Hypereal 突然开源?背后所涉的重磅信息都在这里了

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2017-02-14 11:56

这篇文章,有我们第一时间与 HYPEREAL CEO 黄柴铭展开的独家对话;

也有 VR 价值论第一时间收集到的来自学界、业内企业、供应链等的反应;

更有来自技术上的第三方独家剖析。

绝对今日重磅!

2 月 13 日,VR 价值论(微信号:VR—JZL)从 HYPEREAL 官方获悉,HYPEREAL 在其官网上开放下载其激光定位系统的源代码和技术文档。

随后,VR 价值论与 HYPEREAL 官方、业内资深从业者等进行沟通,试图为读者解析 HYPEREAL 开源背后的故事以及业内就此事的看法。

开源细节

对于 HYPEREAL 来说,最核心的就是激光定位技术。

而本次开源的也正是这一部分,将从硬件、软件、算法多方位成套开源。

基于这一整套源代码,第三方可以自行开发出一套带室内激光定位的 VR 设备。

  • 硬件

HYPEREAL 激光定位系统硬件部分设计与实现细节都在此次开源中有介绍,内容涉及电路与嵌入式软件。

开源涉及的组件均由 HYPEREAL 激光定位系统原理性验证机版本总结整理而来,去除了验证系统设计中其他与定位特性无关的内容,无论是从体积还是系统负担来说,都可认为是实现空间定位功能的最精简系统。

系统整体结构上分为相对独立的两大部分,分别是作为定位信标的激光线束扫描灯塔与被定位设备。

  • 软件

据官方透露,此番开源,软件部分尤其彻底。

HYPEREAL 的定位设备,包括 IMU 和 Light Sensor 的驱动程序以及 sample 程序都彻底提供。

这意味着,有了这些驱动程序,VR HMD 和解决方案提供商能很容易获取被定位设备的姿态和位置信息,灯塔的位置和状态,和 HYPEREAL 定位算法库集成,第三方可以轻松把 HYPEREAL 的灯塔定位方案集成到自己的 SDK 或者应用中。

  • 算法

算法部分,HYPEREAL 直接提供了一个完整的灯塔定位算法库,包括所有的核心算法模块:灯塔扫描和 IMU 数据的解析和处理,姿态求解算法,数据融合算法,双灯塔融合算法,运动预测算法等等。

迷雾重重

在 2016 年 7 月的 China Joy 大会上,HYPEREAL 如一匹黑马,以其自主研发的交互控制和定位方案,杀进 VR 头显,成为大会上一道亮眼的风景。

一直以来,HYPEREAL 都被业内看作直接对标 HTC Vive 的产品,因为他们实在是 “太像了”,不仅外观像,连空间定位方案,也与 HTC 一样——都采用了灯塔跟踪技术。

最关键的是,它的研发时间极短,恰似一句歌词,“没有一点点防备,你就这样出现”。

不少人认为 HYPEREAL 存在抄袭 HTC Vive 的可能。

HTC Vive 中国区总经理汪丛青曾在一次媒体采访,就以 “个人身份” 毫不客气地指出:“他们(价值菌注:HYPEREAL)一边是抄了 Vive,一边是抄了 Oculus,这是前几年山寨手机的概念。

抄袭了吗?

面对抄袭质疑,HYPEREAL CTO 回应称,Vive 使用的是光同步,灯塔会有 LED 灯。两种方案在工程实现上的区别很大,测量手段也会不一样。

同时他还提到,灯塔定位技术的最早原型是在 1989 年被提出的 Minnesota Scanner,HTC 只是后来将这项技术最先用于消费电子领域,并不是这一理论的最早提出者,因此也不存在抄袭不抄袭的问题。

先把这个问题放一边,还有一个问题,也让人有些疑惑。

自 2016 年在 CJ 上曝光以来,HYPEREAL 再没了动静,到目前为止,半年过去,产品从未正式推向市场。

产品去哪了?

有知情人士透露,产品 “马上要推了”,目前已经跟相关的线下体验店有所接触。

这些线下店家对 VR 价值论反映,“产品会比 HTC Vive 便宜”。

翁冬冬表示自己确实用过这套产品,“效果还不错”。

不过,能 “做出” 产品和能 “量产” 产品,可不是一回事。

“能不能量产,这才是最难的考验。” 一位业内资深从业人士透露,“不管怎么说,还是希望先拿到设备吧。”

对此,一位资深媒体人也评论到,“起码先有个成功案例吧!不然你开源,告诉我看好你的理由是什么?”

