Introdução
A tecnologia de realidade mista do Magic Leap One foi um sonho distante por tanto tempo, que mal podemos acreditar que o temos na nossa bancada de desmontagem. Com base na quantia de dinheiro arrecadada para este projeto, esperamos que seja alimentado por pó de pirlimpimpim — mas só uma desmontagem nos dirá.
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O que você precisa
Vídeo de Apresentação
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Há muito o que desvendar aqui. Vamos começar com algumas especificações:
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SoC Nvidia Tegra X2 (Parker) com dois núcleos Denver 2.0 de 64 bits e quatro núcleos ARM Cortex A57 de 64 bits
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GPU integrada baseada em Pascal com 256 núcleos CUDA
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8 GB de RAM
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128 GB de armazenamento interno
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Bluetooth 4.2, Wi-Fi 802.11ac/b/g/n, USB-C, entrada para fone de ouvido de 3,5 mm
Pergunte ao FixBot
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Depois das alegações da Magic Leap sobre a experiência de outro mundo deste headset, tivemos que experimentá-lo nós mesmos.
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Graças à nossa câmera infravermelha confiável, podemos ver um projetor infravermelho estroboscópico para detecção de profundidade logo acima da ponte nasal — semelhante em princípio ao que encontramos no iPhone X e, antes dele, no Kinect.
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Se você olhar de perto, também pode identificar quatro LEDs infravermelhos adicionais em cada lente, iluminando "invisivelmente" seus globos oculares para rastreamento. (Em breve, vamos encontrar os rastreadores.)
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A criação de conteúdo começa no Lightpack. Ele fornece energia e cuida do processamento, enviando dados de imagem e som para o headset.
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Enquanto isso, o headset Lightwear rastreia a posição e a orientação do controle e mapeia o ambiente ao seu redor para ajudar a inserir os elementos virtuais.
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Como esses elementos virtuais são gerados é uma história completamente diferente.
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A “realidade mista” é difícil. É uma coisa aumentar o que você vê em uma tela (como um smartphone ou um monitor de RV com um feed de câmeras externas).
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É muito mais difícil aumentar a realidade real, sem filtros, que entra diretamente nos seus olhos. Para criar essa ilusão, o Magic Leap One usa algumas tecnologias interessantes:
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Tela de guia de ondas - Essencialmente uma tela transparente que é iluminada de forma invisível pela lateral. O guia de ondas (que a Magic Leap chama de "chip de campo de luz fotônico") guia a luz — neste caso, uma imagem — através de uma fina camada de vidro, ampliando-a e direcionando-a para o seu olho.
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Planos de foco - Em um monitor de RV, tudo está em foco o tempo todo. A realidade é diferente — algumas coisas parecem nítidas, enquanto outras podem parecer desfocadas, dependendo de onde o seu olho está focado. O Magic Leap imita esse efeito empilhando vários guias de ondas para criar planos de foco, dividindo a imagem em áreas nítidas e áreas desfocadas.
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Vamos chegar ao tesouro ótico dentro disto! Um teste rápido descarta lentes polarizadas — teremos que investigar mais a fundo para fazer qualquer descoberta.
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O interior das lentes é surpreendentemente feio, com LEDs de infravermelho (IR) proeminentes, uma área de "exibição" de guia de ondas visivelmente estriada e uma aplicação de cola estranha.
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O guia de ondas consiste em seis camadas laminadas de forma não muito bonita, cada uma com um pequeno espaço de ar.
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As bordas parecem ter sido pintadas de preto à mão, provavelmente para minimizar reflexos internos e interferência.
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Dentro da faixa de cabeça, notamos uma etiqueta de Laser Classe 1. Pode parecer algo assustador de encontrar nos seus óculos, mas é seguro para todas as condições de uso normal e, provavelmente, não é mais perigoso do que um leitor de CD.
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Ao girar os parafusos Torx padrão e remover o painel, revelamos o primeiro dos dois alto-falantes, conectados via contatos à mola e protegidos por juntas de vedação com código de cores — uma ótima reparabilidade até aqui!
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Escondidos sob esses painéis, também encontramos as duas extremidades superiores do cabo único integrado do dispositivo, além de algumas das peças magnéticas que ajudam a ajustar o encaixe.
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Mas o que é aquela pequena caixa preta estranha saindo do lado direito da faixa de cabeça?
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A pesquisa indica: uma bobina de sensor magnético de seis graus de liberdade bobina de sensor magnético para rastrear a posição do controle.
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Ao abrir o controle, encontramos a metade emissora (bem maior) do rastreador e uma bateria de 8,4 Wh de brinde.
