Vývoj Kinectu a skutočný význam výskumu spoločnosti Microsoft
Obsah:
To, že Kinect je pre Microsoft dôležitý, je takmer pravda. Redmondské snímacie zariadenie ďaleko presahuje jednoduchý spôsob ovládania ich videohernej konzoly a stalo sa dôležitým prvkom ich stratégie a referenciou pre mnohé z ich produktov. Je to však aj hmatateľná ukážka toho, čo sa môže zrodiť zo spojenia oddelenia spoločnosti s laboratóriom nápadov Microsoft Research.
Prvý Kinect bol toho príkladom. O tri roky neskôr je to tá istá únia, ktorá umožnila zariadeniu vyvinúť sa na netušené limity, aby sprevádzala vydanie Xbox One.Vo všetkých svojich sekciách Kinect 2.0 predstavuje výrazné zlepšenie oproti svojmu predchodcovi a počas tohto týždňa Microsoft využil príležitosť vysvetliť, ako bol súčasťou procesu vývoja gadgetov ktorá je na ceste stať sa základnou súčasťou interakcie medzi ľuďmi a strojmi.
Kinect 1.0
Keď Microsoft predstavil Project Natal na E3 v júni 2009, mnohí v ňom videli jednoduchú reakciu Redmondu na nepochybný úspech, ktorý Nintendo žne s Wii a jej riadiacim systémom. Ale pod týmto projektom s názvom brazílskeho mesta sa skrýval Kinect, zariadenie, ktoré sa ukázalo byť nespochybniteľným bestsellerom a časom sa stalo oveľa viac, ako sa očakávalo.
Hoci sa technológia za prvým Kinectom zrodila zo softvérového vývoja štúdia Rare a technológie snímania obrazu izraelskej spoločnosti PrimeSense, bude to kombinácia tím Xbox s prieskumami spoločnosti Microsoft Research, ktoré umožňujú dostať sa na trh
Zariadenie v tvare tyče využívalo infračervený projektor a kameru, ktorá snímala scénu a odosielala informácie do mikročipu špeciálne pripraveného na zachytávanie pohybu predmetov a ľudí v troch rozmeroch. K nim sa pripájal rad mikrofónov schopných rozpoznať hlas používateľa. Všetky tieto prvky spolu umožnili 3D snímanie pohybu spolu s rozpoznávaním tváre, gest a hlasu.
Pre takúto úlohu neboli špecifikácie Kinectu ničím výnimočným. Kamera mala rozlíšenie VGA a štandardne pracovala s rozlíšením 640 x 480, aj keď bola schopná pracovať s rozlíšením 1 280 x 1 024 pixelov za cenu nižšej obnovovacej frekvencie. Zahrnutý mikročip vykonal iba časť práce pri spracovaní informácií, pričom veľkú časť úlohy ponechal na samotnú konzolu.
Jedným z kľúčov k celému systému bol softvér vytvorený spoločnosťou Microsoft na interpretáciu všetkých informácií zhromaždených senzormi Kinect.Tu hral a stále zohráva dôležitú úlohu Microsoft Research, skúmal najrozmanitejšie možnosti využitia Kinectu a spolupracoval na súprave SDK, ktorú spoločnosť Microsoft sprístupnila online od roku 2011. aby ho každý vývojár integroval do svojich produktov alebo služieb.
Kinect 2.0
Veľký rozdiel medzi novým Kinectom a jeho predchodcom spočíva v novom hlavnom fotoaparáte. Druhá generácia zariadenia na snímanie pohybu zahŕňa kameru s vysokým rozlíšením času letu (TOF), ktorá umožňuje pripravovanému konzole Xbox One Kinect zachytiť viac detailov pomocou vysoká presnosť a vyššie rozlíšenie. Nový režim hĺbky, ktorý poskytuje táto kamera TOF, vám umožňuje reprodukovať scénu s trikrát vernejšou reprodukciou než prvý Kinect.
