مايكروسوفت هولولينز

مايكروسوفت هولولينز هي سماعة رأس للواقع المعزز (AR) والواقع المختلط (MR) طورتها وصنعتها شركة مايكروسوفت . تعمل هولولينز على منصة ويندوز للواقع المختلط ضمن نظام التشغيل ويندوز 10. تعود بعض تقنيات تتبع الحركة المستخدمة في هولولينز إلى مايكروسوفت كينكت ، وهو ملحق لأجهزة ألعاب إكس بوكس ​​360 وإكس بوكس ​​ون من مايكروسوفت، والذي طُرح في عام 2010. ^{[ 3 ]}

تم شحن النسخة التجريبية من HoloLens، وهي نسخة التطوير، في 30 مارس 2016، وهي موجهة للمطورين في الولايات المتحدة وكندا بسعر 3000 دولار أمريكي . ^{[ 4 ] [ 5 ]} وقد أتاح ذلك للهواة والمحترفين والشركات المشاركة في هذه النسخة. ^{[ 6 ]} وقدّمت سامسونج وأسوس عرضًا لمايكروسوفت للمساعدة في إنتاج منتجاتهما الخاصة بالواقع المختلط، بالتعاون مع مايكروسوفت، استنادًا إلى مفهوم ومكونات HoloLens. ^{[ 7 ] [ 8 ]} وفي 12 أكتوبر 2016، أعلنت مايكروسوفت عن التوسع العالمي لـ HoloLens، وكشفت عن إمكانية طلبه مسبقًا في أستراليا وأيرلندا وفرنسا وألمانيا ونيوزيلندا والمملكة المتحدة. ^{[ 9 ]} كما يتوفر أيضًا إصدار تجاري (مشابه لإصدار احترافي من ويندوز)، يتضمن ميزات خاصة بالمؤسسات مثل أمان BitLocker. اعتبارًا من مايو 2017، تم بيع الجناح مقابل 5000 دولار أمريكي . ^{[ 2 ]}

تم الإعلان عن HoloLens 2 في المؤتمر العالمي للجوال (MWC) في برشلونة، إسبانيا، في 24 فبراير 2019، ^{[ 10 ]} وكان متاحًا للطلب المسبق بسعر 3500 دولار أمريكي . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

جهاز HoloLens عبارة عن وحدة عرض تُثبّت على الرأس، متصلة بعصابة رأس داخلية مبطنة قابلة للتعديل، تسمح بإمالة الجهاز لأعلى ولأسفل، وكذلك للأمام وللخلف. ^{[ 13 ]} لارتداء الجهاز، يقوم المستخدم بتثبيت HoloLens على رأسه، مستخدمًا عجلة ضبط موجودة في الجزء الخلفي من عصابة الرأس لتثبيتها حول أعلى الرأس، مما يدعم ويوزع وزن الجهاز بالتساوي لضمان الراحة، ^{[ 14 ]} قبل إمالة القناع باتجاه مقدمة العينين. ^{[ 13 ]}

يحتوي الجزء الأمامي من الوحدة على العديد من أجهزة الاستشعار والمكونات المادية ذات الصلة، بما في ذلك المعالجات والكاميرات وعدسات العرض. الواقي الأمامي ملون؛ ^{[ 14 ]} ويحتوي على زوج من العدسات الشفافة المدمجة ، حيث تُعرض الصور المُسقطة في النصف السفلي. ^{[ 15 ]} يجب معايرة جهاز HoloLens وفقًا للمسافة بين الحدقتين (IPD) أو الرؤية المعتادة للمستخدم. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

