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  • 连结虚拟与现实,苹果发布会选在AR领域的首份答卷

    文丨白熊观察者,作者丨流氓小猫

    “AR即将改变世界,本文不仅是对AirTag的第一次深度解析,也是对下一代AR技术的第一次深度报道,敬请期待后续。”

    新一代 Apple TV 很重要,薄至 11mm 的 iMac 很重要,搭载 M1 芯片的 iPad Pro 也很重要。不过,苹果4月份的发布会是史无前例的,不仅是为了发布上述产品,更是为下一代人类数字生活铺路。

    苹果宣布:进入一个全新的领域,即取景器。更出人意料的是,该领域的第一张答卷是圆形电子标签AirTag。

    事实上,早在 2019 年,苹果就已经完成了 AirTag 的研发,但中间的两年后,苹果一直在犹豫,因为时机未到。

    在面向未来的布局中,AirTag是一个重要的组成部分,因此,它必须跟随大战略的节奏。今天是一个开始。

    AirTag 是一款直径为 31mm、厚度仅为 8mm、重量仅为 11g 的小型设备。在 3mm 的体积空间内,苹果将主控芯片、UWB(超宽带通信)模块、蓝牙模块、射频射频模块采用 SiP 先进封装,并插入天线进行相应的通信。

    AirTag 具有精准搜索功能,这源于 AirTag 和一些新 iPhone 的超宽带 (UWB) 通信能力。

    这一切,对于AirTagd来说,服务的核心功能是:连接虚拟与现实,让某个虚拟应用“出来”,与现实世界中的精准位置形成关系。

    使用 AirTag,这一切都使用最小的组件和最低的功耗。

    苹果的最终目标是建立一个庞大的系统。人们在现实世界中的位置和行为对应着不同的数字虚拟世界。虚拟世界与现实世界的定位将精确到厘米级。

    一旦这块拼图完成,增强现实 (AR) 领域就真正可用了。

    (这是今年WWDC的官方图,AR可能会成为亮点)

    早在 2017 年,苹果就对 AR 技术进行了深度布局:这就是 ARkit 框架。

    它可以快速调用 iPhone 的摄像头和传感器,然后利用算法实现真实世界的测距,同时加速 iOS 平台上 AR 应用的开发。从那以后,苹果每年都在升级 ARKit 框架,尽管到目前为止苹果还没有任何专用的 AR 设备。

    苹果的布局不能用深度来形容。因此,现在抱怨 AirTag 还为时过早。AirTag目前的应用场景只是一道开胃菜,主餐还没有上桌。

    AR时代的序幕已经吹响,新时代的帷幕正在缓缓拉开。

    以下为深度报道全文:

    01、AirTag核心设计理念

    外观上,圆形的AirTag就像一个棋子,一侧是圆形的白色聚碳酸酯外壳,类似陶瓷的感觉;另一面是精细抛光的不锈钢电池盖,和往常一样,上面印有 Apple 标志、关键通信技术、Design 和 Origin。

    说到产品结构,不得不提苹果“突破”将AirTag的电池仓设计为可拆卸。只需按住 Apple 标志的两侧,逆时针滑动约 45 度即可取下电池盖。,更换内置CR2032纽扣电池。官方文件称,单个纽扣电池可以支持产品长达1年。

    苹果上一款用户可更换电池的产品要追溯到 2003 年的 PowerBook G4。之所以采用如此“倒退”的电池设计,是因为极其紧凑的 AirTag 内部空间难以容纳线圈结构,无线充电将进一步挑战设备安全和电池健康。

    毕竟,AirTag 是一个直径只有 31mm、厚度只有 8mm、重量只有 11g 的小设备。难怪寻物标签的使用场景是和容易丢失的物品绑在一起,而且尺寸越小越好。通过下图与硬币对比,可以直观感受其实际大小。

    在剔除电池盖、外壳和CR2032后深度小于3mm的体积空间中,苹果将主控芯片、UWB(超宽带通信)模块、蓝牙模块、RF射频模块集成在一个先进的SiP封装中. 对应的通讯天线。下图来自日本用户 Haruki 的初步拆解。环形黑色主板的背面应该是一个SiP封装,中央部分是音圈马达和音腔。

    合理但值得一提的是,电池容量和尺寸如此有限的 AirTag 与市场上的许多同类产品相比,不具备连接 GPS 或蜂窝网络的相关组件和功能。

    02、核心技术指标:蓝牙、超宽带、精准搜索

    作为一个查找标签,AirTag 的工作是帮助所有者找到自己,同时找回链接在一起的丢失物品​​。首次使用前,需要使用iOS 14.5或以上的iPhone完成设备添加。在此过程之后,AirTag 将绑定到一个 Apple 帐户。

    添加 AirTag 的界面非常像苹果,类似于 AirPods、Apple Watch 和 HomePod 的添加界面。将你的 iPhone 靠近未绑定任何账号的 AirTag,相关界面会自动弹出。

