Razvoj Kinecta in resnični pomen Microsoftovih raziskav
Kazalo:
Da je Kinect pomemben za Microsoft, je skoraj resnica. Naprava za zajem Redmond daleč presega preprosto metodo nadzora njihove video igralne konzole in je postala pomemben element njihove strategije in referenca za številne njihove izdelke. Je pa tudi otipljiv vzorec tega, kar se lahko rodi iz kombinacije oddelka podjetja in laboratorija idej Microsoft Research.
Prvi Kinect je bil že primer tega. Tri leta pozneje je ta ista zveza omogočila, da se je naprava razvila do neslutenih meja, da je spremljala izdajo Xbox One.V vseh svojih razdelkih Kinect 2.0 predstavlja znatno izboljšavo v primerjavi s svojim predhodnikom in v tem tednu je Microsoft izkoristil priložnost, da pojasni, kako je bil del procesa razvoja pripomočkov. ki je na poti, da postane temeljni del interakcije med ljudmi in stroji.
Kinect 1.0
Ko je Microsoft predstavil Project Natal na E3 junija 2009, so mnogi v tem videli preprost odziv Redmonda na nedvomen uspeh, ki ga je Nintendo požel z Wii in njegovim nadzornim sistemom. Toda pod projektom z imenom brazilskega mesta se je skrival Kinect, naprava, ki se je izkazala za nedvomno prodajno uspešnico in sčasoma postala veliko več kot je bilo pričakovano.
Čeprav se je tehnologija za prvim Kinectom rodila iz razvoja programske opreme studia Rare in tehnologije zajema slike izraelskega podjetja PrimeSense, bo to kombinacija ekipa Xbox s preiskavami Microsoftove raziskave, ki omogoča doseganje trga
Naprava v obliki palice je uporabljala infrardeči projektor in kamero, ki je skenirala prizor in poslala informacije v mikročip, posebej pripravljen za zajemanje gibanja predmetov in ljudi v treh dimenzijah. Pridružila se jim je vrsta mikrofonov, ki so sposobni prepoznati uporabnikov glas. Vsi ti elementi skupaj so omogočali 3D zajem gibanja skupaj s prepoznavanjem obraza, kretenj in glasu.
Za tako nalogo specifikacije Kinecta niso bile nič posebnega. Kamera je imela ločljivost VGA in je privzeto delovala pri 640x480, čeprav je lahko delovala pri 1280x1024 slikovnih pik na račun nižje stopnje osveževanja. Vključen mikročip je opravil le del obdelave informacij, dobršen del naloge pa je prepustil sami konzoli.
Eden od ključev celotnega sistema je bil v programski opremi, ki jo je ustvaril Microsoft za razlago vseh informacij, ki jih zbirajo senzorji Kinect.Tukaj je Microsoft Research igral in še vedno igra pomembno vlogo, preiskuje najrazličnejše uporabe Kinecta in sodeluje pri SDK-ju, ki ga je Microsoft dal na voljo na spletu od leta 2011 tako da ga vsak razvijalec integrira v svoje izdelke ali storitve.
Kinect 2.0
Velika razlika med novim Kinectom in njegovim predhodnikom je v novi glavni kameri. Druga generacija naprave za zajem gibanja vključuje visoko ločljivo kamero za merjenje časa leta (TOF), ki omogoča prihajajočemu Xbox One Kinect, da zajame več podrobnosti z visoka natančnost in večja ločljivost. Nov način globine, ki ga ponuja ta kamera TOF, vam omogoča reprodukcijo prizora s trikrat večjo natančnostjo kot prvi Kinect.
To ni edina prednost uporabe tovrstne kamere.Z njo je doseženo tudi 60% večje vidno polje, kar omogoča večjo registracijo in omogoča registracijo več oseb hkrati in na krajši razdalji od naprave. Z novo konzolo se lahko na odru pojavi do 6 oseb, ki prepoznajo in razločijo vse njihove gibe. To je pomemben napredek v primerjavi s predhodnikom, ki je bil sposoben zabeležiti le gibanje 2.
Druga velika sprememba v novi generaciji Kinecta prihaja iz roke novega infrardečega senzorja, ki uspe prepoznati predmete in ljudi v zelo slabih svetlobnih pogojih. Senzor je zdaj tako močan, da lahko prepozna predmete v popolnoma temnem prostoru. Natančnost je tolikšna, da lahko prepozna ljudi in registrira telesa tudi brez svetlobe, vidne človeškemu očesu. Pri šibki svetlobi prepozna položaj roke do štirih metrov stran in natančno loči vsakega od prstov.
Kinect 2.0 razlikuje celotno okostje uporabnika, orientacijo njegovih udov, mišic telesa in celo utrip njegovega srca.
Kombinacija novih elementov omogoča snemanje ne le uporabnikove silhuete, ampak tudi razlikovanje njihovega celotnega okostja, orientacije okončin, mišic telesa s silo in porazdelitvijo teže in celo srčni utrip. Močno je izboljšano tudi prepoznavanje obraza, ki zazna tudi najmanjšo podrobnost in kretnjo ter omogoča natančnejšo identifikacijo. Če želite razumeti, kaj vse to pomeni, si oglejte naslednji video.
Vsa ta nova tehnologija ima tudi izboljšavo v procesorju Kinect, ki mu omogoča, da se spopade z ogromno količino informacij, ki jih pridobijo vsi novi senzorji. Naprava zbere do 2 gigabita podatkov na sekundo za branje okoljaVse te informacije je treba hitro obdelati in interpretirati, zato je bila potrebna očitna izboljšava specifikacij stroja.
