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继智能终端发展高涨后，可穿戴设备横空出世。它可以直接穿在身上，或整合在衣物中，在使用过程中可以解放出双手，与当今流行的AR（增强现实技术）、VR（虚拟现实技术）有着十分紧密的联系，因此，它展现出了无穷的可能和巨大的潜力。谷歌眼镜作为可穿戴设备的代表，在2012年发布之初就因其炫酷的造型和先进的功能吸引了众多目光。它在医学、军事、教育、娱乐等方面的潜能使其成为万众瞩目的焦点，但谷歌眼镜尚在不断发展和完善过程中。本文就谷歌眼镜简单地探讨了它的各项技术应用，指出了其优势与不足，并在最后做出了展望。
谷歌眼镜简介
谷歌眼镜的概念
谷歌眼镜（Google Project Glass）是由谷歌公司于2014年4月发布的一款智能眼镜，整机除基本眼镜的构架外主要由一个摄像头和一个电脑处理器组成。它实际上就是一个微型电脑处理器、投影仪、摄像头、各类传感器、存储传输、操控设备的结合体，其结构如图1所示。它可以将画面投射到显示屏上，再通过反射进入眼睛，从而实现图像信息的传递，从而可以实现发送文字、回复邮件、查询信息、拍摄照片等功能。它通过语音指令、眼球动作和触摸触控板等人机交互方式完成各项任务，使人们能够更快速地、全面地获取所需信息，提高工作效率，更好地认知周围所处的世界。
谷歌眼镜的发展
从2009年开始，谷歌的3位工程师巴巴克·帕尔维斯、塞巴斯蒂安·杜伦和斯蒂芬·李开始领导设计谷歌眼镜，2012年4月谷歌眼镜以1 500美元的价格销售。谷歌虽然于2015年1月暂停销售，但是在同年，谷歌表示它的发展不会因为停售而停止，谷歌眼镜的未来仍然有着无穷的潜能。
2017年7月发布新版谷歌眼镜（Google Glass Enterprise Edition），它只针对企业出售，而不面向普通消费者。相比于之前的谷歌眼镜，新一代谷歌眼镜有着更高像素的摄像头、更长的电池续航、更快的信息传递和更稳定的处理器加持，并且它的穿戴便携性也得到了提高，从原来的固定镜框也升级到可拆卸模块。谷歌眼镜的东山再起也意味着它仍有着举足轻重的地位和作用，其前景仍被谷歌所看好。
谷歌眼镜的技术
谷歌眼镜的风靡是由其各项“黑科技”所引起的，为了拥有丰富多样的功能，带来更好的用户体验，必然少不了基础组件和重要技术的支撑。谷歌眼镜的基本组件有：电池（570毫安时）、主CPU板（包括德仪OMAP4430芯片，16GB SanDisk存储芯片，尔必达DRAM芯片）、麦克风、摄像头、扬声器、触控板（Synaptics T1320A）、顯示屏（分辨率达640X360）、投影仪等。在技术方面，谷歌眼镜所应用的众多技术中，最为关键的两项技术便是人机交互技术和成像技术。
人机交互技术
人机交互是指人与计算机之间通过某种形式，完成人与计算机之间的信息交换过程。只有通过人机交互技术，人们才能向设备发出命令，实现各种功能。为了满足用户在不同场合下的不同需求，谷歌眼镜提供了多种人机交互模式，如触摸触控板、眼动识别、姿势识别和语音识别等。
1）眼动识别。谷歌眼镜通过传感器获取用户眼动方向的信息，同时获取周围所处的场景信息，运用图像识别技术得知用户所观察的物体。进而可以通过信息的比对搜索用户所观察的物体，提供用户所感兴趣的信息。
2）姿势识别。谷歌眼镜可以跟与之相配合的手可穿戴物品（一个红外反射面）跟踪手指位置变化的轨迹来判断用户所表达的信息，确定相应的命令。
3）触摸识别。谷歌眼镜在眼镜侧面的镜架上有一块长条状的触控板。当用户将手靠近或触摸触控板时，会在显示屏上投射出相应的界面，便于用户的操作。用户在触控板上的触摸动作将带来电压的变化，进而获取用户的指令。
