스마트 안경은 어떻게 작동합니까?

스마트 안경은 웨어러블 스마트 기술의 차세대 핵심 기술입니다. 스마트폰의 기술을 눈과 귀에 직접 전달할 수 있는 기능을 제공합니다.

2013년 Google은 최초의 스마트 안경을 출시했습니다. 구글 글래스 익스플로러는 결국 상업적인 실패로 끝났지만 이후 여러 회사에서 자체 버전의 스마트 글래스를 출시했으며 이 분야는 이달 들어 더욱 흥미진진해지고 있다.

그렇다면 스마트 안경은 어떻게 작동합니까? 그들이 소리만큼 복잡합니까? 알아 보려면 계속 읽으십시오.

스마트 안경이란?

스마트 안경은 다양한 기능을 가질 수 있는 웨어러블 컴퓨터 안경입니다. 일부는 증강 현실(AR) 오버레이처럼 시야에 정보를 중첩합니다. 일부는 전화에 응답하고 음악을 듣는 기능을 제공할 수 있지만 시각적 출력은 제공하지 않습니다. 다른 사람들은 단순히 조명에 따라 렌즈의 밝기를 변경할 수 있습니다.

기본적으로 스마트 안경은 스마트폰 및 이와 유사한 장치의 무선 기능을 얼굴이나 머리에 직접 제공하는 것을 목표로 합니다. 스마트 안경은 터치로 제어되거나 완전히 핸즈프리일 수 있습니다. 전화를 걸거나 메시지에 응답하고, 자신의 관점에서 사진과 비디오를 찍고, 음악을 듣고, 앱과 상호 작용하고, GPS 탐색을 사용하거나, AR 오버레이를 표시할 수 있습니다.

스마트 글래스는 물류, 의료, 건설 등 다양한 산업 분야에서도 상당한 가능성을 가지고 있습니다.

스마트 안경은 어떤 부품으로 구성되어 있습니까?

스마트 글래스가 스마트폰 및 기타 장치와 유사한 기능을 제공하려면 쉽게 제어되고 여러 센서가 있어야 하며 시각 및 오디오 출력을 생성해야 합니다.

다음은 스마트 안경의 기능적인 부분과 작동 방식입니다.

오디오 기능

스마트 안경에는 전화를 받거나 비디오를 볼 수 있는 기능이 있습니다. 이러한 기능과 많은 유사한 기능을 사용하려면 오디오 출력이 필요합니다. 일부 스마트 안경은 스피커를 사용하는 대신 공기가 아닌 골전도를 통해 소리를 달팽이관(귀뼈)으로 전달합니다. 이것은 고막을 우회하여 안경테에서 두개골을 통해 달팽이관으로 진동을 보내는 것을 포함합니다.

마이크

대부분의 스마트 안경에는 사용자의 음성과 주변 소리를 녹음할 수 있는 작은 마이크가 있습니다. 이는 음성 제어 기능이 있거나 통화 기능이 있거나 오디오와 함께 비디오를 녹화하는 스마트 안경에 필요합니다.

컴퓨터 프로세서

다른 컴퓨터와 마찬가지로 스마트 안경에는 중앙 처리 장치(CPU)가 필요합니다. 이것은 일반적으로 프레임의 암 중 하나에 고정되므로 작아야 합니다. 일반적으로 CPU는 Qualcomm Snapdragon XR1과 같은 스마트폰 프로세서와 동일하거나 유사합니다.

인간-컴퓨터 인터페이스(HCI)

이것이 사람이 스마트 안경을 제어하는 방법입니다. 인간-컴퓨터 인터페이스는 안경에 적용되어야 하므로 터치스크린이나 컴퓨터 마우스와 같은 일반적인 컨트롤은 적합하지 않습니다.

대신 다음 중 하나 또는 조합으로 스마트 안경을 제어할 수 있습니다.

버튼.
음성 인식.
제스처 인식.
시선 추적.
원격 제어(스마트폰을 통해).

렌즈

일반 안경과 마찬가지로 많은 스마트 안경에 다양한 종류의 렌즈를 장착할 수 있습니다. 주변 조명 조건에 따라 어두워지는 도수 렌즈(시력 저하용), 컴퓨터용 청색광 필터 렌즈 또는 스마트 렌즈일 수 있습니다.

카메라

많은 스마트 안경에는 카메라가 필요합니다. Google Glass Explorer는 주변 사람들을 지속적으로 기록하여 모든 스마트 안경에 심각한 법적, 윤리적 문제를 제기했기 때문에 비난을 받았습니다. 카메라는 AR 오버레이가 가능하도록 안경으로 촬영 및 분석에 사용됩니다.