على طول الحواف السفلية للجانب، بالقرب من أذني المستخدم، يوجد زوج من مكبرات الصوت ثلاثية الأبعاد الصغيرة باللون الأحمر . هذه المكبرات، على عكس أنظمة الصوت التقليدية، لا تحجب الأصوات الخارجية، مما يسمح للمستخدم بسماع الأصوات الافتراضية، بالإضافة إلى البيئة المحيطة. ^{[ 14 ]} باستخدام وظائف نقل متعلقة بالرأس ، يُولّد جهاز HoloLens صوتًا ثنائي الأذن ، والذي يمكنه محاكاة التأثيرات المكانية؛ مما يعني أن المستخدم، افتراضيًا، يمكنه إدراك الصوت وتحديد موقعه، كما لو كان قادمًا من نقطة أو موقع افتراضي. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ ملاحظة 1 ]}

يوجد على الحافة العلوية زوجان من الأزرار: أزرار ضبط سطوع الشاشة فوق الأذن اليسرى، وأزرار ضبط مستوى الصوت فوق الأذن اليمنى. ^{[ 20 ]} تختلف أشكال الأزرار المتجاورة - أحدهما مقعر والآخر محدب - بحيث يمكن للمستخدم تمييزها عن طريق اللمس. ^{[ 13 ]}

يوجد في نهاية الذراع الأيسر زر تشغيل وصف من خمسة مصابيح LED صغيرة فردية، تُستخدم للإشارة إلى حالة النظام، بالإضافة إلى إدارة الطاقة ، حيث تُشير إلى مستوى البطارية وتُحدد وضع التشغيل/ الاستعداد . ^{[ 13 ]} يوجد منفذ USB 2.0 من النوع micro-B على طول الحافة السفلية. [ 14 ] ^{يوجد مقبس صوت} 3.5 مم على طول الحافة السفلية للذراع الأيمن. ^{[ 5 ] [ 14 ]}

يُعدّ جهاز HoloLens من الجيل الأول لأجهزة الواقع المعزز . شاشات HoloLens عبارة عن شاشات عرض بسيطة تعتمد على الموجات الضوئية ، ذات بؤرة ثابتة تبلغ حوالي مترين. وبسبب هذه البؤرة الثابتة، تُظهر الشاشات تعارضًا بين التقارب والتكيف البصري . ^{[ 21 ]}

يحتوي جهاز HoloLens على وحدة قياس بالقصور الذاتي (IMU) (تتضمن مقياس تسارع ، وجيروسكوب ، ومقياس مغناطيسي )، ^{[ 19 ]} وأربعة مستشعرات "لفهم البيئة" (اثنان على كل جانب)، وكاميرا عمق موفرة للطاقة بزاوية رؤية 120°×120° ، ^{[ 22 ]} وكاميرا فيديو فوتوغرافية بدقة 2.4 ميجابكسل، ومصفوفة من أربعة ميكروفونات ، ومستشعر إضاءة محيطة . ^{[ 5 ] [ 23 ]}

جهاز الإدخال الرئيسي هو جهاز تحكم يدوي صغير الحجم (Clicker)، بحجم الإبهام، يُستخدم للتمرير والاختيار في واجهة المستخدم. يتميز الجهاز بسطح قابل للنقر للاختيار ، ومستشعر اتجاه يسمح بالتمرير عبر إمالة الجهاز وتحريكه. كما يحتوي على حلقة مرنة للإصبع لحمله، ومنفذ USB 2.0 من النوع micro-B لشحن بطاريته الداخلية. ^{[ 24 ]}