开源到底好不好,难不难?

无论是饱受 “抄袭” 质疑,还是面对市场的 “失声”,HYPEREAL 宣布开源,对于行业无疑是件值得鼓励的事。

“开源肯定是好事啊,能让更多的人参与进来。” 不少业内人,对开源一事,纷纷表示 “行业利好”,“很看好”,“是行业趋势”,“将推动行业整体的发展”。

“HYPEREAL 的开源,给国内 VR 产品带来的绝对是正面影响,它证明了国内从事 VR 基础研发的公司并不孤单,这些公司将他们的研究成果反馈给整个 VR 行业,特别是对 VR 硬件创业公司来讲,能做到这点,真的不容易。”ZVR 创始人郭伟对 VR 价值论说到。

那么,开源这件事,到底难不难呢?

“其实这个技术并没有特别难,类似这样的开源已经很多了,国外一些网站早就开始教用户如何用激光进行定位了。” 北京理工大学教授翁冬冬说到。

对于开源,某 VR 公司创始人也提到,核心技术,并不会特别难。

“开源肯定是好事呀,不过,其中的算法大部分有公开或者是开源的标准的库,这部分不算难点,特别是姿态解算,是一个纯数学的计算问题,并不会特别难。

怎么做到更高的频率、更精准的定位,是需要硬件部分配合完成的,所以说整个系统才是最大的难点。

而更大的难点在于量产。

原材选型、供应链控制、包括组装以及量产的稳定性,这些才是做硬件的人,需要面对的深坑。”

也有从业者表达了同样的担忧。

他告诉 VR 价值论,

“激光定位是一套整体的工程,代码电路图只是整个技术环节中的一部分,如果要实现真正的产品化,还将面对大量的问题,现在软硬件的集成度还很低,大量的 Know-how 必须处理。

正是因为这样,一些国内的从业者会选择与专业厂商进行适配,定向开源。

VR 定位领域的技术研发,90% 的功力是花在最后 10% 的优化上。

HYPEREAL 的开源,总体上这套代码足够业余爱好者搭建一个基础 Demo 使用玩一玩,但如果真的要形成量产的产品,还有较长一段路要走。”

开源以后呢?

无论各方的态度如何,这个事情发生了,就是发生了。

这之后又会有怎样的影响呢?

此前 Lighthouse 开源,曾一石激起千层浪,引发行业很大的反响。

“这是行业海啸”,翁冬冬曾在一次采访中对 VR 价值论如是说到。

一时间,所有人都开始心疼起 HTC。

“你需要弄清楚的是,开源和开放,不是一回事,外界夸大对 HTC 的影响了。” 来自 HTC Vive 的某高层,半官方地回应到。

而此次 HYPEREAL,这位一直被业内看作直接对标 HTC Vive 大黑马,宣布开源,所有人又将目光齐刷刷对准了 HTC,表示 “大写的心疼”。

这位来自 HTC 的高层,同样非正式地聊到自己的一些看法,“乱七八糟的设备会让消费者对行业失望的。”

而在问到 HTC 是否考虑开源时,回答则是,“3 年以后吧,看看有没有可能。”

一旦开源,最直接的一波受益者,将来自深圳的硬件厂商,也就是这位高层口中 “乱七八糟” 的设备。

自 2016 年年底,微软宣布将其 VR 产品开源后,深圳不少硬件厂商已开始蠢蠢欲动。

如今,又来一波开源,他们又有怎样的反应?

“这个我们还是挺有兴趣的,会考虑一下。” 来自深圳供应链的硬件厂商对此,并没有过多的兴奋。

“现在深圳做 VR 的,有些快支持不下去了,整个行业有点摇摇欲坠的。怎么说呢,牛肉如果不好卖,饲料再好也… 对吧…” 另一位来自供应链的厂商对 VR 价值论透露到。

此外,一旦开源,将面临更多的运维费用,而这将是烧钱的事,对此,HYPEREAL 又是怎么想的呢?

而它又将如何推广开源平台,以此说服更多的人来使用呢?