4）语音识别。谷歌眼镜通过麦克风接受用户的语音命令，根据其数据库确定用户的语音命令，进而确定将要执行的命令。用户可以说“OK，Glass.”唤醒谷歌眼镜。然后说出下一步的语音命令便可以完成用语音对其的
操作。
成像技术
设计谷歌眼镜的最大难点之一是如何将虚拟图像呈现在用户面前，实现AR（增强现实技术）。谷歌眼镜利用的是光学反射投影原理（HUD），即微型投影仪先是将光经过聚焦透镜变为平行光，经过各种光学仪器和光传输管道，然后投到一块反射屏上，而后通过一块凸透镜折射到人体眼球，在人眼前形成一个足够大的虚拟屏幕，显示的文本信息和各种数据。其中在光学仪器中还有一个非偏振光分光器，可以使部分光线发生反射，从而达到扩展眼球视线范围的效果。同时因为光传输管道是透明材质，所以现实环境光线可以穿过光传输管道并进入人眼。这两部分通力合作使得虚拟图像能与现实环境重叠，实现增强现实技术，其原理如图2所示。
在实现基本的成像结构之后，使图像清楚便是另一大难题。环境光强的不同会影响成像的显示效果，谷歌眼镜可以通过摄像头和其他光源传感器捕获周围光线强弱的数据，根据其光照强度得出屏幕显示的亮度值。依据所得出的亮度值改变电源的输出，使得光线得以调整，使图像变得清晰。另一方面，谷歌眼镜还可以控制生成虚拟图像的光带，使用户可以看到更清楚的虚拟图像，也能达到对真实世界做到一个清楚呈现的效果。
谷歌眼镜的应用
有着丰富功能的谷歌眼镜在各个领域有着广泛的应用，并且存在着巨大的潜能等待我们探索。它在生活中可以方便我们各项活动，在工作中可以帮助我们提高工作效率。除了在生活娱乐领域，其在工业、医疗、教育和军事领域都有涉及。
生活领域
我们可以在谷歌眼镜的帮助下更迅速、更全面地获取周围世界的信息，更好地认知世界。当我们走在大街上，可以用语音操作来拨打电话，发送短信、邮件而完全不需要双手的参与；可以通过眨眼拍摄照片，留住精彩的瞬间，而不用从口袋里掏出手机再拍摄；当旅游到陌生的城市，可以用谷歌眼镜导航，它的增强现实技术能帮助你免去一直低头看手机导航的麻烦；看到新鲜事物时可以通过谷歌眼镜直接搜索相关信息，简便又快捷。 工业领域
在德国纽伦堡工业自动化及元件展览会上，Beckoff公司展现了如何通过谷歌眼镜对机器进行维修操作。产品经理告诉观众了谷歌眼镜的具体用途。操作人员可以用眼镜监控机器的生产状态，检查特定的工艺状态值，在必要时可以手动操作。在维修过程中可以与相关专家进行视频通话，让专家获得问题机器的视频，并提供技术支持。产品经理表示，谷歌眼镜是自动化技术与互联网相结合，共同推动工业4.0发展的最明显的例子。
医疗领域
谷歌眼镜可以帮助护士更加方便地查房。护士可以快速地获取病人的相关信息，并记录相关护理数据，便于医生判断患者病情，也降低了用药失误，节省了查找资料的时间，提高了工作效率。同时谷歌眼镜还可以帮助新医生适应工作，在遇到问题时方便向不在场的有着高超技艺的医生请教，实现远距离会诊及抢救指导。也可以通过它进行视频直播，视频录制，帮助新生学习技能。
教育领域
谷歌眼镜凭借它的直播功能，可以帮助各领域教师与新生建立更简明的交流方式。法国的Saint-Gregoire私人医院在2014年宣布其用谷歌眼镜成功实施了歐洲首例外科手术，并通过谷歌眼镜实现了与外科实习生互动的示范教学手术。谷歌眼镜还可以简便地录制大学课堂的内容，并在网络上发布，不仅可以复习当堂的内容，还可以让更多人能享受到优质的教育资源。
军事领域
谷歌眼镜有可能在以后登上战场，给士兵提供各项帮助。诸如帮助士兵简洁明了地接受上级命令，提供战区地图和目标地址导航，快速寻找发现攻击目标，给士兵提供危险地域标识，增强士兵之间的联系等，进而提高单兵作战能力和整体协同作战能力，提高军队的整体战斗力。
谷歌眼镜的缺陷与不足
谷歌眼镜在给我们的生活带来了许多便捷的同时，也因为它的部分功能和部分不成熟的新兴技术带来了许多问题。