بالإضافة إلى معالج Intel Cherry Trail SoC الذي يضم وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ، ^{[ 25 ]} يتميز HoloLens بوحدة معالجة ثلاثية الأبعاد (HPU) مصممة خصيصًا من Microsoft، ^{[ 5 ]} وهي معالج مساعد مصنّع خصيصًا لـ HoloLens من قِبل Microsoft. يحتوي كل من المعالج ووحدة المعالجة ثلاثية الأبعاد على ذاكرة LPDDR3 سعة 1 جيجابايت ، ويتشاركان ذاكرة SRAM سعة 8 ميجابايت ، كما يتحكم المعالج أيضًا في ذاكرة eMMC سعة 64 جيجابايت ويعمل بنظام التشغيل Windows 10. تستخدم وحدة المعالجة ثلاثية الأبعاد 28 معالج إشارة رقمية (DSP) مخصصة من Tensilica ^{[ 26 ]} لمعالجة البيانات من المستشعرات ودمجها، بالإضافة إلى معالجة مهام مثل رسم الخرائط المكانية، والتعرف على الإيماءات ، والتعرف على الصوت والكلام . ^{[ 15 ] [ 19 ]} ووفقًا لأليكس كيپمان ، تعالج وحدة المعالجة ثلاثية الأبعاد "تيرابايتات من المعلومات". وقدّر أحد الحضور أن مجال رؤية العرض لوحدات العرض التوضيحي كان 30 درجة × 17.5 درجة. ^{[ 27 ]} في مقابلة أجريت في معرض الترفيه الإلكتروني لعام 2015 في يونيو، أشار نائب رئيس مايكروسوفت لتجارب الجيل القادم، كودو تسونودا، إلى أنه من غير المرجح أن يختلف مجال الرؤية بشكل كبير عند إصدار النسخة الحالية. ^{[ 28 ]}

يحتوي جهاز HoloLens على بطارية داخلية قابلة لإعادة الشحن، ويبلغ متوسط ​​عمرها من ساعتين إلى ثلاث ساعات من الاستخدام المتواصل، أو أسبوعين من وضع الاستعداد. ويمكن تشغيل جهاز HoloLens أثناء الشحن. ^{[ 5 ]}

تتميز نظارة HoloLens بتقنية Wi-Fi بمعيار IEEE 802.11ac وتقنية Bluetooth 4.1 منخفضة الطاقة (LE) للاتصال اللاسلكي. وتستخدم سماعة الرأس تقنية Bluetooth LE للاقتران بجهاز التحكم عن بعد المرفق.

تم دمج جهاز HoloLens في أنظمة الأجهزة الصلبة للخوذة . ^{[ 29 ]}

منذ عام 2016، تم عرض عدد من تطبيقات الواقع المعزز لجهاز HoloLens. ومن بين التطبيقات التي كانت متاحة عند الإطلاق:

• كورتانا ، المساعد الافتراضي من مايكروسوفت.
• الهولوغرامات، وهي عبارة عن كتالوج لمجموعة متنوعة من الكائنات ثلاثية الأبعاد التي يمكن للمستخدمين وضعها وتغيير حجمها من حولهم؛ بدءًا من النمور والقطط وصولاً إلى مكوك الفضاء والكواكب.
• HoloStudio، وهو تطبيق نمذجة ثلاثية الأبعاد متكامل من مايكروسوفت متوافق مع الطباعة ثلاثية الأبعاد. ^{[ 30 ] [ 31 ]}
• يُعدّ CAE VimedixAR تطبيقًا تجاريًا لتقنية Microsoft HoloLens، يُتيح تدريبًا تفاعليًا قائمًا على المحاكاة في مجال الموجات فوق الصوتية والتعليم التشريحي من خلال الواقع المعزز، وذلك لزيادة سلامة المرضى وتعزيز عملية التعلم. ^{[ 31 ] [ 32 ]}
• تطبيقٌ مُدمجٌ لتطبيق سكايب للاتصالات من مايكروسوفت. يُمكن لأي مُستخدمٍ لديه سكايب على أجهزته العادية، كالحاسوب أو الهاتف، الاتصال بمستخدمٍ على جهاز هولولينز والتواصل معه. عند تفعيل مكالمة الفيديو، سيرى مُستخدم الحاسوب ما يراه مُستخدم هولولينز، وسيرى مُستخدم هولولينز ما التقطته كاميرا الحاسوب/الهاتف. ^{[ 31 ] [ 33 ]}
• HoloTour، وهو تطبيق سياحة افتراضية ثلاثي الأبعاد سمعي بصري من تطوير مايكروسوفت واستوديو أسوبو. ^{[ 34 ] [ 31 ] [ 35 ]}
• Fragments، وهي لعبة مغامرات وإثارة جريمة عالية التقنية طورتها مايكروسوفت واستوديو أسوبو ، حيث يشارك اللاعب في حل الجرائم. ^{[ 36 ]}
• لعبة Young Conker ، وهي لعبة منصات طورتها مايكروسوفت واستوديو أسوبو، وتضم نسخة صغيرة من كونكر السنجاب . ^{[ 31 ] [ 37 ]}
• روبو رايد (التي كانت تُعرف سابقًا بالاسم الرمزي "مشروع إكس راي")، هي لعبة إطلاق نار من منظور الشخص الأول بتقنية الواقع المعزز من إنتاج مايكروسوفت، حيث يدافع اللاعب ضد غزو الروبوتات، ويصوّب السلاح عن طريق النظر ويطلق النار باستخدام زر النقر أو النقر في الهواء. ^{[ 38 ] [ 39 ]}
• تم إطلاق تطبيق Actiongram، وهو تطبيق لإنشاء وتسجيل مقاطع فيديو قصيرة لعروض الواقع المختلط البسيطة باستخدام أصول افتراضية ثلاثية الأبعاد جاهزة، ^{[ 35 ]} في 30 مارس 2016 في الولايات المتحدة وكندا. ^{[ 31 ] [ 40 ]}
• في نوفمبر 2018، أعلنت مايكروسوفت أنها تُجهّز جهاز HoloLens للاستخدام في القتال. وقد فازت الشركة بعقد عسكري بقيمة 480 مليون دولار مع الحكومة الأمريكية لإدخال تقنية سماعات الواقع المعزز إلى ترسانة أسلحة الجنود الأمريكيين. ^{[ 41 ]}
• في أبريل 2018، أُجريت جراحة قلبية مبتكرة في مستشفى جامعة ياغيلونيا في كراكوف باستخدام تقنية التصوير HoloLens. ^{[ 42 ]} وفي أبريل 2021، افتُتح مختبر للواقع المعزز في كلية الطب بجامعة ياغيلونيا بهدف تطبيق تقنية HoloLens 2 في التعليم الطبي التخيلي. ^{[ 43 ]}

تشمل التطبيقات الأخرى التي تم الإعلان عنها أو عرضها لـ HoloLens ما يلي:

• منهج تفاعلي رقمي لعلم التشريح البشري وعلم التشريح العصبي من جامعة كيس ويسترن ريزيرف وكليفلاند كلينك . ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}
• كان برنامج SketchUp Viewer من شركة Trimble ، وهو أحد أدوات تصميم برامج الهندسة المعمارية ، أول تطبيق متاح تجاريًا لـ HoloLens. ^{[ 47 ]}
• نسخة من لعبة الفيديو ماينكرافت من إنتاج موجانغ . ^{[ 48 ] [ 49 ]}
• وظائف موسعة لتطبيق إنشاء الرسومات ثلاثية الأبعاد Autodesk Maya . ^{[ 50 ]}
• OnSight و Sidekick مشروعان برمجيان طُوِّرا بالتعاون بين وكالة ناسا ومايكروسوفت لاستكشاف تطبيقات الواقع المختلط في استكشاف الفضاء ^{[ 51 ].} يدمج OnSight، الذي طُوِّر بالتعاون مع مختبر الدفع النفاث (JPL)، بيانات من مركبة كيوريوسيتي الجوالة في محاكاة ثلاثية الأبعاد لبيئة المريخ ^{[ 52 ]} ، والتي يمكن للعلماء حول العالم تصورها والتفاعل معها والتعاون فيها باستخدام أجهزة HoloLens. يمكن استخدام OnSight في تخطيط المهمات، حيث يستطيع المستخدمون برمجة أنشطة المركبة الجوالة من خلال النظر إلى هدف داخل المحاكاة واستخدام الإيماءات لعرض أوامر القائمة وتحديدها ^{[ 53 ]} . يخطط مختبر الدفع النفاث (JPL) لنشر OnSight في عمليات مهمة كيوريوسيتي ، واستخدامه للتحكم في أنشطة المركبة الجوالة بحلول يوليو 2015 ^{[ 54 ].}
• FreeForm، وهو مشروع مشترك بين Autodesk و Microsoft يدمج HoloLens مع تطبيق Autodesk Fusion لتطوير الرسومات ثلاثية الأبعاد القائم على السحابة . ^{[ 55 ]}
• تطبيق Galaxy Explorer ، وهو تطبيق تعليمي حول مجرة ​​درب التبانة قيد التطوير من قبل استوديوهات مايكروسوفت ، ^{[ 56 ]} تم طرحه واختياره من قبل مجتمع المطورين عبر حملة "شارك فكرتك" ، وسيتم نشره كمصدر مفتوح عند اكتماله. ^{[ 57 ]}
• تطبيق لتصميم/تصور المركبات الفضائية قيد التطوير من قبل مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL). ^{[ 58 ]}
• في نوفمبر 2015، عرضت فولفو ومايكروسوفت نموذجًا أوليًا لنظام HoloLens في مقر مايكروسوفت الرئيسي في ريدموند باستخدام سيارة السيدان الفاخرة S90 كنموذج. ^{[ 59 ]}
• CAE VimedixAR، أول جهاز محاكاة تدريب بالموجات فوق الصوتية مدمج مع HoloLens يسمح لمتعلمي الرعاية الصحية بالتفاعل مع صور ثلاثية الأبعاد للهياكل البشرية الداخلية واكتساب الكفاءة في علم التشريح. ^{[ 60 ]}
• تقنية النقل المجسم ثلاثي الأبعاد (Holoportation) هي نوع جديد من تقنيات التقاط الصور ثلاثية الأبعاد ، تتيح إعادة بناء نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الجودة للأشخاص ، وضغطها، ونقلها إلى أي مكان في العالم في الوقت الفعلي. وعند دمجها مع شاشات الواقع المختلط مثل HoloLens، تُمكّن هذه التقنية المستخدم من رؤية وسماع المشاركين عن بُعد بتقنية ثلاثية الأبعاد كما لو كانوا موجودين فعليًا في نفس المكان. ^{[ 61 ]}
• في أبريل 2017، استخدم فريق من الجراحين في إسبانيا، تحت اسم HoloSurg، أداة الواقع المختلط لإجراء عملية جراحية لمريض مصاب بورم عضلي خبيث، مستخدمين سماعة الرأس لعرض معلومات التصوير بالرنين المغناطيسي والأشعة السينية أثناء الجراحة. ^{[ 62 ]}
• يمكن دمج خدمة Microsoft Dynamics 365 Remote Assist مع Microsoft Teams لإرسال بث فيديو مباشر آمن إلى شاشة كمبيوتر في غرفة مجاورة. ^{[ 63 ]}
• التعليم الجامعي لطلاب الطب والعلوم في التخصصات التي تستفيد من التمثيلات ثلاثية الأبعاد للنماذج، مثل علم وظائف الأعضاء، ^{[ 64 ]} وعلم التشريح ^{[ 65 ]} وعلم الأمراض. ^{[ 66 ]}
• جوقة الفجر للفنانة سارة ميوهاس. تجربة واقع مختلط تجمع بين الطيور المصممة رقميًا والتوزيع الموسيقي الخوارزمي، حيث تدمج جوقة الفجر تقنيات HoloLens مع بيانو Yamaha Disklavier . ^{[ 67 ]}

يستخدم جهاز HoloLens الأوامر الصوتية، وحركة العين، وإيماءات اليد، ووحدة تحكم كطرق إدخال أساسية. ^{[ 68 ]} تتيح أوامر حركة العين، مثل تتبع حركة الرأس، للمستخدم تركيز التطبيق على ما يراه. ^{[ 69 ]} يتم تحديد "العناصر" - أو أي تطبيق أو زر افتراضي - باستخدام طريقة النقر في الهواء، على غرار النقر على فأرة كمبيوتر افتراضية . يمكن الضغط باستمرار لمحاكاة السحب لتحريك عنصر، بالإضافة إلى الأوامر الصوتية لبعض الأوامر والإجراءات.

