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                微軟黑科技 HoloLens 的前世今生

                北極蚊子 2019-2-27 14:42

                2 月底的 MWC(Mobile World Congress,世界移動通信大會)上,微軟 CEO 薩蒂亞·納德拉(Satya Nadella)、全球資深副總裁朱莉婭·懷特(Julia White)和亞歷克斯·基普曼(Alex Kipman)都出現在活動現場,并發布了 HoloLens2 。

                HoloLens 是微軟的混合現實頭戴顯示器,于 2015 年 1 月面世。納德拉曾多次在公開場合提及 HoloLens 的重要性:混合現實、人工智能和量子計算將是未來三大主要技術。

                由于微軟的混合顯示業務一直專注于 B 端市場和垂直行業,很多消費者還沒有機會接觸到 HoloLens 這個堪稱“黑科技”的產品。但事實上,HoloLens 背后的技術普通消費者曾接觸過,載體正是在消費電子界頗有聲望的 Kinect。

                Kinect 之父基普曼曾經告訴 PingWest 品玩,HoloLens 的開發團隊和 Kinect 是同班人馬,在 HoloLens 上識別并追蹤人的行動,實際上是把游戲主機 XBox 上的體驗擴展到了另一個平臺。

                曾經的黑科技:Kinect

                Kinect 是微軟在 2010 年為 Xbox 360 游戲主機推出的操控外設,能把用戶的手勢、姿態轉變為輸入指令。

                按照微軟的說法,Kinect為第一款內置機器學習技術的消費級設備。在當時的背景下,Kinect 是徹頭徹尾的黑科技。同時代的 Wii 和 PS Station,都需要用戶手持一個控制器,才能實現姿態輸入,而 Kinect 完全依靠攝像頭就解決了,而且解決得更好。

                從外形上看,Kinect 有三個攝像頭。從左至右分別是:紅外線發射器、彩色 CMOS 攝像頭、紅外線 CMOS 攝像機。其中,第一個和第三個構成了深度傳感器,讓 Kinect 能讀懂房間的空間信息,以及人物的移動信息。

                Kinect 同時還內置了語音識別麥克風,當用戶叫一聲 “Xbox On” ,它就會打開 Xbox One 游戲機。

                這些領先的功能實現,我們后來都可以在其他消費電子產品上看到,比如 Google Tango 項目、 蘋果的“Hey Siri”以及 iPhone X 的前置 3D 人臉識別。

                有意思的是,iPhone X 和 Kinect 還有一番淵源。Kinect 的技術部分授權自 PrimeSense,后者于 2013 年后被蘋果收購。蘋果將 PrimeSense 的技術應用在了人臉識別上。

                Kinect 發布后 60 天內,便賣出了驚人的 800 萬部,成為當時銷售速度最快的消費級設備。而后打破這一紀錄的是蘋果 2011 年發布的 iPhone 4s,發布后 78 天內銷量高達 3300 萬部。

                盡管發布之初非常受消費者的歡迎,但 Kinect 還是逐漸走了下坡路。最主要的原因是,“微軟沒能說服頂尖的游戲工作室認真投入在 Kinect 上”,這導致 Kinect 上一直都是休閑游戲為主,沒有殺手級應用。

                2014 年,微軟不再將 Kinect 和 Xbox 游戲主機捆綁銷售。2017 年 10 月,微軟正式停產 Kinect。彼時,它共銷售出了約 3500 臺。

                Kinect 雖然停產了,但項目中許多技術依然在微軟其他產品上發光發熱,比如微軟的人工語音助理 Cortana,微軟人臉 ID 系統 Windows Hello。當然,還包括集 Kinect 技術大成者—— HoloLens。

                Kinect 技術的繼承者:HoloLens

                在 Kinect 發布的 2010 年,基普曼就已經開始研發另一個項目 ——Project Baraboo,一副技術上集大成的全息眼鏡:將虛擬影像投射在真實世界,用戶用手勢和語音進行交互。2015 年 1 月,項目成果正式發布,微軟將其命名為 HoloLens,開發者版本售價 3000 美元。