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A blindagem de cobre aplicada nas carcaças das bobinas provavelmente protege contra interferência de radiofrequência, enquanto permite a passagem do campo magnético.
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A interferência pode explicar o posicionamento estranho do rastreador, e esta pode ser uma solução temporária. É uma tecnologia "antiga" e provavelmente será pior para o uso com a mão esquerda.
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Após destacar a tiara e a placa frontal interna, temos uma visão melhor dos emissores infravermelhos de rastreamento ocular. Notamos que toda a fiação deles está em série, em vez de serem controlados individualmente.
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E, finalmente, ao alcance das nossas mãos, o coração do Magic Leap: os conjuntos do display e a ótica.
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Vamos até o fim, então prepare-se.
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Ao levantar um dos conjuntos de sensores externos, encontramos abaixo: o sistema óptico para a injeção de imagens nos guias de onda.
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Cada ponto situa-se numa profundidade diferente, correspondendo a uma camada única do guia de onda.
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Na parte traseira, encontramos o dispositivo de exibição propriamente dito: um dispositivo LCOS de cor sequencial de campo (FSC) OmniVision OP02222. É provavelmente uma variação personalizada do OmniVision OP02220.
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Vamos analisar mais a fundo o projetor e as ópticas do guia de ondas.
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Então, o que significa tudo isso de "seis camadas?" Existe um guia de ondas separado para cada canal de cor (vermelho, verde e azul) em dois planos focais distintos.
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Sem guias de onda específicos para cada cor, cada cor focaria em um ponto ligeiramente diferente e deformaria a imagem.
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A "Figura 6" do pedido de patente da Magic Leap 2016/0327789 esclarece o funcionamento interno das ópticas.
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Para sua edificação e deleite, incluímos nosso próprio "diagrama resumido" para este sistema, completo com gatos.
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Um bloco de magnésio fundido mantém todas as ópticas e sensores, e é surpreendentemente pesado para um HMD. Os headsets de VR que desmontamos usavam todos plástico leve.
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Mas o metal é um dissipador de calor melhor, e os componentes eletrônicos e a iluminação infravermelha (provavelmente dispositivos VCSEL) geram calor.
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Aquele material rosa é uma almofada térmica para ajudar a transferir o calor do telêmetro infravermelho para a estrutura de alumínio.
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O metal também oferece um local de montagem mais rígido para manter as ópticas estáveis e focadas após sua calibração rigorosa.
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Mas rigidez nem sempre é o melhor; alguns desses componentes são montados com adesivo de espuma, que será mais tolerante conforme as coisas se flexionam ao aquecer.
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Já que não estão mais perfeitamente posicionadas, podemos aproveitar para retirar as tampas dos sensores para uma análise mais detalhada.
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Essas matrizes de sensores duplas ficam em cada uma das suas têmporas, com o sensor de profundidade infravermelho (IR) estroboscópico posicionado bem no meio.
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Sensores de movimento da AKM Semiconductor e da Invensense (agora TDK) provavelmente localizados na parte superior da placa de circuito impresso (PCI) da câmera.
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Um olhar mais atento ao sensor de profundidade na ponte nasal nos mostra o hardware de leitura do ambiente na forma de:
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Câmera de detecção de infravermelho (IR)
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Projetor de pontos infravermelho (IR)
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Conectando todo esse equipamento sensorial à tiara, temos cabos flex caros e em camadas que hospedam:
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Unidade de processamento de visão Movidius MA2450 Myriad 2
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Receptor SlimPort ANX7530 4K DisplayPort
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Ponte de sensores OmniVision OV680 para processar fluxos de imagem simultâneos de várias câmeras (como os que encontramos no Amazon Fire Phone)
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Altera/Intel 10M08V81G — FPGA de 8000 células lógicas, possivelmente para lógica de cola, ou gerenciamento de dados da peça MV ou da ponte de câmera
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Redriver bidirecional USB 3.0 Parade Technologies PS8713A
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Amplificador de áudio NXP Semiconductors TFA9891
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PMIC Texas Instruments TPS65912
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Ao remover um dos dois anéis do emissor IV, encontramos a oculta câmera de rastreamento ocular IV escondida atrás de um filtro escuro.
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Estas parecem ser câmeras OmniVision CameraCubeChip com filtros dicróicos montados externamente.
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Agora as coisas ficam um pouco destrutivas, mas vale a pena para dar uma olhada na cadeia óptica.
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Um pequeno anel de seis LEDs inicia o processo — vermelho, verde e azul, vezes dois para dois planos de foco.
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Os LEDs então brilham no microdisplay LCOS para gerar uma imagem. Ele é montado na carcaça de plástico preta ao lado.
