Введение
Технология смешанной реальности Magic Leap One долгое время была чем-то вроде пирога с неба, поэтому мы с трудом можем поверить, что она находится у нас на столе для разбора. Судя по количеству денег, собранных на этот проект, мы надеемся, что он работает на пикси-пыли, но только разборка покажет это.
Хотите увидеть больше аппаратных секретов? Тогда подключайтесь к нам на Facebook, Instagram или Twitter, чтобы получать самые свежие новости о разборе.
Шаг 1 Разбор Magic Leap One
Здесь есть много интересного. Давайте начнем с некоторых спецификаций… э-э-э, характеристик:
SoC Nvidia Tegra X2 (Parker) с двумя 64-битными ядрами Denver 2.0 и четырьмя 64-битными ядрами ARM Cortex A57
Интегрированный графический процессор на базе Pascal с 256 ядрами CUDA
8 ГБ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ
128 ГБ встроенной памяти
Bluetooth 4.2, Wi-Fi 802.11ac/b/g/n, USB-C, 3,5-мм разъем для наушников.
Этот процессор Nvidia SoC предназначен для автомобильных приложений и широко используется в автономных автомобилях, включая Teslas. Это кажется нецелевым использованием, пока вы не подумаете о том, что Magic Leap оснащен множеством внешних датчиков для отображения и понимания окружающей обстановки, как и самоуправляемый автомобиль.
Шаг 2
После заявлений Magic Leap о потусторонних ощущениях от этой гарнитуры мы должны были попробовать ее сами.
Благодаря нашей верной инфракрасной камере мы можем увидеть стробирующий ИК-проектор для определения глубины прямо над переносицей — по принципу работы он похож на тот, что мы нашли в iPhone X, а до него — в Kinect.
Если присмотреться, то можно заметить четыре дополнительных ИК-светодиода в каждой линзе, которые «незаметно» подсвечивают глазные яблоки для отслеживания. (О трекерах мы расскажем в ближайшее время).
Шаг 3
Прежде чем приступить к работе, давайте сориентируемся с помощью высокоуровневого обзора:
Создание контента начинается в Lightpack. Он обеспечивает питание и обрабатывает данные, отправляя изображение и звук на гарнитуру.
Тем временем гарнитура Lightwear отслеживает положение и ориентацию контроллера, а также составляет карту окружения, чтобы помочь вставить виртуальные элементы.
Как создаются эти виртуальные элементы — это уже совсем другая тема.
Шаг 4
«Смешанная реальность» — это сложно. Одно дело — дополнить то, что вы видите на экране (например, смартфона или VR-дисплея изображением с внешних камер).
Гораздо сложнее дополнить реальную, нефильтрованную реальность, поступающую прямо в глаза. Чтобы создать такую иллюзию, Magic Leap One использует несколько интересных технологий:
Волноводный дисплей — по сути, прозрачный экран, который подсвечивается невидимым светом сбоку. Волновод (то, что Magic Leap называет «фотонным чипом светового поля») направляет свет — в данном случае изображение — через тонкий слой стекла, увеличивая его и направляя в глаза.
Плоскости фокусировки — на дисплее VR все постоянно находится в фокусе. В реальности все иначе: некоторые вещи выглядят четкими, а другие могут казаться размытыми, в зависимости от того, на чем сфокусирован ваш взгляд. Magic Leap имитирует этот эффект путем объединения нескольких волноводов для создания плоскостей фокусировки — разделения изображения на четкие и размытые области.
Шаг 5
Перейдем к оптическим сокровищам этой штуки! Быстрый тест исключает наличие поляризованных линз — нам придется копнуть глубже, чтобы сделать какие-либо открытия.
Внутренности линз на удивление уродливы: заметные ИК-светодиоды, заметно полосатая область волновода «дисплея» и странное нанесение клея.
Волновод состоит из шести не слишком аккуратно заламинированных слоев, каждый из которых имеет небольшой воздушный зазор.
Края, похоже, вручную окрашены в черный цвет, вероятно, для минимизации внутренних отражений и помех.
