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产品 2015-1-26 18:51

关于 HoloLens 不可不知的 9 件事

这曾是科学幻想,微软把它带入科学现实。

上周 Windows 10 的发布会上,前 Xbox 孵化项目总经理,被誉为 Kinect 之父的 Alex Kipman 发布了令人震撼 HoloLens,以及被称为 Holograms 的技术,成功引爆了微软发布会的气氛。

HoloLens 是增强现实眼镜,戴上它之后,就好像微软现场所演示的,会在现实的世界里混入虚拟物体或信息,从而进入到一个混合空间中去。它会将人的头部移动虚拟成指针,将手势用作动作开关,而将声音指令作为辅助,帮助切换不同的动作指令。

相比 Google Glass,HoloLens 的工作环境是室内,以提供新的交互方式来帮助人更加高效地工作,或者展示新的娱乐方式。相比 Oculus Rift,HoloLens 不会把人封闭在全新的虚拟世界里,所以并不妨碍人们面对面交流。

HoloLens 以及 Holograms 被视为微软的 Next big thing,许多人给该设备很高的评价。ArsTechnicaThe VergeCNET、在上手体验文分别评价:

“微软的 HoloLens 完全是魔法来的。2015 年,科幻变成现实。”

“一项真正的创新,是微软着迷于保护 Windows 时所缺乏的。它同样复杂技术手段运用的一个例子,让你体验真正重要的。“

“HoloLens 提供了可靠的,效果夸张的增强现实,令虚拟现实技术怀疑论者目瞪口呆。”

即便如此,关于 HoloLens,你仍然需要了解以下说到的 9 件事。

HoloLens 是个独立的电脑,但关键在深度摄像头和 HPU

HoloLens 具备 CPU、GPU,因此是独立的电脑。不过,真正让它变得犹如“魔法”一般的关键是自带的深度摄像头以及 HPU。

如果你熟悉 Kinect,就会知道它的技术关键是源自被苹果收购的 PrimeSense,后者通过随机的激光散班对空间进行“光编码”(light coding),对整个空间进行标记,以此来检测人体的运动。

HoloLens 的深度摄像头的工作原理也同样如此,在它正式运作之前,需要对整个空间进行编码,然后才会显出虚拟图形。这一点,可以看 HoloLens 的官方视频,演员用眼镜玩 Mindcraft 之前,视频里展现了一个编码化的过程——或许在一个新环境使用 HoloLens,会有一个初始化的过程。

而记者们在实验室里体验 HoloLens 时,被要求不能移动室内的任何物体,也从侧面印证了这一点。

在知乎上,一些熟悉计算机图形的人指出,HoloLens 这种反向 3D 建模,并进行动态定位的方式,即便对于游戏显卡来说都是负担不轻的计算量,专门处理该任务的 HPU 就变得非常重要——它的性能要足以承担这么高的计算量,另外,又不能有明显的发热。否则用户就相当于将一个烤炉戴在头上了。

HoloLens 的 CPU 可能是 Atom,HPU 可能是 Xeon Phi

PC World 的匿名消息源称,HoloLens 的 CPU 采用的是版本为 Cherry Trail 的 Atom 处理器。这是最新一代 Atom 处理器,英特尔本月才刚在 CES 上宣布出片。

基于 Cherry Trail 的 Atom 处理器采用最新 14nm 制程的工艺,功耗控制在 2W 以内。相比上一代,它的 CPU 性能提升了 30% 到 40%,而且功耗不变,此外还提升了 GPU 的性能表现,采用与 Broadwell 相同的 GPU 架构,只是所见了 EU(执行单元)

PC World 由该消息出发进而猜测,HPU 很有可能采用的是英特尔的 Xeon Phi——这是多用于超级电脑里,辅助复杂 3D 建模、数学运算性能强大的协处理器,可提供 1 TeraFLOPS (每秒一兆次浮点运算) 的性能。当然,如果微软真的采用了 Xeon Phi,也肯定是某种简化的版本。

不过,HPU 是用于增强某方面性能协处理器的猜测,并非没有根据。

HoloLens 现在只有工程原型机,戴上后会自动校正

而根据到实验室体验的记者回忆,他们所测试的 HoloLens 是早期工程原型机,和微软在大会上展出的酷酷的设备完全不同,具备一切原型机应该有的粗糙、笨重。

HoloLens 的原型机分为两个部分,一部分是是绕在脖子上的计算单元,它上面甚至拖着一根电源线,另一部分是套在头上的部分,会自动测量瞳孔间的距离而且自动校正,以适应人眼。

关于 HoloLens 的硬件结构,有人画了一张图

该图来自 Imgur(暂时找不到作者,找到的请告诉我),点击可放大:

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实时对环境进行 3D 建模,对于微软来说似乎不是难事

早在 2011 年,微软研究院启动了名为 KinectFusion 的项目,目标是围绕着移动的物体对周围环境进行实时 3D 建模。——现在来看,这个项目的研究成果(至少是部分的研究成果),已经运用在 HoloLens 上了。