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De dentro dessa carcaça, uma lente colimadora alinha a saída de luz bruta dos LEDs e é montada em um divisor de feixe polarizador.
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Os feixes polarizados então passam por uma série de lentes para focar a imagem nas grades de entrada nos guias de onda.
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As grades de entrada em si parecem pequenos pontos incrustados nos seis guias de onda (agora levemente estilhaçados).
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Pegamos a unidade de "injeção" para uma análise mais detalhada, revelando as cores associadas a cada grade de entrada: duas vermelhas, duas verdes e duas azuis.
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Agora que já tivemos nosso deleite óptico, é hora de voltar nossa atenção para o cérebro desta operação, o Lightpack!
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É difícil não notar aquelas aberturas de ventilação proeminentes. Será que este pequeno PC de bolso tem um sistema de resfriamento ativo? Logo veremos.
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Essas marcações da FCC não revelam muito, além de que ele foi projetado pela Magic Leap e montado no México. A identidade do fabricante real do hardware é dita ser um segredo guardado a sete chaves.
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Abrir o Lightpack exige muito trabalho, mas o calor e uma alavancagem cuidadosa acabam resolvendo.
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A maioria dos headsets de VR parece seguir o exemplo dos PCs com muitos cabos, mas este possui um único fio permanente, preso sob uma tira de LED de status, alguns parafusos e uma fita de cobre.
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Mais uma peça sólida de magnésio fundido removida e contemplamos a placa-mãe!
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Ignoramos a entrada para fone de ouvido modular e a placa de botões em favor daquele campo de silício cheio de blindagens.
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Um fan de refrigeração da Cooler Master, favorito nos PCs, adorna esta PCI, o que explica as aberturas que vimos anteriormente.
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Girar parafusos não é o suficiente para liberar o dissipador de calor, que está colado com muita firmeza. Após cerca de dez minutos de aquecimento e alavancagem, ele finalmente solta sua aderência condutiva.
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Depois de algumas blindagens, chegou a hora de dar uma olhada nos chips que fazem a mágica acontecer:
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2x DRAM LPDDR4 Samsung K3RG5G50MM-FGCJ de 32 Gb (total de 64 Gb ou 8 GB)
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Murata 1KL (provavelmente um módulo Wi-Fi/Bluetooth)
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SoC de RF Nordic Semiconductor nRF52832
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Carregador de bateria buck-boost Renesas Electronics ISL9237HRZ
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Matriz de portas programável em campo (FPGA) Altera (de propriedade da Intel) 10M08 MAX 10
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CI de gerenciamento de energia Maxim Semiconductor MAX77620M e redriver USB 3.0 bidirecional Parade Technologies PS8713A
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E um pouco mais de mágica no verso:
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Armazenamento flash universal (UFS) NAND de 128 GB Toshiba THGAF4T0N8LBAIR
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Memória flash NOR serial de 128 Mb quad SPI Spansion (agora Cypress) S25FS128S
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Controlador USB Tipo-C e fornecimento de energia USB Texas Instruments TPS65982
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Controlador buck de 2 fases uPI Semiconductor uP1666Q
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Monitor de tensão bidirecional Texas Instruments INA3221
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Acelerômetro Invensense (agora TDK)
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Memória flash NOR serial de 8 Mb Winbond W25Q80DVUXIE
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Identificação de CI, continuação:
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Codec de áudio estéreo TLV320AIC3206 da Texas Instruments
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Chave analógica SPDT NC7SB3157L6X da ON Semiconductor
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TS5A21366 da Texas Instruments e provavelmente chaves analógicas da ON Semiconductor
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Driver de LED de 9 canais LP5523 da Texas Instruments
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Tradutor de nível de tensão PCA9306 e transceptor de barramento de bit duplo SN74AVC4T245 da Texas Instruments
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Detector de tensão de 2,25 V TLV809J25 e referência de tensão LDO de 2,5 V LM4132AMF-2.5 da Texas Instruments
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Conversor boost de 4 A TPS630252 da Texas Instruments
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Em seguida, a seção do disco é levantada, deixando o compartimento da bateria vulnerável às nossas mãos curiosas.
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Chegar à bateria foi tão difícil que é quase irônico encontrar abas de puxar para remover, mas elas são melhores que nada!
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A Magic Leap equipa este conjunto de bateria de célula dupla com 36,77 Wh, operando a 3,83 V. Isso está na mesma faixa que alguns populares tablets.