1）谷歌眼镜相比较于其他设备有着更加简便的照相、录像方式。但是，在带来方便的同时，也带来一些问题。这涉及到公民隐私、信息安全和赌博行业。它还可能导致盗版影片、偷窥等行为猖獗。如何解决简便摄影和隐私问题之间的矛盾是谷歌眼镜不得不面临的
问题。
2）谷歌眼镜有着同普通眼镜相似的外形，这必然决定了电池所占的空间和重量有限。而谷歌眼镜有着多种功能，其耗电量是较大的。谷歌眼镜的续航一般只有5个小时，而且有发热大的现象，这带来了较差的用户体验。
3）谷歌眼镜1 500美元的售价让普通消费者难以承担，而且谷歌眼镜需要巨大的信息来完成它的各项功能，因此，谷歌眼镜会给用户带来巨大的流量消耗。谷歌眼镜的使用成本过高，使得谷歌眼镜在一段时间内难以普及。
4）谷歌眼镜是新兴事物，功能复杂多样，用户学习成本高，大众接受它需要一段时间。同时，因为使用者少，相关开发应用也相对较少，目前未完全构建起完整的生态，在许多方面的使用仍受限于谷歌眼镜内容的丰富度。
谷歌眼镜的未来
受限于上述几处缺陷，谷歌眼镜仍需不断完善自身，例如解决它带来的隐私问题、设计出高密度的电池、降低生产销售、使用成本等。如果谷歌眼镜的消费对象是大众消费者，那么谷歌眼镜需要加大其宣传力度，增加用户数量，构建完整的生态。谷歌眼镜目前已经在工业、教育、医疗领域有所建树。如果谷歌眼镜的消费对象是企业，那么谷歌眼镜应加大与相关企业的合作力度，提供更加有针对性的服务。相信随着电子信息技术和显示技术的不断发展，谷歌眼镜和其它智能眼镜也会走上高速发展的快车道，最终取代手机等电子设备，成为人人必备的电子产品。
参考文献
[1]张德珍，杨凯鹏，崔皓.谷歌眼镜采用的重要专利技术介绍[J].中国发明与专利，2014（1）：46-52.
[2]李闻达，陈亚进.谷歌眼镜在外科领域应用现状及前景[J].中国实用外科杂志，2014（5）：464-465.
[3]张晓薇.谷歌眼镜配上脸部识别应用可识别对方情绪[EB/OL].http：//www.techweb.com.cn/ucweb/news/id/2015569.
[4]杨凯鹏，张德珍，崔皓.谷歌眼镜产品及其专利布局分析[J].中国发明与专利，2014（1）：40-45.
（作者简介：袁浩博，石家庄外国语学校。）
谷歌眼镜简介
谷歌眼镜的概念
谷歌眼镜（Google Project Glass）是由谷歌公司于2014年4月发布的一款智能眼镜，整机除基本眼镜的构架外主要由一个摄像头和一个电脑处理器组成。它实际上就是一个微型电脑处理器、投影仪、摄像头、各类传感器、存储传输、操控设备的结合体，其结构如图1所示。它可以将画面投射到显示屏上，再通过反射进入眼睛，从而实现图像信息的传递，从而可以实现发送文字、回复邮件、查询信息、拍摄照片等功能。它通过语音指令、眼球动作和触摸触控板等人机交互方式完成各项任务，使人们能够更快速地、全面地获取所需信息，提高工作效率，更好地认知周围所处的世界。
谷歌眼镜的发展
从2009年开始，谷歌的3位工程师巴巴克·帕尔维斯、塞巴斯蒂安·杜伦和斯蒂芬·李开始领导设计谷歌眼镜，2012年4月谷歌眼镜以1 500美元的价格销售。谷歌虽然于2015年1月暂停销售，但是在同年，谷歌表示它的发展不会因为停售而停止，谷歌眼镜的未来仍然有着无穷的潜能。
2017年7月发布新版谷歌眼镜（Google Glass Enterprise Edition），它只针对企业出售，而不面向普通消费者。相比于之前的谷歌眼镜，新一代谷歌眼镜有着更高像素的摄像头、更长的电池续航、更快的信息传递和更稳定的处理器加持，并且它的穿戴便携性也得到了提高，从原来的固定镜框也升级到可拆卸模块。谷歌眼镜的东山再起也意味着它仍有着举足轻重的地位和作用，其前景仍被谷歌所看好。
谷歌眼镜的技术
