استال پرس - نگاهی عمیق به هدست‌های واقعیت افزوده هولولنز مایکروسافت

نگاهی عمیق به هدست‌های واقعیت افزوده هولولنز مایکروسافت

نیک بیکر، مهندس برجسته‌ی مایکروسافت توانست سخت‌افزاری سیلیکونی برای تلویزیون اینترنتی، Ultimate و همچنین کنسول ایکس باکس 360 و ایکس‌باکس وان بسازد ولی چندی پیش او به سراغ معرفی جدیدترین اسباب بازی مایکروسافت رفته است؛ هدست‌های کامپیوتری هولوگرافیک که یکی از محصولات جدید و پیچیده‌ی شرکت مایکروسافت است.

به گزارش پاپایا، در نشست خبری در شهر کوپرتینو واقع در کالیفرنیا، بیکر بیان کرده که هولولنز یکی از برترین محصولات مایکروسافت بوده که در تلاش است تا همه چیز به صورت واقعی به نظر برسد! تیم سازنده در تلاش هستند تا با تلفیق دنیاهای فیزیکی و مجازی از طریق سنسورهای مختلف و پیچیده، تجربه‌ای دیجیتالی برای مخاطب به بار بیاورند. بر اساس تجزیه و تحلیل منتقدین بخش تکنولوژیِ رسانه‌ی Digi-Capital، مایکروسافت تا سال ۲۰۲۰ می‌تواند از این محصول خود تا ۱۲۰ بیلیون دلار سود داشته باشد. بیکر در این رابطه توضیح می‌دهد:

هنوز بازی ماینکرافت را نتوانستیم برای این هدست بهینه کنیم ولی در حال حاضر بازی ویدیویی تحت عنوان Fragments طراحی کردیم که شخصیت‌های پویاسازی شده‌ای می‌توانید در خانه‌ی خود خلق کنید. در واقع با این بازی می‌توانید دنیای مجازی و مصنوعی را به دنیای واقعی بیاورید!

HoloLens Headset

در بازی Fragments شما می‌توانید تصاویری پویاسازی شده‌ی این چنینی در واقعیت خلق کنید!

کیت توسعه هولولنزهای مایکروسافت از ماه مارس گذشته با قیمت ۳ هزار دلار در اختیار توسعه‌دهندگان قرار داده شد. البته مایکروسافت در تلاش است تا قیمت این هدست‌ها را کاهش دهد که طیف بیشتری از توسعه‌دهندگان بتوانند هولوگرام‌های سه بعدی را در دنیای واقعی مشاهده کنند؛ به عنوان مثال می‌توانید نسخه‌ی پویانمایی شده‌ی اسکلتی را در وسط آزمایشگاه آناتومی (کالبدشناسی) برای یادگیری نگاه کنید.

بر اساس مواردی که بیکر نشان داد، هولولنز را می‌توان هیولای تکنولوژی عصر حاضر دانست که این هیولا از حسگرهای مختلف، پردازنده‌های مختلف، المان‌های ارتباطی، فیبرهای نوری نانو، صدای فضایی (استرئوتایپ) و نمایشگر میکروی HD بهره می‌برد. استفاده از این تکنولوژی، تجربه‌ای بی حد و مرز برای مخاطب به همراه دارد چون هدست‌ها در واقع به هیچ سیستم رایانه‌ای از طریق سیم‌های معمولی وصل نیست و تمام پردازش‌ها از طریق لنزها صورت می‌گیرد و تصویری که از طریق هدست مشاهده می‌کنید از طریق باتری‌های هدست تامین می شود. در واقع وضعیت بدن، نوع نگاه و صداهای محیط ورودی این سیستم محسوب می‌شوند و این دستگاه به راحتی می‌تواند تمام این المان‌ها را پردازش کند. بیکر در این رابطه توضیح می‌دهد:

در ساخت و توسعه‌ی هولولنز می‌دانستیم که باید سعی کنیم هر سه ورودی سیستم را همزمان با یکدیگر طراحی کنیم. هولولنزها قادر به پردازش‌های هولوگرافیک و سه بعدی هستند. نیازی به هیچ نشانه‌گری در محیط ندارید. نیازی به دوربین‌های مختلف یا هر وسیله‌ی ارتباطی دیگری ندارید. در حقیقت استفاده از این دستگاه محدودیتی ندارد. حتی نیاز به موبایل همراه و لپتاپ هم نیست. شما تنها با وضعیت بدنتان، نوع نگاهتان و صد البته صدایتان باید با سیستمی که روی ویندوز ۱۰ تعبیه شده ارتباط برقرار کنید. به خاطر اینکه یک تکنولوژی حسی ساخته‌ایم که شما آزاد هستید در محیط حرکت کنید. خیلی راحت می‌توانم در خانه‌ام از اتاقی به اتاق دیگر حرکت کنم و هولوگرام‌هایی در دنیای واقعی بسازم و این آیتم‌های مجازی خیلی راحت با محیط واقعی یک‌پارچه خواهند شد. در واقع دو دنیای مجازی و واقعی با یکدیگر تلفیق خواهد شد و این تجربه‌ای بسیار جالب است!

Nick Baker، مهندس برجسته‌ی مایکروسافت که درباره‌ی هولو لنز در Hot Chips 2016 حضور داشته است.

جالب است بدانید که بیکر توانسته سگی هولوگرامی شده‌ای بسازد و ادعا می‌کند فردای آن روز، آن سگ همچنان در بالای پیانوی موجود در اتاقش وجود داشته است. بیکر روی این قضیه تاکید می‌کند که تلفیق دو دنیای واقعی و مجازی می‌تواند تجربه‌های بسیار مختلف و جالبی را فراهم کند.

بخش‌های مختلفی از مایکروسافت به یک تیم واحد تبدیل شدند تا بتوانند تکنولوژی هولولنز را تجاری کنند. این حرفی است که بیکر به رسانه‌ها زده است. تیم طراحی چیپ در حقیقت در بخش تلویزیون اینترنتی مشغول بودند و به نوعی می‌توان گفت این تیم، گل سر سبد مایکروسافت است چون توانسته نرم‌افزاری گسترده و عظیمی را به سخت‌افزار ایکس باکس منتقل کند ولی در مقایسه با پروژه‌های گذشته که برای سیلیکون‌های ایکس‌باکس ۳۶۰ طراحی کرده‌اند، این بار مهندسین این تیم در طراحی سیستمی برای هولولنز مسئولیت قبول کردند.

نمایی از هدست مجازی به صورت تشریح شده

تیم مایکروسافت مجبور بود تا بر سیلیکون‌ها،‌ فیبرهای نوری و سخت افزار مشخص خود کار کنند. مایکروسافت برای عملی کردن ساخت هدست مجبور بود تا از ساخت پردازنده‌های گرافیکی معمولی خود فراتر برود. این دستگاه از پردازنده‌ای ۱۴ نانومتری اینتل بهره می‌برد. در بورد این دستگاه ۶۴ گیگابایت فلش مموری و ۲ گیگابایت رم وجود دارد. از المان‌های ارتباطی نیز می‌توان به بلوتوث، WiFi و همچنین بلندگوهای استریو اشاره کرد. مایکروسافت پردازنده‌ی ساخته‌ شده‌ی خود را واحد پردازنده‌ی هولوگرامی (Holographic Processing Unit: HPU) نام می‌دهد. تیم سازنده مجبور بودند تا از لحاظ داخلی HPU را طراحی کنند. معماری این چیپ‌ست بسیار پیچیده است؛ به این خاطر که ۶۵ میلیون درگاه و SRAM دارای 8MB دارد. از طرفی دیگر، پردازنده‌ی ۲۸ نانومتری آن توسط شرکت تایوانی دیگری ساخته شده است.

قسمت‌های مختلف سیستم تصویرسازی هدست

مایکروسافت زیرشاخه‌های سیستمی متنوعی را ساخته است؛ به عنوان مثال توانسته تصویرسازی نوری خلق کرده و سپس سیستمی برای تلفیق این تصاویر با واقعیت را فراهم کند. همچنین کمپانی مجبور بود تا نمایشگر، سیستمی برای ردیابی سر و صد البته حسگرهایی برای وضعیت بدن بسازد. نمایشگر شامل دو کریستال مایع بر سیلیکون (LCoS) بوده که مشابه به پروژکتور هستند. جالب است بدانید اگر یکی از این سیستم‌ها بسیار کند عمل کند و تصاویر به سرعت عکس العمل‌های شما عمل نکنند، به شما حالت ناخوشی دست می‌دهد. لبه‌ی پیش آمده‌ی جلویی برای این قضیه از شما محافظت می‌کند.