以下,为 VR 价值论与 HYPEREAL CEO 黄柴铭独家对话:

独家 QA

VR 价值论:开源背后的原因是什么?

黄柴铭:技术与公司战略目标不符合,HYPEREAL 希望为更多人提供 vr 产品,尽可能的降低使用门槛。

VR 价值论:开源后,会带来怎样的影响?

黄柴铭:对我们,HYPEREAL 是一家技术驱动的公司,有自己的技术积累,每一次蜕变,只会更好。

对其他人,除了 HYPEREAL,市面上有点门槛的 vr 技术都掌握在大公司手里,并且大公司都希望靠着技术红利来跑马圈地,HYPEREAL 的开源,希望更多的厂家和研发人员参与到该技术的生产和改进中来,加快技术的成熟速度和更快的降低成本。以此促进产业的发展。

VR 价值论:开源的直接打击对象是 HTC 吗?

黄柴铭:第一,我们有自己的战略和节奏,不太会关注别家。

第二,很多技术都有 Inhouse 方案和 Open Source 方案,VR 不仅仅是定位技术,仅仅靠一项技术,打击不了谁。

VR 价值论:开源后产品有什么变化?

黄柴铭:请关注我们不久以后的发布会

VR 价值论:为什么要选择在这个时间节点开源?

黄柴铭:其实之前就整理好了,只是一直太忙,没有更多时间。

VR 价值论:开源到什么程度呢?

黄柴铭:我们这次开源是 100% 的源代码公开,照着做就可以做出来。有不懂的地方,还可以到我们论坛上来问。

VR 价值论:怎么推广开源平台,怎么说服更多的人来用呢?

黄柴铭:我们提供的是全世界唯一一套 100% 开源的定位方案,我们相信会有很多开发者,爱好者想要使用和研究的。

VR 价值论:我们知道开源后,比较重要的是长期的维护,这是很烧钱的事,所以很想请教您,在之后的规划上,会怎么来做?

黄柴铭:我们会一直对社区和论坛进行技术支持,后面会应需求继续补充更多的技术文档或是开放更多的相关工具和技术。维护开发者社区会是我们公司战略性的工作方向之一。我们希望更多的开发者,爱好者,研究者参与进来,共同推进技术开发。

第三方技术解析

VR 价值论特别邀请到业内技术专家——ZVR 创始人郭伟,以第三方的姿态,从技术的角度,客观剖析对于此次开源所涉的专业技术方面的问题——《由 HYPEREAL 开源说起》。

“HYPEREAL 开源了”——这是 VR 从业者今天打开手机后收到最多的消息。笔者应 VR 价值论的邀请,在第一时间下载了 HYPEREAL 提供的两个文档和代码压缩包仔细拜读,将一些感想与大家交流。

首先,HYPEREAL 的开源给国内 VR 产品带来的绝对是正面影响,它证明了国内从事 VR 基础研发的公司并不孤单,这些公司正在用他们的研究成果反馈给整个 VR 行业,特别是对 VR 硬件创业公司来讲,能做到这点的少之又少。

细看整个开源文档,不难想起 HYPEREAL 在 2016 年首秀后遇到的风波,当时业内很多人质疑 HYPEREAL 不掌握核心技术,产品是山寨版 VIVE。

开源文档很好地解释和这个问题。

核心结构和算法与 VIVE 光塔基本一致,都是利用红外激光管经过光栅散射后在横纵方向扫描房间,利用单个光硅二极管接收到的横纵时差计算激光发射器发出的射线角度,再将多个光硅二极管做成刚体,通过解 PnP 问题得出刚体在空间中的位置和姿态,这套思路出自 VIVE 的工程师 Alan Yates(https://twitter.com/vk2zay)之手。

因此,笔者更愿相信 HYPEREAL 是借用了 VIVE 的思路而自己进行了实现,当然这个实现并不容易。

那么,既然 HYPEREAL 开源了光塔和追踪器工程,那么 DIY 一套这样的系统容易吗?