Шаг 6
Внутри оголовья мы видим наклейку Class 1 Laser. Это может показаться пугающей вещью на ваших очках, но они безопасны для всех обычных условий использования и, вероятно, не более опасны, чем CD-плеер.
Открутив стандартные винты Torx и сняв панель, вы обнаружите первый из двух динамиков, подключенных через пружинные контакты и защищенных прокладками с цветовой маркировкой — отличная ремонтопригодность на данный момент!
Под этими панелями также скрываются два верхних конца единственного встроенного кабеля устройства и несколько магнитных насадок, которые помогают отрегулировать его положение.
Но что это за странная маленькая черная коробочка, торчащая с правой стороны оголовья?
Шаг 7
Обзор говорит: катушка магнитного датчика с шестью градусами свободы для отслеживания положения контроллера.
Интенсивность трех перпендикулярных магнитных полей измеряется для определения положения и ориентации контроллера относительно гарнитуры.
Вскрыв контроллер, мы обнаруживаем (гораздо большую) излучающую половину трекера и аккумулятор емкостью 8,4 Втч в придачу.
Медный экран, напыленный на корпуса катушек, вероятно, защищает от радиочастотных помех, одновременно пропуская магнитное поле.
Помехи могут объяснить странное расположение трекера, и это может быть временным решением. Это «старая» технология, и она, вероятно, будет хуже для левшей.
На фото нет: мы также нашли то, что похоже на трекпад, сделанный на заказ и усыпанный светодиодами (возможно, для будущего оборудования, отслеживающего свет?).
Шаг 8
Отсоединив оголовье и внутреннюю лицевую панель, мы получили возможность лучше рассмотреть ИК-излучатели, отслеживающие движение глаз. Отметим, что все они подключены последовательно, а не управляются по отдельности.
И наконец, под рукой — сердце Magic Leap: оптика и дисплей в сборе.
Здесь мы пройдем весь путь, так что пристегнитесь.
Шаг 9
Подняв одну из внешних сенсорных матриц, мы обнаруживаем под ней оптическую систему для передачи изображения в волноводы.
Эти яркие цвета возникают из-за окружающего света, отражающегося от дифракционных решеток, и не представляют собой конкретные цветовые каналы.
Каждое пятно находится на разной глубине, что соответствует одному слою волновода.
Сзади находится собственно устройство отображения: LCOS-устройство OmniVision OP02222 field-sequential color (FSC). Скорее всего, это адаптированная вариация OmniVision OP02220.
Блог KGOnTech правильно предположил, что именно это делает Magic Leap, основываясь на патентных документах, поданных еще в 2016 году.
Шаг 10
Давайте глубже изучим проектор и волноводную оптику.
Так что же это за шесть слоев? Для каждого цветового канала (красного, зеленого и синего) существует отдельный волновод, расположенный в двух разных фокальных плоскостях.
Если бы не было волноводов для каждого цвета, то каждый цвет фокусировался бы в немного другой точке и деформировал изображение.
«Рисунок 6 из патентной заявки Magic Leap 2016/0327789 проливает свет на внутреннюю работу оптики.
Для вашего назидания и удовольствия мы привели нашу собственную «tl;dr диаграмму» этой системы, дополненную кошками.
Шаг 11
Литой магниевый блок удерживает всю оптику и датчики, и он удивительно прочен для HMD. Во всех гарнитурах VR, которые мы разбирали, использовался легкий пластик.
Но металл — лучший теплоотвод, а электроника и ИК-подсветка (скорее всего, VCSEL-устройства) выделяют тепло.
Эта розовая штука — термопрокладка, помогающая передать тепло ИК-дальномера в алюминиевую раму.
Металл также обеспечивает более жесткое крепление, чтобы сохранить стабильность и фокусировку оптики после тщательной калибровки.
Но жесткость не всегда лучше — некоторые из этих компонентов крепятся с помощью вспененного клея, который будет более щадящим при изгибе при нагревании.
Шаг 12
Теперь, когда датчики установлены не идеально, мы можем снять с них крышки, чтобы рассмотреть их поближе.
Эти сдвоенные массивы датчиков расположены на каждом виске, а стробируемый ИК-датчик глубины находится прямо посередине.