نوار حسگر هولولنز از دوربینی مشابه به دوربین‌های پرواز سه بعدی بهره می‌برد تا بدین طریق محیط اسکن شود. به طور کلی این هدست ۴ دوربین حسگر برای محیط، حسگری برای نور و همچنین دوربینی دو مگاپیکسلی HD بهره می‌برد. علی رغم تمام این حسگرها، برای حالت سکون و ایستا نیز واحدی برای اندازه‌گیری وجود دارد که از طریق اطلاعاتی که از سیستم ردیابی سر به وجود می‌آید وظیفه دارد تا به‌روزرسانی‌هایی در تصاویر فراهم کند. اگر به سرعت سر خود را تکان دهید، اطلاعات در حد یک واحد میلی ثانیه به شما نشان داده می‌شود.

بورد اصلی هدست

بیکر ادعا می‌کند که مایکروسافت بیش از ۵ سال است که روی این تکنولوژی کار می‌کند و بالغ بر ۵ نمونه‌ی اولیه تا امسال توانستند هدست بسازند. بیکر در این رابطه توضیح می‌ دهد:

برای تیم ما چندین سال طول کشید تا به یک طراحی صنعتی مد نظرمان برای عرضه‌ی جهانی برسیم. بسیار برای ما مهم بود که استودیو‌های دیگر به این راحتی نتوانند این هدست‌های هولو لنزی را بسازند!

مهندسین تیم در تلاش بودند تا مخاطبین بتوانند هولوگرام و تصاویر سه بعدی را با کیفیت و جزئیات بالا ببینید؛ به همین علت تا جایی که امکان داشت ابعاد و رزولوشن تصاویر را بالا بردند. طراحی کلی و فیزیکی این هدست افت و خیزهای زیادی داشته و در نهایت طراحی هدست به گونه‌ای انجام گرفت تا بر سرهایی با اندازه‌ها و ابعاد مختلف بهترین عملکرد را داشته باشد. همچنین طراحی هدست باید برای کسانی که عینک می‌زنند نیز مناسب باشد. به هر حال مایکروسافت باید طیف گسترده‌ای از هواداران و مخاطبین را پوشش دهد.

با استفاده از هدست‌های هولو لنزی می‌توانید تصاویری این چنینی در واقعیت ببینید!

در ماه فوریه‌ی گذشته، یک دستگاه هولولنز به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده شد تا فضانوردان بتوانند اولین تماس اسکایپ از فضا را با زمین داشته باشند.

با گذشت زمان مایکروسافت در تلاش خواهد بود تا ویندوزی هولوگرامی بسازد و به عنوان یک پلتفرم در اختیار دیگران قرار دهد؛ به همین خاطر ساخت هدست‌های VR می‌تواند برای توسعه‌دهندگان دیگر آسان‌تر شود.

بیکر می‌گوید که متخصصین و کارشناسان تکنولوژی از هر شرکتی می‌توانند برای بهبود این هدست‌ها و نمایشگر آنها اعلام امادگی کنند. اکثر هدست‌ها به سختی می‌توانند میزان دید ۱۰۰ درجه فراهم کند. این در حالیست که انسان تا ۱۸۰ درجه میدان دید دارد. در هر صورت چالش‌های بسیار زیادی همانند فناوری لمسی و رندر کردن تصاویر از لایه‌های سطحی به عمقی وجود دارد که نیازمند این است که روی آن کار شود. بیکر توضیح می‌دهد که در حال حاضر شما نمی‌توانید هولوگرام‌های ۳ بعدی را لمس یا احساس کنید ولی در تلاش هستند که این رویه هم در آینده‌ی نه چندان دور عملی شود و بتوانیم مدل‌های مجازی را لمس کنیم!
منبع: venturebeat