Hololens 全息影像世界

2015年1月22日,微软举办Windows 10预览版发布会,推出HoloLens全息眼镜,这是一款虚拟现实装置,为头戴式增强现实装置,可以完全独立使用,无需线缆连接、无需同步电脑或智能手机。

引用官方宣传视频(http://www.iqiyi.com/w_19rrrpi3zl.html)里面的一句话:

It was science fiction, Microsoft brings it into science fact.

HoloLens所实现的效果并不是微软一家的创新,他早已流传在种种科幻电影中,它是一个Oculus+Kinect+Jetson TK1集成起来的夹在鼻梁上的嵌入式怪物。脑补一下把Kinect带到头上的情景吧,微软做到了!

首先HoloLens是一个基于深度摄像头,高性能处理器和双屏幕显示的进阶版Glass,长下图这个样子,具体参见微软官网

HoloLens 全息眼镜

根据目前的信息,HoloLens 需要的技术支持包括三个部分:

  • 实时的三维计算

经过NVIDIA、Intel等公司的苦心经营,实时的双摄像头渲染已经很成熟。微软终于把这种技术推向了更广的领域。下图这种效果在也就是现在是游戏级别的水平。

HoloLens sw

  • 精准的姿态确定和位置确定

微软采用了基于深度识别的SLAM(实时定位与地图构建)技术。SLAM,就是通过传感器获取环境的有限信息,比如视觉信息、深度信息、自身的加速度和角速度等来确定自己的相对或者绝对位置,并完成对于地图的构建。SLAM的准确度对于最后的显示效果非常重要。

HoloLens slam

注意这张图,微软暗示进入一个房间之前要先进行扫描,这里明显是在用DeepCamera生成Point Cloud然后三角面片进行SLAM。可以说,HoloLens的核心难度是深度探测和相关的手势识别,所以HoloLens就是一个戴到了鼻梁上的Kinect。

为什么说SLAM对于HoloLens非常重要呢?因为只有实现了靠谱的SLAM,才能知道眼镜的空间坐标和相对于室内各种障碍物的位置,同时识别出各种室内摆件的形状,这是宣传片中人机交互的基础。

在视频中,主人公一直在走动,画面的稳定性很好,可以看到对于各个表面的贴合度已经达到了SLAM的程度。

HoloLens slam2

  • 图像识别技术

这三个技术在近些年成熟,促成了HoloLens 产品化。之前Google Glass的设想与此类似,Hololens把它推向了现实。

其实Hololens所实现的效果也不是新鲜货。早在冷战末期,武装直升机飞行员就通过头盔里面的信息来操作机枪所瞄准的方向。这两年我军也有装备。当年Su35的“回马枪”向后发射的导弹就是用尾椎雷达和头盔瞄准具实现的。

HoloLens tsb

更进一步,上图用到的也是类似的技术。

不过,根据技术分析,Hololens可能会遇到如下一系列困难:

第一,耗电量。计算视觉、SLAM,以及反过向进行虚三维拟现实,都是常耗费计算量的任务。Hololens是时势造英雄的产品,这种计算量在二十年前可是阿拉莫斯实验室用于核聚变模拟的计算量。现在只要耗电量跟的上,NVIDIA的Tegra K1还有Intel家的协处理器在嵌入式上飙计算量没问题。

第二,是在开放环境、欠光线环境的识别度问题。我对此持保守态度,得拿到产品再说。

第三,是定位精准度问题。这是老大难问题了。

HoloLens p

事实上,上图中这种配合将成为很长一段时间内的主流。

如果修的不是自来水管而是血管,看到的是通过B超技术实时扫描出来的人体内部,那么未来的医院会是怎么样的。如果显示的不是自来水管的manual,而是实时匹配无人机的爆炸视图,那么以后的工厂和DIY是怎么样的。

让人难以想象的是,这一切居然要成真了!

 

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