眼镜式视频播放设备

许凤麟

上海交通大学机械与动力工程学院

本科生

1　产品实现的功能及实现原理

1.1　产品需要实现的功能

眼镜式视频播放设备是一种小型的视频播放设备，如图1所示。它的形状与一副眼镜比较相似，只是在镜片的部分添加有盒状的设备。盒中有显示屏与各种光学设备。它可以由使用者佩戴在眼睛上，使得使用者的双眼可以直接正对视频的显示屏。这种产品可以让使用者大大减少使用电视等实体显示屏的频率，让人在躺卧的状态下就可以观看视频，而且在观看中的视角更大且真实感更强，观看效果在普通的电视设备之上。

除了普通的观看视频的功能以外，本产品还可以通过配套的手柄来进行各种辅助操作。在使用者观看视频的同时，他可以通过手柄的按键、滚轮等来对希望播放的视频进行选择，并能够实现视频的暂停、快进、快退乃至截屏的功能。这种产品可以大大方便人们的生活，提高人们的生活乐趣。

图1　眼镜式视频播放设备外观图

1.2　产品功能的实现原理

首先，这个设备需要实现能够获取视频资源的功能。因此，在设计中本设备可以通过蓝牙与使用者的手机进行无线连接。在连接到手机之后，就可以将手机中的网络资源共享到这个视频播放设备上面，本设备也就相当于手机的另一个显示屏了。

在产品的使用过程中，考虑到其过大的体积会给使用者带来很糟糕的用户体验，因此屏幕与人的双眼间的距离一定要相当小。而在另一方面，考虑到屏幕距离眼睛过近会对人的眼睛造成相当的疲劳感，长时间使用也会严重影响视力，因此在播放视频的时候一定要让屏幕的像成在距离人眼较远的一个位置。因此，在这个设备中有必要加入一组透镜，使得成像位置在一个不会对人眼造成明显疲劳的位置。

然而，一旦在设备中引入光学透镜，就势必会使得所成的像发生一定的扭曲变形，从而造成视频的失真。为了解决这一问题，我们可以在最初的视频文件中进行一定的补偿。为了使用这一视频播放设备，在使用者的手机中必须安装有为此特别设计的应用软件。在软件中会有专门针对各种视频的解码器。它会在解码时对视频中不同位置的数据进行适当的调整。这种调整可以与通过特定形状的透镜时的位置和亮度变化相抵消，从而使一个没有明显失真的视频展示在使用者眼前。

除此以外，在实际的成像中还要考虑到人的双眼效应。如果输入的视频原本即为利用了3D技术拍摄的影片的话，在这个视频播放设备中就可以直接对使用者的双眼输入有一定差异的光学信号，使得视频的立体效果可以得到很好地展现。而如果原本的视频即为2D视频的话，这个设备则会对双眼输入完全等同的信号以避免产生不协调感，从而影响观看视频影片的质量。

最后，为了让使用者更舒适地使用本产品，在实际佩戴时，人的眼眶部位会与“镜片”的后面所附有的橡胶制成的垫子紧密贴合。一方面，它可以避免较重的“镜片”部分持续压迫眼眶，造成不适感；另一方面，它也可以隔绝外部光线，提升观看体验。

2　应用前景与展望

2.1　应用前景

在现代的家庭中，越来越多的人倾向于购买大尺寸的液晶电视，其原因在于屏幕越大，其占据观众的视角也越大，观众的现场感也越强烈。而如果这种眼镜式视频播放设备可以投入生产，并在千万个家庭中流行的话，它将很有可能取代这种硕大的电视机的地位。首先，这个产品的体积小、重量轻，可以戴在鼻梁上，即使人在仰卧时也可以观看视频节目。因此，它相对于无法随便搬运的电视机来说有着相当大的优势。其次，这个产品是直接放置于观众眼前的，因而观众的视角可以变得相当广阔；同时观众由于无法获得来自设备外部的信息，因此会有在影院之中一样的体验。除此以外，这个设备也能够很好地支持3D视频，可以大大提升观众的真实感。这就是其可以取代传统的电视机的原因。

2.2　展望

随着各方面技术的进步，眼镜式视频播放设备也会随之有相应的改进和提升。首先，如果对人的脑电波的分析技术足够成熟的话，就可以利用这个设备直接采集大脑中产生的控制信号，通过视线的移动来直接控制对视频的各种操作，而不再需要单独连接一个手柄来进行无线控制。

在另一个方向上，如果技术足够成熟，我们也可以对这个设备的体积进行不断的压缩，直至其达到与实际的眼镜同等大小。在这种尺寸下，我们甚至可以将整个设备制作成透明的，令其所显示的图像与人眼实际捕捉到的图像相叠加，作为辅助日常生活的产品来加以使用，从而大大扩充人们的现实生活。