تستعير واجهة HoloLens العديد من عناصر بيئة سطح مكتب Windows وتُكيّفها . يتم الوصول إلى الواجهة بإيماءة "الفتح" (وهي وظيفة مشابهة للضغط على مفتاح Windows في لوحة مفاتيح Windows أو جهاز لوحي أو زر Xbox في وحدة تحكم Xbox One ) عن طريق فتح اليد مع فرد الأصابع وتوجيه راحة اليد للأعلى. ^{[ 70 ] [ 71 ]} يمكن سحب النوافذ إلى موضع محدد، بالإضافة إلى تغيير حجمها. يمكن تثبيت العناصر الافتراضية، مثل النوافذ أو القوائم، في مواقع أو هياكل أو كائنات مادية داخل البيئة؛ أو يمكن تثبيتها بالنسبة للمستخدم، بحيث تتبعه أثناء تنقله. ^{[ 72 ]} تحتوي أشرطة عناوين نوافذ التطبيقات على عنوان في اليسار وأزرار لوظائف إدارة النوافذ في اليمين.

في أبريل 2016، أطلقت مايكروسوفت تطبيق Microsoft HoloLens لأجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تعمل بنظام Windows 10 وأجهزة Windows 10 Mobile . يتيح هذا التطبيق للمطورين تشغيل التطبيقات على HoloLens، واستخدام لوحات مفاتيح الهواتف المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر لإدخال النصوص، وعرض مقاطع الفيديو المتدفقة من HoloLens على جهاز خارجي، والتقاط صور ومقاطع فيديو بتقنية الواقع المختلط عن بُعد.

مايكروسوفت فيجوال ستوديو هي بيئة تطوير متكاملة (IDE ) تُستخدم لتطوير تطبيقات (ثنائية وثلاثية الأبعاد) لجهاز هولولينز. ​​ويمكن اختبار التطبيقات باستخدام محاكي هولولينز (المُضمّن في بيئة تطوير فيجوال ستوديو 2015) أو إصدار تطوير هولولينز.

في نوفمبر 2018، فازت مايكروسوفت بعقد لتوريد 100 ألف نظارة واقع مختلط من طراز HoloLens، بقيمة 479 مليون دولار، للجيش الأمريكي. ^{[ 76 ]} تهدف هذه النظارات إلى توفير "قدرة قتالية وحركية وإدراك ظرفي مُعززة، ضرورية لتحقيق التفوق على [...] الخصوم الحاليين والمستقبليين". قبيل افتتاح أحد أكبر المؤتمرات التقنية الدولية - المؤتمر العالمي للجوال GSMA 2019 في برشلونة - وجّه خمسون موظفًا في مايكروسوفت رسالة إلى الرئيس التنفيذي ساتيا ناديلا والرئيس براد سميث، أعربوا فيها عن "رفضهم تطوير تقنيات للحرب والقمع". وطالبوا إدارة الشركة بإنهاء العقد. ^{[ 77 ]}

قررت مايكروسوفت تأجير جهاز HoloLens دون أن يتحمل العملاء تكلفة الاستثمار الكاملة. وتتعاون مايكروسوفت مع شركة تُدعى Absorbents لتقديم خدمة تأجير HoloLens. ^{[ 78 ]}

• الواقع المعزز
• النظارات الذكية
• الواقع الافتراضي

• الموقع الرسمي