谷歌眼镜的风靡是由其各项“黑科技”所引起的，为了拥有丰富多样的功能，带来更好的用户体验，必然少不了基础组件和重要技术的支撑。谷歌眼镜的基本组件有：电池（570毫安时）、主CPU板（包括德仪OMAP4430芯片，16GB SanDisk存储芯片，尔必达DRAM芯片）、麦克风、摄像头、扬声器、触控板（Synaptics T1320A）、顯示屏（分辨率达640X360）、投影仪等。在技术方面，谷歌眼镜所应用的众多技术中，最为关键的两项技术便是人机交互技术和成像技术。
人机交互技术
人机交互是指人与计算机之间通过某种形式，完成人与计算机之间的信息交换过程。只有通过人机交互技术，人们才能向设备发出命令，实现各种功能。为了满足用户在不同场合下的不同需求，谷歌眼镜提供了多种人机交互模式，如触摸触控板、眼动识别、姿势识别和语音识别等。
1）眼动识别。谷歌眼镜通过传感器获取用户眼动方向的信息，同时获取周围所处的场景信息，运用图像识别技术得知用户所观察的物体。进而可以通过信息的比对搜索用户所观察的物体，提供用户所感兴趣的信息。
2）姿势识别。谷歌眼镜可以跟与之相配合的手可穿戴物品（一个红外反射面）跟踪手指位置变化的轨迹来判断用户所表达的信息，确定相应的命令。
3）触摸识别。谷歌眼镜在眼镜侧面的镜架上有一块长条状的触控板。当用户将手靠近或触摸触控板时，会在显示屏上投射出相应的界面，便于用户的操作。用户在触控板上的触摸动作将带来电压的变化，进而获取用户的指令。
4）语音识别。谷歌眼镜通过麦克风接受用户的语音命令，根据其数据库确定用户的语音命令，进而确定将要执行的命令。用户可以说“OK，Glass.”唤醒谷歌眼镜。然后说出下一步的语音命令便可以完成用语音对其的
操作。
成像技术
设计谷歌眼镜的最大难点之一是如何将虚拟图像呈现在用户面前，实现AR（增强现实技术）。谷歌眼镜利用的是光学反射投影原理（HUD），即微型投影仪先是将光经过聚焦透镜变为平行光，经过各种光学仪器和光传输管道，然后投到一块反射屏上，而后通过一块凸透镜折射到人体眼球，在人眼前形成一个足够大的虚拟屏幕，显示的文本信息和各种数据。其中在光学仪器中还有一个非偏振光分光器，可以使部分光线发生反射，从而达到扩展眼球视线范围的效果。同时因为光传输管道是透明材质，所以现实环境光线可以穿过光传输管道并进入人眼。这两部分通力合作使得虚拟图像能与现实环境重叠，实现增强现实技术，其原理如图2所示。
在实现基本的成像结构之后，使图像清楚便是另一大难题。环境光强的不同会影响成像的显示效果，谷歌眼镜可以通过摄像头和其他光源传感器捕获周围光线强弱的数据，根据其光照强度得出屏幕显示的亮度值。依据所得出的亮度值改变电源的输出，使得光线得以调整，使图像变得清晰。另一方面，谷歌眼镜还可以控制生成虚拟图像的光带，使用户可以看到更清楚的虚拟图像，也能达到对真实世界做到一个清楚呈现的效果。
谷歌眼镜的应用
有着丰富功能的谷歌眼镜在各个领域有着广泛的应用，并且存在着巨大的潜能等待我们探索。它在生活中可以方便我们各项活动，在工作中可以帮助我们提高工作效率。除了在生活娱乐领域，其在工业、医疗、教育和军事领域都有涉及。
生活领域
我们可以在谷歌眼镜的帮助下更迅速、更全面地获取周围世界的信息，更好地认知世界。当我们走在大街上，可以用语音操作来拨打电话，发送短信、邮件而完全不需要双手的参与；可以通过眨眼拍摄照片，留住精彩的瞬间，而不用从口袋里掏出手机再拍摄；当旅游到陌生的城市，可以用谷歌眼镜导航，它的增强现实技术能帮助你免去一直低头看手机导航的麻烦；看到新鲜事物时可以通过谷歌眼镜直接搜索相关信息，简便又快捷。 工业领域
