Еволюцията на Kinect и истинското значение на Microsoft Research
Съдържание:
Това, че Kinect е важен за Microsoft, е почти истинска истина. Устройството за улавяне на Redmond отива далеч отвъд простия метод за контролиране на тяхната конзола за видеоигри и се превърна във важен елемент от тяхната стратегия и референция за много от техните продукти. Но също така е осезаема извадка от това, което може да се роди от комбинацията на фирмен отдел с лабораторията за идеи на Microsoft Research.
Първият Kinect вече беше пример за това. Три години по-късно същият съюз е този, който позволи на устройството да се развие до неподозирани граници, за да придружи пускането на Xbox One.Във всички свои раздели Kinect 2.0 представлява значително подобрение спрямо предшественика си и през тази седмица Microsoft се възползва от възможността да обясни как е бил част от процеса на разработка на притурки който е на път да се превърне във фундаментална част от взаимодействието между хората и машините.
Kinect 1.0
Когато Microsoft представи Project Natal на E3 през юни 2009 г., мнозина видяха в него прост отговор от Редмънд на несъмнения успех, който Nintendo жъне с Wii и неговата система за управление. Но под този проект с името на бразилски град се криеше Kinect, устройство, което се оказа безспорен бестселър и с течение на времето се превърна в много повече от очакваното.
Въпреки че технологията зад първия Kinect е родена от софтуерните разработки на студиото Rare и технологията за заснемане на изображения на израелската компания PrimeSense, тя ще бъде комбинацията от екипът на Xbox с разследванията на Microsoft Research, което прави възможно достигането до пазара
Устройството с формата на пръчка използва инфрачервен проектор и камера, които сканират сцената и изпращат информацията до микрочип, специално подготвен да улови движението на обекти и хора в три измерения. Към тях се присъедини редица микрофони, способни да разпознават гласа на потребителя. Всички тези елементи заедно позволиха 3D улавяне на движение заедно с разпознаване на лица, жестове и глас.
За такава задача спецификациите на Kinect не бяха нищо особено. Камерата имаше VGA резолюция и работеше на 640x480 по подразбиране, въпреки че можеше да работи на 1280x1024 пиксела с цената на по-ниска честота на опресняване. Включеният микрочип извърши само част от работата по обработката на информацията, оставяйки голяма част от задачата на самата конзола.
Един от ключовете за цялата система се намираше в софтуера, създаден от Microsoft за интерпретиране на цялата информация, събрана от сензорите Kinect.Това е мястото, където Microsoft Research изигра и продължава да играе важна роля, проучвайки най-разнообразните употреби на Kinect и сътрудничейки върху SDK, който Microsoft предоставя онлайн от 2011 г. така че всеки разработчик да го интегрира в своите продукти или услуги.
Kinect 2.0
Голямата разлика между новия Kinect и неговия предшественик се крие в новата основна камера. Второто поколение на устройството за улавяне на движение включва камера с висока разделителна способност за време на полет (TOF), която позволява на предстоящия Xbox One Kinect да улавя повече детайли с висока точност и по-висока разделителна способност. Новият режим на дълбочина, предоставен от тази TOF камера, ви позволява да възпроизвеждате сцена с три пъти по-голяма прецизност от първия Kinect.
Това не е единственото предимство на използването на този тип камера.С него се постига и 60% по-голямо зрително поле, което позволява регистриране на по-голямо пространство и дава възможност за регистриране на повече хора едновременно и на по-малко разстояние от устройството. С новата конзола на сцената могат да излязат до 6 души, като разпознавате и различавате всичките им движения. Това е значителен напредък спрямо своя предшественик, който беше в състояние да запише движението само на 2.
Втората голяма промяна в новото поколение на Kinect идва от ръката на нов инфрачервен сензор, който успява да разпознава обекти и хора при много слаба светлина. Сензорът вече е толкова мощен, че може да идентифицира предмети в напълно тъмна стая. Прецизността е такава, че може да разпознава хора и да регистрира тела дори без видима за човешкото око светлина. При слаба светлина той разпознава позата на ръката на разстояние до четири метра, разграничавайки всеки от пръстите с прецизност.
Kinect 2.0 разграничава пълния скелет на потребителя, ориентацията на неговите крайници, мускулите на тялото и дори ударите на сърцето му.
Комбинацията от новите елементи дава възможност да се запише не само силуетът на потребителя, но и да се разграничи целият му скелет, ориентацията на крайниците му, мускулите на тялото със силата и разпределението на тежестта упражнявано върху тях и дори сърдечния ритъм. Разпознаването на лица също е значително подобрено, засича дори най-малкия детайл и жест и позволява по-прецизна идентификация. За да добиете представа какво означава всичко това, просто погледнете следното видео.
Цялата тази нова технология има и подобрение в процесора Kinect, което му позволява да се справя с огромното количество информация, което получават всички нови сензори. До 2 гигабита данни в секунда се събират от устройството за четене на средатаЦялата тази информация трябва да бъде обработена и интерпретирана бързо и за това е необходимо очевидно подобрение в спецификациите на машината.
