(xù)航一般只有5個小時，而且有發(fā)熱大的現(xiàn)象，這帶來了較差的用戶體驗。

3）谷歌眼鏡1 500美元的售價讓普通消費者難以承擔(dān)，而且谷歌眼鏡需要巨大的信息來完成它的各項功能，因此，谷歌眼鏡會給用戶帶來巨大的流量消耗。谷歌眼鏡的使用成本過高，使得谷歌眼鏡在一段時間內(nèi)難以普及。

4）谷歌眼鏡是新興事物，功能復(fù)雜多樣，用戶學(xué)習(xí)成本高，大眾接受它需要一段時間。同時，因為使用者少，相關(guān)開發(fā)應(yīng)用也相對較少，目前未完全構(gòu)建起完整的生態(tài)，在許多方面的使用仍受限于谷歌眼鏡內(nèi)容的豐富度。

谷歌眼鏡的未來

受限于上述幾處缺陷，谷歌眼鏡仍需不斷完善自身，例如解決它帶來的隱私問題、設(shè)計出高密度的電池、降低生產(chǎn)銷售、使用成本等。如果谷歌眼鏡的消費對象是大眾消費者，那么谷歌眼鏡需要加大其宣傳力度，增加用戶數(shù)量，構(gòu)建完整的生態(tài)。谷歌眼鏡目前已經(jīng)在工業(yè)、教育、醫(yī)療領(lǐng)域有所建樹。如果谷歌眼鏡的消費對象是企業(yè)，那么谷歌眼鏡應(yīng)加大與相關(guān)企業(yè)的合作力度，提供更加有針對性的服務(wù)。相信隨著電子信息技術(shù)和顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，谷歌眼鏡和其它智能眼鏡也會走上高速發(fā)展的快車道，最終取代手機等電子設(shè)備，成為人人必備的電子產(chǎn)品。

參考文獻

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[4]楊凱鵬，張德珍，崔皓.谷歌眼鏡產(chǎn)品及其專利布局分析[J].中國發(fā)明與專利，2014（1）：40-45.

（作者簡介：袁浩博，石家莊外國語學(xué)校。）