电池技术通过决定设备的大小、重量和使用时长,显著影响增强现实 (AR) 硬件的设计。 AR 设备需要紧凑、轻便的电池,以在长时间佩戴期间保持用户的舒适度,但这也常常与运行处理器、显示器和传感器所需的充足电力相冲突。 例如,锂离子电池由于其能量密度,常用于 Microsoft HoloLens 或 Magic Leap 等设备,但其物理尺寸限制了可以装入头戴设备中的容量。 设计人员必须平衡电池容量和热管理,因为更大的电池会产生更多的热量,这会影响性能和安全性。 这种权衡通常会导致模块化设计,其中电池在头戴设备和外部电池组之间分配,这在某些企业 AR 解决方案中可以看到。
电源效率也影响硬件架构。 开发人员优化处理器和显示器等组件,以最大限度地减少能源消耗。 例如,高通公司的 Snapdragon XR 芯片组专为 AR/VR 工作负载而设计,优先考虑低功耗处理跟踪和渲染等任务。 同样,microLED 显示器正被 AR 眼镜(例如,Vuzix Ultralite)采用,因为它们消耗的功率比传统 OLED 更少,同时保持亮度。 加速计和摄像头等传感器通常以占空比运行——仅在需要时才打开——以节省能源。 这些优化减少了电池的工作量,无需增加电池尺寸即可延长使用时间。 但是,这需要硬件和软件之间的紧密集成,因为开发人员必须在系统级别管理电源状态。
最后,电池技术会影响用户体验和外形。 专为全天使用而设计的 AR 头戴设备,例如以企业为中心的 RealWear 设备,通常优先考虑可更换电池或外部电池组,以避免中断工作流程。 相比之下,以消费者为中心的 AR 眼镜,例如 Nreal Light,使用较小的内置电池,将运行时间限制为 2-3 小时。 充电方式也很重要:无线充电(例如,在 Meta 的 Ray-Ban 智能眼镜中)简化了电源补充,但也增加了设计复杂性。 新兴技术(如固态电池)可以实现更薄、更轻、容量更高的设备,但它们尚未广泛使用。 在那之前,开发人员必须围绕现有的电池限制进行设计,例如优化软件以延长运行时间,或利用边缘计算将处理卸载到连接的设备。