    添加完成后,当用户在距离AirTag不超过30m的物理距离内时,iPhone可以通过蓝牙与AirTag连接并控制AirTag发出声音。AirTag 可以发出从轻柔到响亮的清晰声音,与棋子的大小不匹配,帮助主人找到它。

    iPhone 11 及以后机型在靠近 AirTag(一般在 10m 以内)时会自动进入精准搜索界面。在精准搜索功能下,iPhone可以直接显示到AirTag的直线距离,以及一直在辅助用户寻找的方向箭头。

    精确的搜索功能归功于 AirTag 和一些新 iPhone 的超宽带 (UWB) 通信能力。UWB最初用于工业场景labview 声源定位 时间差算法,因为它的通信是基于极短窄脉冲的传输,非常适合通过到达时间差算法(TDOA)计算通信距离,实际误差可以控制在厘米范围。

    苹果在 iPhone 11 中加入了 U1 芯片和相应的天线设计,为 iPhone 增加了 UWB 通信能力。此后,苹果在 HomePod 和 Apple Watch 产品线的主流新品中加入了对 UWB 的支持。

    labview 声源定位 时间差算法_胆囊壁厚3mm.稍毛糙.内透声差,_labview 声源定位 时间差算法

    综上所述,当用户靠近 AirTag 时,iPhone 会使用蓝牙和 UWB 通信协议准确找到 AirTag 的位置。有趣的是,如果 AirTag 拿在离用户很远的地方,该产品仍然支持向用户发送 GPS 位置。

    如前所述,AirTag 本身不能使用 GPS 或蜂窝数据。当它被遗忘或从用户手中拿走时,生成位置的秘诀就是它背后的 Apple Find My Bluetooth 网络。

    早在两年前的 WWDC 开发者大会上,苹果就发布了 Find My Bluetooth finder 网络,最初用于定位 Wi-Fi 或蜂窝数据离线 iOS 设备、Mac 和 Apple Watch。

    Find My 目前是一个庞大的寻物网络,拥有数亿个节点,所有支持 Find My 功能的苹果产品都是这个网络的节点。它们将在日常操作中以极低的功耗通过蓝牙与附近的其他苹果产品交换信息。在这个过程中,联网的设备会同时上报当前位置和丢失设备的信息,最终呈现给主人。

    举个具体的例子,如果用户在路边留下一个AirTag,由于与用户的iPhone长期断开,它会首先进入丢失模式。然后,所有经过同一条路的 iPhone 用户都会帮助车主找到它——附近的 iPhone 会搜索 AirTag 的蓝牙广播,广播中的信息会连同位置一起上报给苹果。然后,所有者可以在“查找”应用中查看 AirTag 的大致位置。

    因此,虽然不具备 GPS 定位和联网功能,但 AirTag 仍然可以借助 Find My 为用户带来远距离定位。需要说明的是,由于Find My的工作原理,在远距离定位AirTag时,定位的准确性和即时性无法与具有GPS或网络能力的定位对象标签相比。这就是为什么 Apple 不建议使用 AirTags 来保护宠物或儿童。

    03、安全解读:隐私与防盗

    作为 AirTag 远距离定位的基础,Find My 网络的设计考虑了安全因素。Apple 设备为 Find My 网络发送的蓝牙广播,其中不仅对关键信息进行了加密,而且加密方式引入了时间因素,加密结果周期性变化。第三方无法基于相同的广播信息跨区域跟踪用户;只有失物的所有者可以通过失物所属的 Apple 帐户向 Find My 请求其位置。

    甚至在 Find My 网络中的位置报告过程也是通过加密机制完全匿名的。在不知不觉中帮助所有者报告位置的用户不必担心位置信息以任何方式与自己关联。这些定位只能帮助确认丢失物品的位置,不会涉及到任何其他用户的活动轨迹。

    Find My 网络获取其位置的方式、AirTag 和其他 iPhone 通信受到加密保护。但是,与所有其他查找器标签一样,作为基本功能的远程定位仍然可能被用户滥用。例如labview 声源定位 时间差算法,将其放入手提箱中以跟踪手提箱的主人;或将其放在车辆后座以获取有关停靠点的信息。一个普通人,不是AirTag的拥有者,甚至不是iPhone用户,都需要担心这种事情发生在他身上吗?

    答案是基本不用担心。

    当AirTag长时间远离主人时,它会不时发出声音通知周围;iPhone会在短时间内不断扫描陌生的AirTag,还会发出警报。此时,接到报警的用户可以主动控制AirTag发出声音。找出来。

    更重要的是,点击 AirTag 的白色正面以触发关联的射频标签。任何带有NFC的手机在读取这个标签后都会得到一个网页url,iPhone会自动跳转到该url指向的苹果官网支持页面。url指向的页面会显示AirTag序列号,如下图。执法机构由此可以从苹果公司获取相应绑定的账号,快速完成取证工作。