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O Magic Leap One é claramente um hardware caro e de tiragem limitada. Cada parte da sua construção visa manter a calibração precisa durante toda a vida útil do dispositivo. Nossa suposição é que ele foi lançado o mais rápido possível, independentemente do preço, para colocar algo no mercado.
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Vamos torcer por uma versão para o consumidor que mantenha o design cuidadoso e a dedicação à durabilidade, evitando a falta de visão de longo prazo deste dispositivo.
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Agradecimentos especiais a Karl Guttag do KGonTech, que contribuiu com seu tempo e experiência inestimáveis para nos ajudar a realizar este teardown.
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O especialista em RV e nosso sometimes-nemesis, Palmer Luckey, também contribuiu com ótimo conteúdo, além de acesso ao hardware. Você pode ler a opinião completa dele sobre o Magic Leap One aqui.
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Por fim, é hora de atribuir um índice de reparabilidade.
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Considerações finais
- Os alto-falantes são fáceis de remover e substituir com apenas uma única chave.
- Todos os elementos de fixação rosqueados são dos tipos padrão Torx e Phillips.
- A desmontagem é, em sua maioria, não destrutiva — pelo menos na teoria. Com tanta cola em tantos componentes frágeis, é melhor você ter muita paciência e mãos muito firmes.
- A bateria só é substituível se você estiver disposto a remover a placa-mãe e passar com extremo cuidado por várias barreiras intensas de cola.
- Não existe um caminho de atualização para nenhuma das partes ópticas ou processador — o que é um pouco decepcionante para um equipamento de 2.300 dólares.
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Um agradecimento especial a esses tradutores:
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15Comentários do guia
In Step 10, figure 2 (the figure from the patent) the ‘optional’ polarizing filter (2072) is not very optional. And you skipped it in your summary image.
It’s likely a three-wavelength, 1/4-wave retarder used to rotate linearly-polarized light to circularly-polarized light before it bounces off the LCOS. The reflected light goes through another 1/4 wave so it’s now 1/2 a wave from the input light. That is - it’s linearly polarized 90 degrees from the original light. That’s why the polarizing beam splitter cube is able to separate the input field (100% coverage) from the LCOS-reflected fields. They’re 90 deg. different polarization.
Also, that means the RGB emitters aren’t likely LED’s. They’d have to be laser diodes (or VCSEL’s) to have the narrow spectrum necessary for the 1/4 wave retarding film.
Wick, you seem to know something about this subject, but you are wrong about the Figure from the patent. The beam splitter will polarize the light but having two might work better.
In the final configuration and as diagrams by iFixit (the 3rd figure with respect to Step 10) they absolutely need a polarizer (as show) right after the LEDs or else half the light will go strait into the injection optics without modulation. This 3rd figure does leave out a quarter-wave plate and polarizing mirror on the right side of the beam splitter cube that is necessary to bounce the light back to the beam splitter so it can be directed out to the injection logic. As drawn, the light from the LCOS would go through the beam splitter and out the side of the cube.
I want to add to my prior comment that I have only seen the teardown pictures and had to mentally reconstruct what was going on from picture. I did not see the components as they were taken off. Based off the pictures, I was trying to make it work based on what I was seen from static pictures.
Something that concerns me in this design is that the LED light is shot straight at the beam splitter and if the polarization is not great with the first/LED polarizer and the beam splitter, there will be a spot of uncontrolled light (about the size of the LEDs) in the center of the image. I’m assuming they are using wire grid polarizers in both locations.
Another issue with the design is that the image has to pass through and reflect off the beam splitter (if based on what I was shown and was told is correct). Usually with a wire grid polarizer, you don’t want to pass the “image” of the LCOS through the polarizer as it will do damage to the image. The FIG 6 from the patents would be the “normal” configuration.
Ye-gods, thats a lot of impressive technology squeezed into a small package! No wonder it has taken so long to develop. I’m skeptical that it will ever be a commercially viable product. They are surely shipping significant dollars along with each developer unit. My prediction is that, at best, it will be a high-end business-use product, never a consumer product. Most probably MagicLeap will be acquired by a major before too long, and a year later the major will kill it, having found the skeletons in the closet and determined it will never be profitable — especially with consumers now embracing lower-tech, lower AR quality devices. But hey, congrats to ML for being aggressive with technology, and I wish them the best of luck. Thanks for the superb tear-down, finally revealing the long-standing mystery of ML, IFIXIT!
The device is reminiscent of a camcorder, with a lot of optics and electronics compressed into a small volume and not a lot of consideration to repairability. There’s a lot more engineering here than a VR headset and I’m impressed how far Magic Leap has iterated the design for a developer release. That said, having a non-replaceable battery would be a disaster for a consumer release IMHO. Great teardown!
