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HoloLens的技术原型在这里——微软“黑科技”RoomAlive

Trump 2017-01-03

在AR/VR技术逐渐发展的今天,用户体验已经成为验证技术是否“合格”的重要标准。作为行业先锋的微软,近年来给大家带来了不少“黑科技”,今天Trump就带大家来体验一下微软的RoomAlive——“活着的房间”。

RoomAlive

活着的房间

视频内容是微软在ACM UIST 2014(2014国际计算机用户界面软件和技术研讨会)展示的AR项目Room Alive,该项目利用了Kinect与投影仪,在扫描房间的几何形态后,把电视屏幕上的图像延伸到整块墙壁之上,虚拟世界可以投射到房间的任何地方,并可以与用户进行互动,给玩家提供“房子是活着的”游戏体验。

Kinect,投影仪,计算单元组成“节点”(node)

六组“node”

通过“节点”对房间3D建模

模拟一个未来风格的游戏场景

AR游戏——打地鼠

AR游戏——机器人袭击

AR游戏中角色受伤场景(角色为真人扮演)

RoomAlive

开发团队

Room Alive是由Microsoft Research(微软雷蒙德研究院)一个多人团队研发,该团队包括了以下几位研究员:

Nikunj Raghuvanshi   研究员

研究方向是基于物理的仿真的交互式视听应用,特别是游戏和虚拟/增强现实的声音模拟。

Eyal Ofek  高级研究员

耶路撒冷希伯来大学毕业的博士,研究方向是人机交互和增强现实的计算机视觉。

Hrvoje Benko 高级研究员

哥伦比亚大学博士,研究方向是虚拟现实、增强现实、计算照明、表面计算、新输入形式的因素和设备,以及触摸和手势输入。

Andy Wilson  首席研究员/研究经理

麻省理工学院媒体实验室硕士和博士学位,研究方向是应用传感技术实现新型的人机交互。

Brett Jones    曾就职于微软研究院

伊利诺伊大学香槟分校人机交互专业博士,现在是一家叫Lightform公司的 CEO。

Rajinder Sodhi  曾就职于微软研究院

伊利诺伊大学香槟分校计算机科学专业博士,现在是Lightform公司的CPO。

Ravish Mehra 曾就职于微软研究院

北卡罗来纳大学教堂山分校计算机科学博士,研究方向涉及音频、虚拟和增强现实、声学、信号处理和计算机图形学领域。目前就职Oculus VR。

Blair MacIntyre  兼职微软研究院

佐治亚理工学院交互计算学院的教授,研究方向是创造互动的体验,使用网络进行增强现实开发。

RoomAlive

核心组成和技术缺陷

在查阅《UIST '14 Proceedings of the 27th annual ACM symposium on User interface software and technology》(《2014国际计算机用户界面软件和技术研讨会论文集》)后发现了由开发团队发表的《RoomAlive: Magical Experiences Enabled by Scalable, Adaptive Projector-Camera Units 》(《RoomAlive:通过可扩展的自适应投影机 - 摄像机单元实现的魔法体验》)论文。

论文中提到RoomAlive是由Illumiroom(微软2013年发布的一种AR投影技术)发展而来,其核心部分称为“节点”(node)。每个节点包括三部分:投影仪、Kinect摄像机和计算机。节点被安装在天花板上。通过Kinect的摄像功能,节点可以构建房间的3D图像,然后把虚拟的东西投射其中。

视频中通过六组“节点”对一个18X12英尺(约20平米)的房间进行3D建模。每个节点之间是相互识别、可以自动协作的。就是说,整个系统的扩展是没有限制的。

RoomAlive可以随时掌握你的位置,虚拟世界不仅可见,而且可以互动。这使得任何平面都能成为一个触摸屏。另外,RoomAlive还能够投射视差图像,这些图像根据你的观察角度做出调整,实现3D的效果。它可以创造出一个3D漂浮物的幻象。

这个体验不局限于一个人。如果两个人在同一个房间里,看到的东西是不同的。微软研究员Hrvoje Benko说:“如果我们面对面的话,我所看到的东西与你不同,你能看到我身上的东西,我能看到你背后的东西。”

当然,论文中还提到了RoomAlive的不足之处——kinect原始数据存在非度量失真,而这主要是因为knict本身在出厂时其内部校准设置存在偏差。实时的投影仪和相机系统总是受到系统延迟的影响,投影仪的延迟比较明显,当3D摄像头,图形卡和处理类似快速移动的物体,就会在这个物体后面出现重影。实际中,这个重影很小,我们只需要用更高级的校准技术慢慢混合投影仪之间的图像,就可以解决重影的问题。

画面重影

Trump

告诉你

“除了电子游戏之外,RoomAlive还可以用到商业场景中,比如远程会议。当时微软研究院Hrvoje Benko透露,RoomAlive的成本还比较高,大概需要500至800美元才能实现。因此,微软并没有很快将其投放市场。”——这段信息是Trump在Ifanr官网上看到的,Trump不禁要问:500到800美金是买个投影仪还是让微软给制作一段游戏动画?

然后Trump就去查询了《RoomAlive: Magical Experiences Enabled by Scalable, Adaptive Projector-Camera Units 》这篇论文,然后发现了“With its prototype nodes costing $500 to $800 a pop to assemble, there are no plans to bring RoomAlive to market yet”这句话。这句话的意思呢,就是RoomAlive这套系统里一个“节点”(node)的设备就需要500到800美金,所以微软目前(2014)并没打算将其投入市场。这就是所谓“RoomAlive的成本还比较高,大概需要500至800美元才能实现”,而RoomAlive这一套系统里有6个“节点”!Trump想说作为媒体要本着公正、客观、准确的态度向社会传达信息。

再后来,微软就在2015build大会上对外开放了RoomAlive的SDK(软件开发工具包)。

当然世界上不会有免费的午餐,微软在RoomAlive对外开放SDK之前,于2015年1月份发布了一款叫做HoloLens的AR智能眼镜终端,它的技术原型之一就是RoomAlive。这款产品在微软官网的售价是3000美金,预计于2017一季度登录国内市场。

微软从13年的IllumiRoom到14年的RoomAlive再到15年的HoloLens,历经三年最终为大众熟知的只是HoloLens,但是在这之前已经经历了两代技术。我想这种技术上精益求精的“工匠精神”正是国内科技企业在做产品时应该学习的。

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