    恶意用户会避开此功能。

    如果 AirTag 及其相关物品丢失在人迹罕至的地方,除了主动搜索并等待 Find My 网络的新消息之外,所有者还能做些什么吗?一些。机主可以将 AirTag 标记为丢失(注意这与 AirTag 进入丢失模式没有直接关系),然后向 Find My 网络提交一些丢失的信息,例如他的联系方式。此信息将出现在上图所示的页面上,以通知查找者。失主设置的丢失信息仅单次有效,内容完全由您自己决定。

    04、重要详情:买四套可享优惠

    苹果一直对价格控制非常严格,但对 AirTag 有特别优惠,可见其对它的独特重视。

    首先是价格。苹果给 AirTag 一个非常低的价格,每支 229 元,还有前所未有的(又一个前所未有的)四件套优惠,要知道就连 Apple Pencil 笔尖这样的消耗品也从来没有收到过优惠。

    然后是产品线处理。AirTag 被定位为 iPhone 配件,但毫无疑问,它所获得的产品待遇远远超出了配件。比如苹果亲自为其设计了十几个精美的皮革和塑料扣,并提前向第三方厂商发布了尺寸参数和指导文件。业务,开发“配件配件”。

    不仅如此,苹果甚至还与爱马仕在 AirTag 上正式合作,推出了此前 iPhone 和 Apple Watch 专属的爱马仕皮革钥匙扣和行李牌。因为好看的外观和盛辉2199起的“低价”,这三款产品堪称买爱马仕送AirTag的巨大优惠,甚至被数码发烧友调侃为首款适合年轻人的爱马仕买。

    05、为AR时代铺路的先行者?

    AirTag 的背后是苹果的下一代棋盘。

    Apple 通过深入的战略部署开发了 AirTag。事实上,这是一个三年前就应该问世的产品。无论是网上流传的最初的包装图片,还是提交给美国联邦通信委员会(FCC)的产品认证批准记录,很明显苹果最初的计划是在 2019 年发布这款产品。

    事实上,AirTag 的发展经历了一波三折,量产也数次推迟,在苹果发布会的最后准备阶段,至少有两次被取消。2019 年秋季发布和 2020 年 10 月发布就是这样的例子。外界无从得知发射持续延迟的确切原因,普遍猜测是为了进一步优化通讯和功能。

    在发布前坚持迭代,再加上首发配件阵容异常丰富,苹果对 AirTag 的处理,远远超过了原本小众类别的寻物标签的影响力。正如苹果一直以来所做的那样,AirTag 应该只是一个开始。之所以如此集中投入,是为未来的产品嵌入埋下了伏笔。

    在 2007 年 1 月的新闻发布会上,乔布斯首先介绍了最初的 iPhone 作为三款产品:支持多点触控的 iPod、电话和网络浏览器。同样的观点,AirTag 本身也集成了蓝牙热点设备、射频标签和 UWB 通信器三款产品。仅仅因为组合产品太小,很容易忽略它本身就是三个不同的产品。

    在蓝牙和 UWB 方面,苹果在 2019 年发布了 Find My 网络;同年,支持UWB通信的iPhone 11发布。关于射频标签的故事发生在 WWDC 2020 宣布向 iOS 添加一项名为 App Clips 的功能八个月后。App Clips 允许设备在捕获特定二维码或点击射频标签后自动从 App Store 下载和打开应用程序的缩减“片段”。效果如下图。

    可见,App Clips 的存在,让用户可以在环境中快速打开一个应用,使用适用的按键功能。

    考虑 AppClips 的设计可以帮助我们更清楚地了解 AirTag 的产品理念。寻物标签是结合AirTag的蓝牙功能和UWB实现的功能,但AirTag能支持的功能场景远不止这些。Find MY基于蓝牙,可以呈现AirTag在现实世界中的初始定位;UWB提供精细的近距离定位,适用于小范围或室内定位;RF部分可以触发应用程序打开不同的内容。

    这样的产品设计以最小的元件成本和功耗完成了现实世界中的精确定位与应用功能之间的关联。它可以帮助一个庞大的系统将人们在现实世界中的位置和行为映射到不同的数字虚拟世界。这些数字虚拟世界中的内容也将与精确到厘米的现实世界定位密切相关。这是增强现实 (AR) 中急需的一块拼图。早在 2017 年,苹果就推出了 ARKit 框架,可以快速调用 iPhone 摄像头和传感器,通过算法实现真实世界测距,加速了 iOS 平台上 AR 应用的开发。从那以后的每一年,Apple 都对 ARKit 框架进行了升级和增强,到目前为止还没有发布任何专用的 AR 设备。

    还是在 2019 年,在 iOS 13 发布之前,一些开发者在底层代码中发现了苹果 AR 设备的 UI 框架 Starboard。当时很多人认为 Starboard 会脱胎于 iOS,用于苹果研发多年的 AR 耳机。该设备配备两个8K镜头,支持802.11ay的高速传输,采用苹果自研芯片,5nm制程。这款芯片的预购可能已经来了,因为 2020 年末苹果将推出面向 ARM Mac 的 M 系列芯片,内部代号为 Star。

    这可能就是 AirTag 正在等待的棋盘。

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