答案是不行。

HYPEREAL 开源的工程更多集中在原理阶段,而对实现光塔系统的工程层面并未提及太多。

作为兴趣,笔者曾较深入地研究过激光定位并做出了原型系统,正如大多数经典工程一样,激光定位原理很简洁(简单就是美),但魔鬼都在细节中,工程化工作会占到整个系统实现的 80%。

例如,使用双光塔定位会面临两个光塔间的速度锁定问题,即让两个光塔的四个电机按照给定时序严格交替工作,出现偏差便会导致测量结果错误,或者叫失锁,工程化的系统会通过特殊的电路和软件保证不失锁,而失锁的原因多样,在 HYPEREAL 的开源工程中对此提及甚少;

再比如,波纹散射片的加工精度和激光管功率选择问题都会导致发射出的线型光束不稳定或不均匀,这也会极大影响测量结果;

还比如,三相电机的型号选择和安装精度会导致光塔安装是否稳定,不稳定的光塔会出现测量误差、噪音增大甚至失锁。

所以光塔技术是一个 20% 在原理而 80% 在工程上的项目,开源仅是万里长征第一步,对有能力解决工程问题有能力调试的团队而言,原理其实并不是最关键问题,毕竟这已经是 Alan Yates 走过的路,而且 Alan 也很 Nice 的在自己 twitter 上公开了大部分内容,甚至包括最原始的运放电路。

既然如此,那为什么 HYPEREAL 还要开源呢?

回馈社区当然是重要理由,但对于公司来讲这也是商业策略的一部分。

在 2016 年 Chinajoy 首秀后,HYPEREAL 似乎没做出强有力的 PR 工作,在将近半年的质疑中,品牌已逐步被市场遗忘,开源是个很好的营销契机。

此外,开源有助于增加国际影响力,取得全球范围 VR 社区的关注,墙外开花墙内香已被很多 VR 公司成功使用。

再从光塔技术的价值上讲,本次开源的光塔技术已不具备由第三方产品化的价值,VIVE 已经设计了全新的光塔模块,将电机由两个变为一个,将机械部件的故障率减少了将近一倍且成本更低,斜向的激光扫描也更类似于光塔的祖先 iGPS,但是对算法和工程提出了更高要求,换句话讲,单纯从光塔上讲本次开源的是上代产品。

从经济学角度分析,光塔属于技术基础架构,而基础架构讲究的是规模经济,VIVE 凭借更高的市场占有率和更先进的技术可以让竞争对手生产类似产品无利可图,而 VIVE 也有意愿把光塔变为基础设施。

从科技发展的趋势上讲,未来的光塔技术需要同时解决成本问题、体积问题和大范围级联问题,而这些问题在本次开源工程中都没有提及,笔者的感觉更像是放出了一个被遗弃的婴儿。

说到技术,笔者还是想再分析一下 VR 定位技术的前世今生,毕竟行业对空间定位的需求已经到了一个关键转折点。

当桌面级 VR 产品出现后,人们很自然地产生出对全身交互的需求,而这种需求衍生出了站立级、房间级和仓库级的 VR 空间定位需求,交互对象也很自然地由单人交互变为多人交互。

最早人们希望通过惯性技术解决房间级以上的交互问题,但由于累计误差等原因,惯性交互无解。

此后很多实验室将 Out Side In 光学定位技术引入虚拟现实,最大的受益者是 Optitrack,诺亦腾的方案便使用了 Optitrack,此外青瞳也实现了 Out Side In 的主要功能,在行业早期存在红利,因此大家对成本不敏感,可时至今日 Out Side In 的成本问题成为制约大范围多人 VR 交互发展的最大问题,这种技术可以用在电影和科研中,但 VR 属于消费级产品,对成本敏感,Out Side In 高速摄像机成本高,定位解算需要集中服务器,扩展成本线性以上增加,很难支持无线空间无线人数,这些都证明这种方式并不适合 VR。

在解决问题过程中,又产生了 UWB 和射频,但精度低、漂移、模块体积等问题会影响 VR 体验,大家的思路又回到光学。光塔本质上是一种 In Side Out 方案,可以理解为是摄像机的反向过程,类似由物体成像并计算。

由于每个光塔追踪器自己计算自己的位置,所以多个玩家并行处理不会增加服务器负担,但激光遮挡和多个光塔协同工作是个大问题,这也是光塔迟迟做不到超大范围追踪的原因。更好的方案应该是基于计算机视觉的 In Side Out,可以通过自然图像特征和 Mark 点特征进行摄像机位姿解算,计算在摄像机的 SOC 中完成,国内有为数不多的公司在做相关产品,值得深度关注。

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