Toto nie je jediná výhoda používania tohto typu fotoaparátu.S ním sa dosahuje aj o 60 % väčšie zorné pole, čo umožňuje registráciu väčšieho priestoru a umožňuje registráciu viacerých osôb súčasne a v kratšej vzdialenosti od zariadenia. S novou konzolou sa na pódiu môže objaviť až 6 ľudí, ktorí rozpoznávajú a rozlišujú všetky ich pohyby. Je to významný pokrok oproti svojmu predchodcovi, ktorý bol schopný zaznamenať pohyb iba 2.
Druhá veľká zmena v novej generácii Kinectu pochádza z rúk nového infračerveného senzora, ktorý dokáže rozpoznať predmety a ľudí vo veľmi zlých svetelných podmienkach. Senzor je teraz taký výkonný, že dokáže identifikovať predmety v úplne tmavej miestnosti. Presnosť je taká, že dokáže rozpoznať ľudí a registrovať telá aj bez akéhokoľvek svetla viditeľného ľudským okom. Pri slabom osvetlení rozpozná polohu ruky až do vzdialenosti štyroch metrov, pričom presne rozlišuje každý z prstov.
Kinect 2.0 rozlišuje kompletnú kostru používateľa, orientáciu jeho končatín, svaly tela a dokonca aj tlkot srdca.
Kombinácia nových prvkov umožňuje zaznamenať nielen siluetu užívateľa, ale aj rozlíšiť jeho kompletnú kostru, orientáciu končatín, svalstvo tela s rozložením sily a hmotnosti a dokonca aj tlkot srdca. Výrazne vylepšené je aj rozpoznávanie tváre, ktoré rozpozná aj ten najmenší detail a gesto a umožní presnejšiu identifikáciu. Ak chcete získať predstavu o tom, čo to všetko znamená, pozrite si nasledujúce video.
Všetka táto nová technológia má tiež vylepšený procesor Kinect, ktorý mu umožňuje vyrovnať sa s obrovským množstvom informácií, ktoré všetky nové senzory získavajú. Zariadenie zhromažďuje až 2 gigabity dát za sekundu na čítanie prostrediaVšetky tieto informácie musia byť rýchlo spracované a interpretované, a preto je nevyhnutné evidentné zlepšenie špecifikácií stroja.
Výmena komponentov však nestačila. Výkonný skener, ktorým sa Kinect stal, vyžaduje softvér schopný interpretovať všetko, čo vidí, a preto bolo potrebné vykonať dôležitú evolúciu v kóde, ktorý ho spúšťa. Tu sú skúsenosti a znalosti Microsoft Research dôležitejšie než kedykoľvek predtým, pretože pomáhajú tímu Xbox tam, kde sa vyskytli problémy, a včas poskytujú správne riešenia. rýchle a efektívne. Kinect 2.0 sa tak stal produktom spolupráce, ktorej história dokazuje potenciál, ktorý Microsoft skrýva vo svojom laboratóriu nápadov.
Proces evolúcie
The Evolution of Kinect je príbeh o tom, ako sa tím inžinierov pokúsil priniesť TOF kameru na Xbox One.Tieto typy kamier vyžarujú svetelné signály, ktoré sa odrážajú od predmetov a zbierajú sa späť meraním času potrebného na prejdenie vzdialenosti. Na to, aby správne fungovali, rozlišovali odrazy od predmetov v miestnosti a od ich okolia, je potrebná presnosť až 1/10 miliardy sekúnd. Takáto úroveň presnosti je jediný spôsob, ako poskytnúť dostatok informácií, aby bolo možné primerane vypočítať tvary a obrysy objektov.
Znie to komplikovane a problém je v tom, že dosiahnuť tieto úrovne pomocou spotrebného produktu je také ťažké, ako sa zdá. Počas procesu vývoja nového Kinectu sa museli vysporiadať so všetkými druhmi problémov, ktoré bolo potrebné vyriešiť v obmedzenom čase. Kinect 2.0 by mal byť pripravený na vydanie konzoly Xbox One, naplánované na koniec roka 2013.