2013 年,微软研究院发布了名为 IllumiRoom 的项目,通过 Kinect 和一部投影仪结合,将电视中的游戏画面扩展到电视外,让人获得更加沉浸式的体验。在这里,Kinect 的作用是迅速捕捉房间内部的几何形状,以配合投影,而且无需任何图像的预处理。

显然,微软在结合 Kinect 进行快速的 3D 建模方面积累了大量的经验。

来自游戏界的两种声音

《GTA5》的公司 Take-Two CEO Strauss Zelnick 认为 HoloLens 激动人心:

在微软的总部,他们演示了这项技术,你得把沉浸式的头戴式设备戴上,然后那些角色开始变得栩栩如生,而且可以与他们交互尽管他们并非真实,那体验,非同凡响。

《神鬼寓言》的创造者 Peter Molyneux 却警告微软不要过度承诺,他看过 Kinect 和 HoloLens 的早期版本。他说:

(HoloLens)让我想起了 Kinect。我想高声说,“在这些东西上,不要过度承诺。”它们的概念视频感觉是如此的流畅,而且看上去所有东西都是可用的。但实际上,就好像我们在 Kinect 所发现的那样,如果你拥有完美的环境,以及完美的距离,它就会表现得非常的好,你就是好像指挥官一样。但如果这些东西并没有完美的结合在一起,这种技术将会收到非常大的挑战。微软在 HoloLens 所展示的技术是令人惊叹的。如果 demo 部分仅仅是告诉别人可以在任何物体的表面看电视,我会非常的敬佩,但他们把 HoloLens 放在过于遥远的将来。你可以将整个房间变化成 Mindcraft 的场景,但却没有告诉别人如何才能做到这一点。

以上两个相互对立的评价正好表明了 HoloLens 在游戏方面也拥有不错的潜力。

HoloLens 也许会改变我们的客厅

HoloLens 发布后,Vox 写了一篇评论《3D 眼镜如何令电视淘汰》,讨论了 HoloLens 这类增强现实眼镜如何改变人的客厅环境。

相比传统的电视,存在于 HoloLens 镜片上的虚拟电视有几大优势:

  • 直接显示 3D 视频;
  • 虚拟电视尺寸可大可小,而且基本不受室内环境限制;
  • 在享受电影的同时,HoloLens 不会阻碍用户与家人之间交流;
  • 用户可以自己选择选择观看点。

HoloLens 的将来

搜狗 CEO 王小川认为,HoloLens 会取代手机:

Phone 之后,一个技术的热点趋势便是穿戴式设备,这个可以做到比手机更便携,更丰富的交互方式(比如能持续地采集手机采集不到的数据)。有预期到 2020 年,穿戴式设备的技术将会大量成熟并成为手机之外的智能辅助设备。而在这些穿戴式设备中,其他设备只是处于配角来辅助手机,而 Glass 才有超越 手机的交互信息获取优势。

知乎用户闫展逸认为,增强现实的未来很可观:

一切视觉的东西都可以产生,一些以前人类想都不敢想的东西都会实现,它将会带来的是十足的颠覆;所有现在现有的物理现实实体都会被替代掉;所有的手机、电脑、电视等“有显示局限性”又有“显示拓展需求”的现有产品都会被颠覆掉;所有的实体广告牌、公交站都会被颠覆掉;所有的装修风格、大楼表面、路面、墙面、家具都会被颠覆掉;物联网会因此突破“没人愿意乱加传感器”的尴尬瓶颈;人工智能会因此获得更加足量的大数据支持;所有的线下服务都将进入增强现实时代,所有的游戏都不再局限于屏幕都会带入真实世界!

Twitter 用户 @CJ 调侃,HoloLens 让人有新的装逼方式:

以后会有HoloLens专属的游戏吧,以前晒游戏截图时「不经意」显示高分辩率屏幕,高帧数显卡的晒法又要过时了,以后就是硬碰硬的家居环境,高消费场所,豪车内景….的晒法了。

HoloLens 的疑点

Alex Kipman 在发布会上不停地强调 HoloLens 还处于非常早期的版本,尽管他也承诺 2015 年,眼镜将正式上市。所以,在这一年内,微软需要克服几大难关:

  • 设备的发热要控制在人可以接受的范围之内。如前文所提,普通 3D 游戏都可以令 GPU 的温度上升至 90 度,HPU 这块特别的核心是否可以令 HoloLens 不会发热呢?当然,Wired 上手文中提到,HoloLens 的设计是运用设备的两侧进行散热,尽量避免人的头部感受到热量;
  • 微软没有提 HoloLens 的分辨率,这可是关于增强现实体验的核心指标。作为用户,当然希望分辨率越高越好,最好能够达到 Retina 的程度,但分辨率过高或许会影响到耗电量与发热;
  • HoloLens 的续航时间有多长?这也是微软发布会上没有提的。尽管不可能要求 HoloLens 续航高达 24 个小时,但也希望至少能够使用 5 个小时,也就是至少能够支撑半天使用,而且充电速度可以再快一点,1 小时内充满;
  • 微软没有透露 HoloLens 的显示方式,由于 Oculus Rift 实际体验当中存在不小的问题,所以人眼长时间聚焦在距离较近的屏幕上,是否会令人眼感到不舒服?

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