일부 최신 스마트 안경에는 카메라가 포함되어 있지 않습니다. 일반적으로 오디오 기능만 제공합니다.

디스플레이: 곡선 거울 및 도파관

디스플레이는 지금까지 스마트 글래스를 개발하는 데 있어 가장 어려운 부분이었습니다. 스마트 안경의 AR 디스플레이 이면에 있는 몇 가지 기술을 살펴보겠습니다.

스마트 안경용 디스플레이에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 커브드 미러 디스플레이와 도파관 디스플레이가 있습니다.

곡면 거울은 빛을 착용자의 눈에 직접 반사하는 곡면 거울에 이미지를 투사하여 작동합니다. 곡면거울 방식의 문제점은 장치가 더 부피가 커야 하고 이미지가 덜 선명하다는 것입니다.

반면에 도파관은 새로운 기술 세트입니다(많은 부분이 아직 개발 중임). 여기에는 다음이 포함됩니다.

회절 도파관.
홀로그램 도파관.
반사 도파관.
가상 망막 디스플레이.

도파관은 눈 앞에서 투사된 빛을 구부려 시야(3D 증강 현실 개체 포함)를 표시하는 방식으로 작동합니다. 빛은 재료를 따라 빛을 반사하도록 설계된 거의 완전히 반투명한 플라스틱 또는 유리 조각을 통해 전송됩니다. 빛은 도파관을 따라 눈 앞 부분으로 반사된 다음 눈에 직접 이미지를 투사합니다.

도파관의 한 가지 문제는 그들이 제공하는 제한된 FOV입니다. 예를 들어 HoloLens 도파관은 30-50도의 FOV를 제공하는 반면 정상적인 인간의 시야는 약 220도입니다. 100+도 FOV 도파관에 대한 일부 주장이 있지만 현재 개념 증명 단계를 통과한 것은 없습니다.

주요 문제는 FOV를 증가시키는 것이 도파관의 크기와 안경의 부피를 증가시키는 것을 의미한다는 것입니다.

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또 다른 과제는 해상도입니다. 스마트 안경은 사실적이거나 세부 사항(예: 텍스트)을 구별하기 위해 고해상도 디스플레이가 있어야 합니다. 문제는 직접 볼 수 있는 화면과 달리 스마트 안경은 해상도를 저하시킬 수 있는 복잡한 광학 시스템을 가지고 있다는 것입니다.

색상 정확도 및 실제 왜곡과 같은 다른 복잡성을 추가하면 고품질 디스플레이를 만드는 것이 매우 어렵습니다.

현재의 스마트 안경은 어떤 모습입니까?

수십 가지의 상업적으로 이용 가능하거나 개발 중인 스마트 안경이 있습니다. 어느 것도 완벽하지 않고 많은 것이 비싸지만 기술은 빠르게 발전하고 있습니다. 다음은 현재 사용 가능한 스마트 안경의 두 가지 예입니다.

아마존 에코 프레임

Amazon Echo 스마트 안경은 AR이 아니므로 시각적 디스플레이를 제공하지 않습니다. 대신 4개의 지향성 스피커와 마이크가 함께 제공되어 음악을 듣거나 Alexa Home을 제어하거나 전화를 걸 수 있습니다.

Vuzix 블레이드 업그레이드

오른쪽 눈에 전체 도파관 디스플레이를 제공하는 적절한 AR 안경입니다. 8mp 카메라와 음성 제어 기능이 있는 안경을 통해 사용자는 사진을 찍고, 다양한 게임을 하고, 스트리밍 서비스를 시청하는 등의 작업을 할 수 있습니다.

증강 현실의 미래

스마트 안경은 Google의 첫 번째 시도 이후 먼 길을 왔습니다. 이제 수십 개의 제조업체가 있으며 기술은 엄청난 속도로 발전하고 있습니다. 그 어느 때보다 더 나은 해상도, 시야 및 선명도를 제공하는 새로운 도파관 디스플레이가 개발됨에 따라 AR의 미래는 흥미진진합니다.

상업적으로 이용 가능한 AR 안경은 여전히 고가이며 약간의 아쉬움이 남지만, 향후 몇 년 동안 어떤 결과를 가져올지 누가 알겠습니까?

이미지 크레디트: Dan Leveille / 웹사이트

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여기에는 긴 게임 세션을 위한 블루라이트 필터링이 포함됩니다.

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기술 설명
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저자 소개 제이크 하필드(32개 기사 게재)

Jake Harfield는 호주 퍼스에 거주하는 프리랜서 작가입니다. 그는 글을 쓰지 않을 때 보통 수풀 속으로 나가 현지 야생 동물을 촬영합니다. www.jakeharfield.com에서 그를 방문할 수 있습니다.

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