Za týchto okolností má Microsoft eso v rukáve: Microsoft Research, váš think tankTím stojaci za Kinectom využil rozsiahle znalosti a technické skúsenosti členov Microsoft Research na riešenie rôznych problémov, ktoré sa objavili s novou technológiou integrovanou do zariadenia. Tu začali roky investície do výskumu a vývoja prinášať ovocie vďaka spolupráci medzi rôznymi oddeleniami spoločnosti.
Výzva nebola jednoduchá. Rozlíšenie objektov v popredí od pozadia a minimalizácia rozmazania fotoaparátu je náročná úloha. Po prvé, malé objekty museli byť presne zmerané vo všetkých druhoch scenárov a pri všetkých druhoch svetelných podmienok. Bolo potrebné pracovať, kým nebolo možné rozlíšiť prsty na rukách, čím sa zabránilo ich zámene s prostredím. Výsledkom tejto práce nový Kinect je schopný detekovať objekty už od 2,5 centimetra v porovnaní so 7,5 centimetra jeho predchodcu. Problém s rozmazaním si vyžadoval viac práce a optimalizácie softvéru, ale postupom času sa inžinierom Microsoftu podarilo znížiť rozmazanie pohybu zo 65 milisekúnd na pôvodnom Kinecte na 14 milisekúnd na jeho nástupcovi.
Všetky tieto úlohy vyžadujú spracovanie obrovského množstva informácií. Údaje zachytené kamerami Kinect sú na báze po pixeloch, čo znamená, že každý z 220 000 pixelov podporovaných snímačom Kinect zhromažďuje údaje nezávisleK tomu musíme pridať oveľa viac informácií zhromaždených zvyškom senzorov. Zložitým problémom je identifikovať a interpretovať všetky tieto informácie, oddeliť prvky a hĺbku, v ktorej sa nachádzajú, a odstrániť šum z obrazu.
S Kinectom potrebuje Xbox One spracovať 6,5 milióna pixelov za sekundu
"Xbox One potrebuje spracovať 6,5 milióna pixelov za sekundu a iba malá časť výpočtového výkonu konzoly môže byť venovaná úlohe interpretácie informácií, pretože väčšina energie musí byť vyhradená pre hranie sledovanie, alebo rozpoznávanie tváre či zvuku. Na jeden pixel bolo potrebné veľmi málo výpočtov, čo si vyžadovalo čistenie>Bez neoceniteľnej pomoci spoločnosti Microsoft Research by tím Kinect nikdy nedosiahol svoj cieľ včas"
Účinný význam výskumu spoločnosti Microsoft
Spoločná práca tímu Kinect s ľuďmi z Microsoft Research nebola čisto konzultačným vzťahom. Výskumníci spoločnosti Microsoft prevzali veľa práce a vybudovali celú infraštruktúru a softvér na vyriešenie problémov spojených s vývojom zariadenia. Znalosti dvoch tímov v ich príslušných oblastiach umožnili napredovať rýchlejšie než samostatne.
Kľúčová bola rýchlosť, s akou sa integrovali, a schopnosť poskytovať riešenia v krátkom čase. Všetka táto práca sa však neobmedzuje len na uvedenie produktu na predaj. Ďalšou výhodou je, že vývojári majú k dispozícii vylepšenia vykonané inžiniermi z Redmondu, čo umožňuje prácu s viacerými režimami zobrazenia a oveľa čistejšie údaje.
Kinect odhaľuje všetok potenciál, ktorý Microsoft ako spoločnosť skrýva a ktorý sa odhalí, keď jeho oddelenia fungujú integrovane.Na vývoji Kinectu 2.0 bolo aktívnych viacero výskumníkov spoločnosti Microsoft Research, ktorí pracovali na projekte, ktorý bude mať okamžitý vplyv na trh. Pre tých z nás, ktorí požadujú väčšiu účasť Microsoft Research na produktoch Redmond, je to dobrá správa.
Kinect je tiež hmatateľnou ukážkou toho, že Microsoft Research je oveľa viac ako len laboratórium nápadov, je to základný kapitál pre budúcnosť Microsoft .
Via | Oficiálny blog spoločnosti Microsoft | TechCrunch
