Vývoj Kinectu a skutečný význam výzkumu společnosti Microsoft
Obsah:
To, že Kinect je pro Microsoft důležitý, je téměř pravda. Redmondské snímací zařízení daleko přesahuje jednoduchý způsob ovládání jejich videoherní konzole a stalo se důležitým prvkem jejich strategie a referencí pro mnoho jejich produktů. Ale je to také hmatatelný vzorek toho, co se může zrodit spojením firemního oddělení s laboratoří nápadů Microsoft Research.
První Kinect byl toho příkladem. O tři roky později je to stejné spojení, které umožnilo zařízení vyvinout se k netušeným limitům, aby doprovázelo vydání Xbox One.Ve všech svých sekcích Kinect 2.0 představuje významné zlepšení oproti svému předchůdci a během tohoto týdne Microsoft využil příležitosti vysvětlit, jak byl součástí procesu vývoje gadgetů. která je na cestě stát se základní součástí interakce mezi lidmi a stroji.
Kinect 1.0
Když Microsoft představil Project Natal na E3 v červnu 2009, mnozí v tom viděli jednoduchou reakci Redmondu na nepochybný úspěch, který Nintendo s Wii a jeho ovládacím systémem sklízí. Ale pod tím projektem s názvem brazilského města se skrýval Kinect, zařízení, které se ukázalo být nesporným bestsellerem a postupem času se stalo hodně více, než se očekávalo.
Ačkoli se technologie za prvním Kinectem zrodila z vývoje softwaru studia Rare a technologie snímání obrazu izraelské společnosti PrimeSense, bude kombinací tým Xbox s průzkumy společnosti Microsoft Research, které umožňují oslovit trh
Zařízení ve tvaru tyče využívalo infračervený projektor a kameru, která snímala scénu a odeslala informace do mikročipu speciálně připraveného k zachycení pohybu objektů a lidí ve třech rozměrech. K nim se připojila řada mikrofonů schopných rozpoznat hlas uživatele. Všechny tyto prvky dohromady umožňovaly 3D snímání pohybu spolu s rozpoznáváním obličeje, gest a hlasu.
Pro takový úkol nebyly specifikace Kinectu ničím výjimečným. Kamera měla rozlišení VGA a ve výchozím nastavení pracovala v rozlišení 640 x 480, i když byla schopna pracovat s rozlišením 1280 x 1024 pixelů za cenu nižší obnovovací frekvence. Přiložený mikročip provedl pouze část práce při zpracování informací a velkou část úkolu ponechal na samotné konzoli.
Jedním z klíčů celého systému je software vytvořený společností Microsoft pro interpretaci všech informací shromážděných senzory Kinect.Zde sehrál Výzkum společnosti Microsoft a nadále hraje důležitou roli, zkoumá nejrozmanitější využití Kinectu a spolupracuje na SDK, které Microsoft zpřístupňuje online od roku 2011 takže jej každý vývojář integruje do svých produktů nebo služeb.
Kinect 2.0
Velký rozdíl mezi novým Kinectem a jeho předchůdcem spočívá v novém hlavním fotoaparátu. Druhá generace zařízení pro snímání pohybu obsahuje kameru s vysokým rozlišením doby letu (TOF), která umožňuje nadcházejícímu Xbox One Kinect zachytit více detailů pomocí vysoká přesnost a vyšší rozlišení. Nový režim hloubky poskytovaný tímto fotoaparátem TOF vám umožňuje reprodukovat scénu s třikrát věrnější než první Kinect.
To není jediná výhoda použití tohoto typu fotoaparátu.S ním je také dosaženo o 60 % většího zorného pole, což umožňuje registraci většího prostoru a umožňuje registraci více osob současně a v kratší vzdálenosti od zařízení. S novou konzolí se na pódiu může objevit až 6 lidí, kteří rozpoznávají a rozlišují všechny jejich pohyby. Je to významný pokrok oproti svému předchůdci, který byl schopen zaznamenat pouze pohyb 2.
Druhá velká změna v nové generaci Kinectu pochází z rukou nového infračerveného senzoru, který dokáže rozpoznat předměty a lidi ve velmi špatných světelných podmínkách. Senzor je nyní tak výkonný, že dokáže identifikovat předměty ve zcela temné místnosti. Přesnost je taková, že dokáže rozpoznat lidi a registrovat těla i bez jakéhokoli světla viditelného lidským okem. Při slabém osvětlení rozpozná polohu ruky až na čtyři metry a přesně rozliší každý z prstů.
Kinect 2.0 rozlišuje kompletní kostru uživatele, orientaci jeho končetin, svaly těla a dokonce i tlukot srdce.
Kombinace nových prvků umožňuje zaznamenat nejen siluetu uživatele, ale také rozlišit jeho kompletní kostru, orientaci končetin, svaly těla s rozložením síly a hmotnosti vynaložil na ně, a dokonce i tlukot srdce. Výrazně vylepšeno je také rozpoznávání obličeje, které detekuje i ten nejmenší detail a gesto a umožňuje přesnější identifikaci. Abyste si udělali představu, co to všechno znamená, stačí se podívat na následující video.