在德国纽伦堡工业自动化及元件展览会上，Beckoff公司展现了如何通过谷歌眼镜对机器进行维修操作。产品经理告诉观众了谷歌眼镜的具体用途。操作人员可以用眼镜监控机器的生产状态，检查特定的工艺状态值，在必要时可以手动操作。在维修过程中可以与相关专家进行视频通话，让专家获得问题机器的视频，并提供技术支持。产品经理表示，谷歌眼镜是自动化技术与互联网相结合，共同推动工业4.0发展的最明显的例子。
医疗领域
谷歌眼镜可以帮助护士更加方便地查房。护士可以快速地获取病人的相关信息，并记录相关护理数据，便于医生判断患者病情，也降低了用药失误，节省了查找资料的时间，提高了工作效率。同时谷歌眼镜还可以帮助新医生适应工作，在遇到问题时方便向不在场的有着高超技艺的医生请教，实现远距离会诊及抢救指导。也可以通过它进行视频直播，视频录制，帮助新生学习技能。
教育领域
谷歌眼镜凭借它的直播功能，可以帮助各领域教师与新生建立更简明的交流方式。法国的Saint-Gregoire私人医院在2014年宣布其用谷歌眼镜成功实施了歐洲首例外科手术，并通过谷歌眼镜实现了与外科实习生互动的示范教学手术。谷歌眼镜还可以简便地录制大学课堂的内容，并在网络上发布，不仅可以复习当堂的内容，还可以让更多人能享受到优质的教育资源。
军事领域
谷歌眼镜有可能在以后登上战场，给士兵提供各项帮助。诸如帮助士兵简洁明了地接受上级命令，提供战区地图和目标地址导航，快速寻找发现攻击目标，给士兵提供危险地域标识，增强士兵之间的联系等，进而提高单兵作战能力和整体协同作战能力，提高军队的整体战斗力。
谷歌眼镜的缺陷与不足
谷歌眼镜在给我们的生活带来了许多便捷的同时，也因为它的部分功能和部分不成熟的新兴技术带来了许多问题。
1）谷歌眼镜相比较于其他设备有着更加简便的照相、录像方式。但是，在带来方便的同时，也带来一些问题。这涉及到公民隐私、信息安全和赌博行业。它还可能导致盗版影片、偷窥等行为猖獗。如何解决简便摄影和隐私问题之间的矛盾是谷歌眼镜不得不面临的
问题。
2）谷歌眼镜有着同普通眼镜相似的外形，这必然决定了电池所占的空间和重量有限。而谷歌眼镜有着多种功能，其耗电量是较大的。谷歌眼镜的续航一般只有5个小时，而且有发热大的现象，这带来了较差的用户体验。
3）谷歌眼镜1 500美元的售价让普通消费者难以承担，而且谷歌眼镜需要巨大的信息来完成它的各项功能，因此，谷歌眼镜会给用户带来巨大的流量消耗。谷歌眼镜的使用成本过高，使得谷歌眼镜在一段时间内难以普及。
4）谷歌眼镜是新兴事物，功能复杂多样，用户学习成本高，大众接受它需要一段时间。同时，因为使用者少，相关开发应用也相对较少，目前未完全构建起完整的生态，在许多方面的使用仍受限于谷歌眼镜内容的丰富度。
谷歌眼镜的未来
受限于上述几处缺陷，谷歌眼镜仍需不断完善自身，例如解决它带来的隐私问题、设计出高密度的电池、降低生产销售、使用成本等。如果谷歌眼镜的消费对象是大众消费者，那么谷歌眼镜需要加大其宣传力度，增加用户数量，构建完整的生态。谷歌眼镜目前已经在工业、教育、医疗领域有所建树。如果谷歌眼镜的消费对象是企业，那么谷歌眼镜应加大与相关企业的合作力度，提供更加有针对性的服务。相信随着电子信息技术和显示技术的不断发展，谷歌眼镜和其它智能眼镜也会走上高速发展的快车道，最终取代手机等电子设备，成为人人必备的电子产品。
参考文献
[1]张德珍，杨凯鹏，崔皓.谷歌眼镜采用的重要专利技术介绍[J].中国发明与专利，2014（1）：46-52.
[2]李闻达，陈亚进.谷歌眼镜在外科领域应用现状及前景[J].中国实用外科杂志，2014（5）：464-465.
[3]张晓薇.谷歌眼镜配上脸部识别应用可识别对方情绪[EB/OL].http：//www.techweb.com.cn/ucweb/news/id/2015569.
[4]杨凯鹏，张德珍，崔皓.谷歌眼镜产品及其专利布局分析[J].中国发明与专利，2014（1）：40-45.
（作者简介：袁浩博，石家庄外国语学校。）