美國(guó)加州圣荷西2016年4月30日電 /美通社/ -- 4月27到29日,硅谷本土專注于虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的專業(yè)峰會(huì)SVVR(Silicon Valley VR Expo)持續(xù)三天在美國(guó)加州圣荷西會(huì)議中心舉行。uSens凌感聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO費(fèi)越博士,受主辦方邀請(qǐng),就虛擬現(xiàn)實(shí)中人機(jī)交互的演變發(fā)表演講。
SVVR創(chuàng)始人Karl Krantz曾親自拜訪uSens凌感辦公室,體驗(yàn)過(guò)demo后,Karl非常驚訝,表示“這是我迄今為止見過(guò)的較好的inside-out tracking!”,這也是此次受邀演講的緣起。此次費(fèi)越博士深入剖析了追蹤技術(shù)如何一步步進(jìn)化為inside-out的追蹤方式,并指出目前存在的技術(shù)難題與解決前景。
在三維人機(jī)交互領(lǐng)域從事前沿研究已有十余年的計(jì)算機(jī)視覺資深專家費(fèi)越博士,首先梳理了VR發(fā)展的脈絡(luò),指出為了讓虛擬現(xiàn)實(shí)從門檻頗高的專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)入到被大眾消費(fèi)者接受的親民概念,這個(gè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)了從三維桌面,到房間級(jí)VR,到桌面級(jí)VR,再到頭戴式VR的四個(gè)階段。
首先,我們來(lái)看三維桌面。在二維數(shù)字環(huán)境中關(guān)于三維的嘗試可以追溯到在windows系統(tǒng)中的三維桌面,諸如1991年P(guān)ARC公司的Information Visualizer,2000年微軟研究中心的TaskGallery,2003年Sun Microsystems的Project Looking Glass, 以及費(fèi)越博士在2003年攻讀博士期間利用業(yè)余時(shí)間創(chuàng)辦的Infinite 3D公司的產(chǎn)品Cube。(Cube是世界上第一個(gè)具有交互的三維用戶界面,允許用戶將屏幕進(jìn)行沉浸式的360度全方位旋轉(zhuǎn),類似于近十年后才實(shí)現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔。截止至2004年,已有超過(guò)一百萬(wàn)用戶下載了Cube,其中不乏一些大公司的研究實(shí)驗(yàn)室)。2009年,時(shí)任松下硅谷實(shí)驗(yàn)室作為項(xiàng)目經(jīng)理的費(fèi)越將交互三維桌面的嘗試挪到了電視上,開發(fā)出了基于觸感的電視遙控器和交互系統(tǒng)。
之后,開始進(jìn)入房間級(jí)VR的探索,這里值得一提的是CAVE systems,但費(fèi)越認(rèn)為,這種系統(tǒng)雖然追蹤精度很高,但是自由度頗低,無(wú)法追蹤手與手指的動(dòng)作。2010年,費(fèi)越與松下硅谷實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了Natural Interaction system,這套系統(tǒng)擁有更高的自由度追蹤,交互體驗(yàn)更加自然與豐富,這套系統(tǒng)推動(dòng)了這種VR從商用引用到了民用。
VR的發(fā)展逐步推進(jìn),從房間級(jí)挪移到桌面級(jí)VR。桌面級(jí)VR的嘗試包括微軟的Surface以及ZSpace的產(chǎn)品,其中后者擁有高精度的VR視覺與交互,因此可以作商業(yè)設(shè)計(jì)之用,但是卻不夠自然。而費(fèi)越在2012年開發(fā)的Tavola桌面VR系統(tǒng),不僅擁有自然的三維手勢(shì)交互,更擁有120度視角以及六自由度頭部追蹤。六自由度(三維直線運(yùn)動(dòng)+三維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))頭部追蹤技術(shù)是基于外部紅外感應(yīng)(IR)鏡頭(Oculus Rift DK2和Crescent Bay都在使用類似的技術(shù))與虛擬現(xiàn)實(shí)立體聲渲染結(jié)合的技術(shù),以求實(shí)現(xiàn)沉浸式全息影像的視覺體驗(yàn)。而三維手勢(shì)跟蹤是基于計(jì)算機(jī)視覺(computer vision)算法和空間深度感測(cè)(depth sensing)鏡頭的技術(shù),用戶可以直接通過(guò)手部動(dòng)作與三維虛擬物體進(jìn)行直接互動(dòng)。
在此之后,VR終于進(jìn)入了頭顯設(shè)備的形式,也就是現(xiàn)在大家普遍看到的樣態(tài)。而這種形式之所以會(huì)爆發(fā)的原因,費(fèi)越認(rèn)為核心正是追蹤技術(shù),因?yàn)檫@種技術(shù)更加豐富、更高質(zhì)量、也更具有交互性。目前,業(yè)內(nèi)認(rèn)為更容易被大眾市場(chǎng)接受的是具有輕交互的移動(dòng)VR,同時(shí)需要提供更自然的交互。費(fèi)越指出,移動(dòng)VR交互應(yīng)該可以做到三維自然手勢(shì)交互、三維頭部追蹤、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能、甚至在未來(lái)做到全身追蹤?;谝苿?dòng)的特性,這些追蹤都應(yīng)該是由內(nèi)而外進(jìn)行的,無(wú)需外部設(shè)備。同時(shí),移動(dòng)VR在以下四個(gè)方面有非常大的需求:簡(jiǎn)易安裝、輕耗電、低CPU/GPU用量以及輕重量,而這四點(diǎn),幾乎都是阻礙可以實(shí)現(xiàn)inside-out tracking的技術(shù)難題。但是在uSens凌感,移動(dòng)VR的inside-out tracking,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。而這背后,就是uSens凌感核心技術(shù)之一:超低延遲的精準(zhǔn)的骨骼追蹤。此外,uSens凌感的基于inside-out方式的位移檢測(cè)與AR功能也已實(shí)現(xiàn)。
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最后,費(fèi)博根據(jù)目前VR的技術(shù)難題指出了解決這些難題的技術(shù)趨勢(shì),那就是從信號(hào)處理到計(jì)算機(jī)視覺,再到人工智能。目前,費(fèi)博帶領(lǐng)的uSens凌感研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在快速壯大,也歡迎共同志向的有識(shí)之士加入。
注解:何謂inside-out tracking技術(shù)?我們將腦洞移至皮克斯較佳動(dòng)畫《頭腦特工隊(duì)》,并把其中的五位情緒控制人員替換為一對(duì)人工智能“小眼睛”,這對(duì)機(jī)器小眼睛被“植入”到你頭戴的顯示設(shè)備中,負(fù)責(zé)追蹤你和現(xiàn)實(shí)世界中的一舉一動(dòng),并通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺算法同步到眼前的VR/AR環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的多維度人機(jī)交互。他們能夠取代外置的追蹤設(shè)備,就像你的大腦一樣工作,由內(nèi)而外,就此模糊了虛擬與現(xiàn)實(shí)的界線。