Но смяната на компонентите не е достатъчна. Мощният скенер, в който се превърна Kinect, изисква софтуер, способен да интерпретира всичко, което вижда, и за това беше необходимо да се извърши важна еволюция в кода, който го изпълнява. Тук опитът и знанията на Microsoft Research станаха по-важни от всякога, помагайки на екипа на Xbox при възникване на проблеми и предоставяйки правилните решения навреме. бързо и ефективно. Така Kinect 2.0 стана продукт на сътрудничество, чиято история демонстрира потенциала, който Microsoft крие в своята лаборатория от идеи.
Процесът на еволюцията
The Evolution of Kinect е историята за това как екип от инженери се опитват да внедрят TOF камера в Xbox One.Тези типове камери излъчват светлинни сигнали, които се отразяват от обекти и се събират обратно чрез измерване на времето, необходимо за изминаване на разстоянието. За да работят правилно, разграничавайки отраженията от обектите в помещението и от околната среда, е необходима точност до 1/10 милиарда секунди. Подобно ниво на точност е единственият начин да се предостави достатъчно информация, която да позволи формите и контурите на обектите да бъдат адекватно изчислени.
Звучи сложно и проблемът е, че достигането на тези нива с потребителски продукт е толкова трудно, колкото изглежда. По време на процеса на разработка на новия Kinect трябваше да се справят с всякакви проблеми, които трябваше да бъдат разрешени за ограничено време. Kinect 2.0 трябва да е готов да придружава пускането на Xbox One, планирано за края на 2013 г.
Именно при тези обстоятелства Microsoft има асо в ръкава си: Microsoft Research, вашият мозъчен тръстЕкипът зад Kinect използва огромните знания и технически опит на членовете на Microsoft Research, за да разреши различните проблеми, които възникват с новата технология, интегрирана в устройството. Това е мястото, където годините на инвестиции в научноизследователска и развойна дейност започнаха да дават плодове благодарение на сътрудничеството между различните отдели на компанията.
Предизвикателството не беше лесно. Разграничаването на обектите на преден план от фона и минимизирането на замъгляването на камерата е трудна задача. За първи път малките обекти трябваше да бъдат точно измерени при всякакви сценарии и при всякакви светлинни условия. Трябваше да се работи, докато стане възможно да се разграничат пръстите на ръцете, като се предотврати объркването им с околната среда. В резултат на тази работа новият Kinect е в състояние да открива обекти с размери до 2,5 сантиметра, в сравнение със 7,5 сантиметра на своя предшественик. Проблемът със замъгляването изисква още малко работа и софтуерна оптимизация, но с течение на времето инженерите на Microsoft успяха да намалят замъгляването при движение от 65 милисекунди на оригиналния Kinect до 14 милисекунди на неговия наследник.
Всички тези задачи изискват обработка на огромно количество информация. Данните, заснети от камерите Kinect, са на база пиксел, което означава, че всеки от 220 000 пиксела, поддържани от сензора Kinect, събира данни независимоКъм това трябва да добавим много повече информация, събрана от останалите сензори. Сложният проблем е да успееш да идентифицираш и интерпретираш цялата тази информация, да разделиш елементите и дълбочината, на която се намират, и да елиминираш шума от изображението.
С Kinect Xbox One трябва да обработва 6,5 милиона пиксела в секунда
"Xbox One трябва да обработва 6,5 милиона пиксела в секунда и само малка част от изчислителната мощност на конзолата може да бъде посветена на задачата за интерпретиране на информацията, тъй като най-голямата мощност трябва да бъде запазена за игри, скелетни проследяване или лицево или аудио разпознаване. Необходими бяха много малко изчисления на пиксел, което изискваше почистване>Без безценната помощ на Microsoft Research, екипът на Kinect никога не би постигнал целта си навреме"
Ефективното значение на Microsoft Research
Комбинираната работа на екипа на Kinect с хората от Microsoft Research не е била чисто консултативна връзка. Изследователите на Microsoft поеха голяма част от работата и изградиха цяла инфраструктура и софтуер за решаване на проблемите, свързани с еволюцията на устройството. Познанията на двата отбора в съответните им области позволиха да напреднат по-бързо, отколкото поотделно.
Ключът беше скоростта, с която се интегрираха, и способността да предоставят решения за кратък период от време. Но цялата тази работа не се ограничава до пускането на продукт за продажба. Допълнителният бонус е, че подобренията, направени от инженерите на Redmond, са достъпни за разработчиците, позволявайки повече режими на изглед за работа и много по-чисти данни.
Kinect разкрива целия потенциал, който Microsoft крие като компания и който се разкрива, когато нейните отдели работят по интегриран начин.Множество изследователи на Microsoft Research са участвали активно в разработването на Kinect 2.0, работейки по проект, който ще има незабавно въздействие върху пазара. За тези от нас, които настояваха за по-голямо участие на Microsoft Research в продуктите на Redmond, това е добра новина.
Kinect е и осезаема демонстрация, че Microsoft Research е много повече от лаборатория на идеи, той е основен капитал за бъдещето на Microsoft .
През | Официалният блог на Microsoft | TechCrunch