Toda menjava komponent ni bila dovolj. Zmogljiv skener, v katerega je postal Kinect, zahteva programsko opremo, ki je sposobna interpretirati vse, kar vidi, in za to je bilo treba izvesti pomemben razvoj kode, ki ga poganja. Tukaj so izkušnje in znanje Microsoft Research postale pomembnejše kot kdaj koli prej, saj pomagajo ekipi Xbox, kjer se pojavijo težave, in pravočasno zagotavljajo prave rešitve. hitro in učinkovito. Kinect 2.0 je tako postal produkt sodelovanja, katerega zgodovina dokazuje potencial, ki ga Microsoft skriva v svojem laboratoriju idej.
Proces evolucije
Evolucija Kinecta je zgodba o tem, kako je skupina inženirjev poskušala prenesti TOF kamero na Xbox One.Te vrste kamer oddajajo svetlobne signale, ki se odbijajo od predmetov in se zberejo nazaj z merjenjem časa, ki je potreben za prepotovanje razdalje. Za njihovo pravilno delovanje in razlikovanje odsevov od predmetov v prostoru in njihovega okolja je potrebna natančnost do 1/10 milijarde sekund. Takšna raven natančnosti je edini način za zagotavljanje dovolj informacij, ki omogočajo ustrezen izračun oblik in obrisov predmetov.
Sliši se zapleteno in težava je v tem, da je doseganje teh ravni s potrošniškim izdelkom tako težko, kot se zdi. Med razvojnim procesom novega Kinecta je bilo treba obravnavati najrazličnejše težave, ki jih je bilo treba rešiti v omejenem času. Kinect 2.0 bi moral biti pripravljen za spremljanje izdaje Xbox One, predvidene za konec leta 2013.
V teh okoliščinah ima Microsoft asa v rokavu: Microsoft Research, vaš think tankEkipa, ki stoji za Kinectom, je uporabila ogromno znanja in tehničnih izkušenj članov Microsoftove raziskave za reševanje različnih težav, ki so se pojavljale z novo tehnologijo, integrirano v napravo. Tu so leta vlaganja v raziskave in razvoj začela obroditi sadove zahvaljujoč sodelovanju med različnimi oddelki podjetja.
Izziv ni bil lahek. Razlikovanje predmetov v ospredju od ozadja in zmanjšanje zamegljenosti fotoaparata je zastrašujoča naloga. Za prvo je bilo treba majhne predmete natančno izmeriti v vseh vrstah scenarijev in z vsemi vrstami svetlobnih pogojev. Treba je bilo delati, dokler ni bilo mogoče razlikovati prstov na rokah in preprečiti, da bi jih zamenjali z okoljem. Kot rezultat tega dela je novi Kinect sposoben zaznati predmete, velike le 2,5 centimetra, v primerjavi s 7,5 centimetri njegovega predhodnika. Težava z zamegljenostjo je zahtevala nekaj več dela in optimizacije programske opreme, toda sčasoma je Microsoftovim inženirjem uspelo zmanjšati zameglitev gibanja s 65 milisekund pri prvotnem Kinectu na 14 milisekund pri njegovem nasledniku.
Vse te naloge zahtevajo obdelavo ogromne količine informacij. Podatki, ki jih zajemajo kamere Kinect, so na podlagi pikslov, kar pomeni, da vsaka od 220.000 slikovnih pik, ki jih podpira senzor Kinect, zbira podatke neodvisnoK temu moramo dodati še veliko več informacij, ki jih zbirajo ostali senzorji. Zapleteno vprašanje je prepoznati in razložiti vse te informacije, ločiti elemente in globino, na kateri so najdeni, ter odstraniti šum iz slike.
S Kinectom mora Xbox One obdelati 6,5 milijona slikovnih pik na sekundo
"Xbox One mora obdelati 6,5 milijona slikovnih pik na sekundo in le majhen del računalniške moči konzole je mogoče nameniti nalogi tolmačenja informacij, saj mora biti večina moči rezervirana za igre, okostje sledenje ali prepoznavanje obraza ali zvoka. Na slikovno piko je bilo potrebno zelo malo računanja, kar je zahtevalo čiščenje>Brez neprecenljive pomoči Microsoft Research ekipa Kinect nikoli ne bi pravočasno dosegla svojega cilja"
Dejanski pomen Microsoft Research
Skupno delo ekipe Kinect z ljudmi pri Microsoft Research ni bilo zgolj posvetovalno razmerje. Microsoftovi raziskovalci so prevzeli veliko dela in zgradili celotno infrastrukturo in programsko opremo za reševanje težav, povezanih z razvojem naprave. Znanje obeh ekip na svojih področjih je omogočilo hitrejše napredovanje kot ločeno.
Ključna je bila hitrost, s katero so se integrirali, in sposobnost zagotavljanja rešitev v kratkem času. Vendar vse to delo ni omejeno na prodajo izdelka. Dodatna prednost je, da so napredki Redmondovih inženirjev na voljo razvijalcem, kar omogoča več načinov pogleda za delo in veliko čistejše podatke.
Kinect razkriva ves potencial, ki ga skriva Microsoft kot podjetje in se razkrije, ko njegovi oddelki delujejo integrirano.Več raziskovalcev Microsoft Research je bilo aktivnih pri razvoju Kinect 2.0 in delajo na projektu, ki bo imel takojšen vpliv na trg. Za tiste med nami, ki smo zahtevali večjo udeležbo Microsoft Research v izdelkih Redmond, je to dobra novica.
Kinect je tudi otipljiv dokaz, da je Microsoft Research veliko več kot le laboratorij idej, je temeljni kapital za prihodnost Microsofta .
Via | Uradni Microsoftov blog | TechCrunch