Датчики движения AKM Semiconductor и Invensense (теперь TDK), вероятно, находятся в верхней части печатной платы камеры.
При ближайшем рассмотрении датчик глубины на носовом мостике оказывается аппаратным обеспечением для считывания информации из помещения:
ИК-сенсорная камера
ИК-проектор
Для этого устройства не нужно устанавливать приемные станции — оно само справляется с проецированием и считыванием информации!
Шаг 13
Для подключения всего этого сенсорного оборудования к оголовью у нас есть дорогие многослойные гибкие кабели:
Блок обработки зрения Movidius MA2450 Myriad 2
приемник 4K DisplayPort SlimPort ANX7530
Сенсорный мост OmniVision OV680 для обработки одновременных потоков изображений с нескольких камер (как в Amazon Fire Phone)
Altera/Intel 10M08V81G — 8000 логических ячеек FPGA, возможно, для клеевой логики или управления данными MV-части или моста камеры
Parade Technologies PS8713A — двунаправленный USB 3.0 редрайвер
NXP Semiconductors TFA9891 аудиоусилитель
Texas Instruments TPS65912 PMIC
Шаг 14
Отсоединив одно из двух колец ИК-излучателя, мы обнаруживаем неуловимую ИК-камеру с отслеживанием глаз, скрывающуюся за темным фильтром.
Похоже, что это камеры OmniVision CameraCubeChip с установленными снаружи дихроичными фильтрами.
Отслеживание движения глаз в VR и AR позволяет создать несколько новых классных вариантов интерфейса, а также повысить реалистичность и эффективность рендеринга.
Размещение одной камеры под каждым глазом может ограничить точность и диапазон отслеживания глаз — камера лучше видит глаз/зрачок, когда пользователь смотрит вниз, а не вверх.
Шаг 15
Теперь все становится немного разрушительным, но это стоит того, чтобы взглянуть на цепочку оптики.
Крошечное кольцо из шести светодиодов запускает процесс — красный, зеленый и синий, по два на две плоскости фокусировки.
Затем светодиоды светят на микродисплей LCOS, формируя изображение. Он закреплен в черном пластиковом корпусе рядом.
Внутри этого корпуса коллимирующая линза выравнивает исходный световой поток от светодиодов и крепится к поляризационному делителю луча.
Затем поляризованные лучи проходят через ряд линз, чтобы сфокусировать изображение на входных решетках волноводов.
Сами входные решетки выглядят как крошечные точки, встроенные в шесть (теперь уже слегка потрепанных) волноводов.
Мы поднимаем блок «инжекции», чтобы рассмотреть его поближе, и видим цвета, связанные с каждой входной решеткой: два красных, два зеленых и два синих.
Шаг 16
Теперь, когда мы попробовали оптическое лакомство, пришло время обратить внимание на «мозг» этой операции — Lightpack!
Трудно не заметить эти заметные вентиляционные отверстия. Есть ли у этого маленького карманного компьютера активная система охлаждения? Скоро узнаем.
Маркировка FCC не дает ничего особенного, кроме того, что он разработан Magic Leap и собран в Мексике. Идентификация реального производителя оборудования, как говорят, является тщательно охраняемым секретом.
Шаг 17
Чтобы вскрыть Lightpack, придется потрудиться, но тепло и осторожное надавливание в конце концов помогут.
Большинство гарнитур виртуальной реальности похожи на ПК с большим количеством кабелей, но у этой гарнитуры один постоянный кабель, который спрятан под светодиодной полосой состояния, несколькими винтами и медной лентой.
Единственный кабель к гарнитуре обеспечивает элегантную эргономику, но вашей кошке лучше не перегрызать эту линию жизни, иначе устройству придет конец.
Еще один массивный кусок литого магния убран с дороги, и мы видим материнскую плату!
Шаг 18
Мы игнорируем модульный разъем для наушников и плату с кнопками, отдавая предпочтение этому силиконовому полю, заполненному экраном.
Вентилятор Cooler Master, любимый ПК, украшает эту печатную плату, объясняя те вентиляционные отверстия, которые мы видели ранее.
Выкручивания винтов недостаточно, чтобы освободить радиатор, который очень упорно приклеен на место. После десяти минут нагревания и отжимания он наконец ослабляет свою токопроводящую хватку.