                這是一個一體設備,自帶計算處理單元,搭載了英特爾 14 納米工藝的 Cherry Trail CPU+GPU,以及自研的 HPU(Holographic Processing Unit,全息處理單元)。

                HPU 采用了臺積電 28 納米工藝制造,集成了 24 個內核。它每秒可執行大約 1 萬億次計算,而且傳送到 CPU 的數據幾乎不需要進行額外處理。

                HoloLens 有 4 個環境感知攝像頭、1 個深度攝像頭、1 個視頻攝像頭,和 Kinect 上的深度感知一脈相承。

                交互方式上,HoloLens 支持語音和手勢控制。使用語音喚醒詞“Hey Cortana”激活后,可以通過語音來打開應用、拍攝照片。

                微軟將手勢操作命名為“Air Tap”,基本姿勢是:將手部置于頭顯前方,食指豎直,其余手指輕輕合攏。食指朝下方做點擊的動作,便完成了空中點擊的操作。

                系統上,HoloLens 搭載了 Windows Holographic。這個平臺是 Windows 10 的分支, 可以運行 Windows 通用應用。

                微軟并沒有把 Windows Holographic 限制于 HoloLens 上。2016 年 6 月,微軟在臺北電腦展上宣布,將 Windows Holographic 平臺開放給了 OEM、ODM 和硬件合作伙伴。合作伙伴負責制造 VR 頭戴顯示器和配件,Windows Holographic 負責提供操作界面、內容應用商店、真實物體理解能力以及 Inside-Out 追蹤能力。

                2017 年 3 月,微軟正式把 Windows Holographic 平臺更名為 Windows Mixed Reality 平臺。

                不做游戲,做生產力工具

                和 Kinect 作為游戲外設不同,HoloLens 被定位為生產力設備,制造、建筑、醫療、汽車、軍事等垂直行業都是其落地的方向,其中最知名的案例是蒂森克虜伯。

                2016 年,微軟宣布向世界知名電梯廠商蒂森克虜伯,提供了 2.4 萬臺 HoloLens,用于幫助技術人員維修電梯。

                維修前戴上 HoloLens,蒂森克虜伯的技術人員可以在眼前看到維修服務請求、以及將要維修的電梯的三維圖像,圖像任一部分都可以放大研究。

                維修時戴上 HoloLens,技術人員可以看到以前的維修記錄、調出電梯的模擬圖、使用 HoloLens 內置的 Skype 呼叫專家遠程支持。

                過去,這些操作都需要技術人員操作筆記本電腦來完成。佩戴上 HoloLens 后,技術人員只需要動動手指、說兩句話,就能調出各種數據以及呼叫專家。蒂森克虜伯表示,配備 HoloLens 后,技術人員可以在 20 分鐘內,解決以往需要 2 個小時才能搞定的問題。

                2018 年 Build 大會上,微軟將他們在垂直行業的經驗提煉出來,推出了 Microsoft Remote Assist 和 Microsoft Layout 兩款面向行業的標準化應用。

                Microsoft Remote Assist 能讓佩戴 HoloLens 的工作人員將第一視角畫面分享給遠程協作者。協作者在 PC、平板或手機上查看,并進行增強現實注釋。

                而 Microsoft Layout 是一個 3D 模型預覽工具,能讓虛擬圖像放置在真實空間里,更宜家的家居預覽應用非常像。

                從 Kinect 到 HoloLens,微軟在變革人機交互這條路上已經走了 9 年多。Kinect 已經折戟沉沙,而它的繼任者 HoloLens 目前發展勢頭良好,傳聞二代將具備更小型化的外觀和更強大的 HPU 單元。但隨著蘋果、Facebook、Google 等公司開始加入戰場,HoloLens 將面臨比 Kinect 經歷過的更大挑戰。

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