Это очень много охлаждения для маленького носимого устройства, но это имеет смысл, учитывая работу, которую оно должно выполнять. В нем много кремния, выделяющего тепло, и в данном случае горячие карманы — это плохо.
Шаг 19
Несколько щитов спустя пришло время взглянуть на чипы, благодаря которым происходит волшебство:
NVIDIA Tegra X2 «Parker» SoC, с графическим процессором NVIDIA Pascal
2x Samsung K3RG5G50MM-FGCJ 32 Гб LPDDR4 DRAM (64 Гб или 8 Гб всего)
Murata 1KL (вероятно, модуль Wi-Fi/Bluetooth)
Nordic Semiconductor nRF52832 RF SoC
Зарядное устройство Renesas Electronics ISL9237HRZ buck-boost
Altera (принадлежит Intel) 10M08 MAX 10 полевой программируемый вентильный массив
ИС управления питанием Maxim Semiconductor MAX77620M и двунаправленный USB 3.0 редрайвер Parade Technologies PS8713A
Шаг 20
И еще немного магии на обратной стороне:
Универсальный флеш-накопитель Toshiba THGAF4T0N8LBAIR 128 ГБ NAND
Spansion (теперь Cypress) S25FS128S 128 Мб флэш-памяти NOR с четырьмя интерфейсами SPI
Texas Instruments TPS65982 Контроллер USB Type-C и USB Power Delivery
uPI Semiconductor uP1666Q 2-фазный buck-контроллер
Двунаправленный монитор напряжения Texas Instruments INA3221
Акселерометр Invensense (теперь TDK)
Winbond W25Q80DVUXIE 8 Мб последовательной NOR флэш-памяти
Шаг 21
Идентификация микросхем, продолжение:
Texas Instruments TLV320AIC3206 стереофонический аудиокодек
Аналоговый переключатель ON Semiconductor NC7SB3157L6X SPDT
Аналоговые переключатели Texas Instruments TS5A21366 и, вероятно, ON Semiconductor
Texas Instruments LP5523 9-ch. светодиодный драйвер
Texas Instruments PCA9306 транслятор уровня напряжения и SN74AVC4T245 приемопередатчик двухбитной шины
Texas Instruments TLV809J25 детектор напряжения 2,25 В и LM4132AMF-2.5 2,5 В опорное напряжение LDO
Повышающий преобразователь Texas Instruments TPS630252 4 A
Шаг 22
Далее секция блюдца снимается, оставляя корпус батареи уязвимым для наших любопытных рук.
Добраться до батареи было так сложно, что почти иронично обнаружить вкладки для извлечения, но это лучше, чем ничего!
Все эти слои и клеи, вероятно, способствуют ударопрочности и долговечности. Но когда батарея неизбежно сядет, вам предстоит полная замена устройства или сложный ремонт, который, скорее всего, станет головной болью для переработчиков.
Magic Leap оснащает этот сэндвич двухъячеечной батареей мощностью 36,77 Вт-ч, работающей при напряжении 3,83 В. Это в том же диапазоне, что и у некоторых популярных планшетов.
Шаг 23
Magic Leap One — это явно дорогое оборудование, выпущенное в короткие сроки. Каждая деталь конструкции призвана поддерживать точную калибровку в течение всего срока службы устройства. Мы предполагаем, что его выпустили на полной скорости, невзирая на цену, чтобы выпустить хоть что-то на рынок.
Будем надеяться, что потребительское издание сохранит продуманный дизайн и долговечность, избежав при этом недальновидности этого устройства.
Отдельное спасибо Карлу Гуттагу из KGonTech, который уделил нам бесценное время и помог разобраться с устройством.
Эксперт в области VR, а иногда и наш заклятый враг, Палмер Лаки (Palmer Luckey) также предоставил нам отличный контент, а также доступ к аппаратному обеспечению. Вы можете прочитать его полное мнение о Magic Leap One здесь.
Любые ошибки в этом обзоре почти наверняка принадлежат нам, а не нашим соавторам.
Наконец, пришло время оценить ремонтопригодность.