Všechna tato nová technologie má také vylepšený procesor Kinect, který mu umožňuje vypořádat se s obrovským množstvím informací, které získávají všechny nové senzory. Zařízení shromažďuje až 2 gigabity dat za sekundu pro čtení prostředíVšechny tyto informace musí být rychle zpracovány a interpretovány, a proto bylo nutné zjevné zlepšení specifikací stroje.
Výměna součástí však nestačila. Výkonný skener, kterým se Kinect stal, vyžaduje software schopný interpretovat vše, co vidí, a proto bylo nutné provést důležitou evoluci v kódu, který jej spouští. Zde se zkušenosti a znalosti Microsoft Research staly důležitější než kdy jindy, protože pomáhají týmu Xbox tam, kde nastaly problémy, a včas poskytují správná řešení. rychlé a efektivní. Kinect 2.0 se tak stal produktem spolupráce, jejíž historie ukazuje potenciál, který Microsoft skrývá ve své laboratoři nápadů.
Proces evoluce
The Evolution of Kinect je příběh o tom, jak se tým inženýrů pokusil přinést kameru TOF na Xbox One.Tyto typy kamer vysílají světelné signály, které se odrážejí od objektů a jsou shromažďovány zpět měřením času, který je zapotřebí k překonání vzdálenosti. Aby správně fungovaly, rozlišovaly odrazy od objektů v místnosti a od jejich okolí, je nutná přesnost až 1/10 miliardy sekund. Taková úroveň přesnosti je jediný způsob, jak poskytnout dostatek informací, které umožní adekvátně vypočítat tvary a obrysy objektů.
Zní to složitě a problém je v tom, že dosažení těchto úrovní u spotřebního produktu je tak obtížné, jak se zdá. Během procesu vývoje nového Kinectu se musely vypořádat se všemi druhy problémů, které bylo nutné vyřešit v omezeném čase. Kinect 2.0 by měl být připraven doprovázet vydání Xbox One, plánované na konec roku 2013.
Za těchto okolností má Microsoft eso v rukávu: Microsoft Research, váš think tankTým stojící za Kinectem využil rozsáhlé znalosti a technické zkušenosti členů Microsoft Research k řešení různých problémů, které se objevily s novou technologií integrovanou do zařízení. To je místo, kde roky investic do výzkumu a vývoje začaly přinášet ovoce díky spolupráci mezi různými odděleními společnosti.
Výzva nebyla jednoduchá. Rozlišení objektů v popředí od pozadí a minimalizace rozmazání fotoaparátu je náročný úkol. Za prvé, malé objekty musely být přesně změřeny ve všech druzích scénářů a za všech druhů světelných podmínek. Bylo nutné pracovat tak dlouho, dokud nebylo možné rozlišit prsty na rukou a zabránit jejich záměně s okolím. Výsledkem této práce je nový Kinect je schopen detekovat objekty o velikosti pouhých 2,5 centimetru ve srovnání se 7,5 centimetry jeho předchůdce. Problém s rozmazáním si vyžádal více práce a optimalizace softwaru, ale postupem času byli inženýři Microsoftu schopni snížit rozmazání pohybu z 65 milisekund u původního Kinectu na 14 milisekund u jeho nástupce.
Všechny tyto úkoly vyžadují zpracování obrovského množství informací. Data zachycená kamerami Kinect jsou na bázi jednotlivých pixelů, což znamená, že každý z 220 000 pixelů podporovaných snímačem Kinect shromažďuje data nezávisleK tomu musíme přidat mnohem více informací shromážděných zbytkem senzorů. Složitým problémem je identifikovat a interpretovat všechny tyto informace, oddělit prvky a hloubku, ve které se nacházejí, a eliminovat šum z obrazu.
S Kinectem potřebuje Xbox One zpracovat 6,5 milionu pixelů za sekundu
"Xbox One potřebuje zpracovat 6,5 milionů pixelů za sekundu a pouze malá část výpočetního výkonu konzole může být věnována interpretaci informací, protože největší výkon musí být vyhrazen pro hraní her sledování nebo rozpoznávání obličeje nebo zvuku. Na jeden pixel bylo potřeba velmi málo výpočtů, což vyžaduje vyčištění>Bez neocenitelné pomoci společnosti Microsoft Research by tým Kinect nikdy nedosáhl svého cíle včas"
Efektivní význam výzkumu společnosti Microsoft
Společná práce týmu Kinect s lidmi z Microsoft Research nebyla čistě konzultativním vztahem. Výzkumníci společnosti Microsoft na sebe vzali spoustu práce a vybudovali celou infrastrukturu a software pro řešení problémů spojených s vývojem zařízení. Znalosti dvou týmů v jejich příslušných oblastech umožnily postupovat rychleji než samostatně.
Klíčová byla rychlost integrace a schopnost poskytovat řešení v krátkém čase. Ale veškerá tato práce není omezena na uvedení produktu na prodej. Přidaným bonusem je, že vývojáři jsou k dispozici pokroky provedené inženýry z Redmondu, což umožňuje práci s více režimy zobrazení a mnohem čistší data.
Kinect odhaluje veškerý potenciál, který Microsoft jako společnost skrývá a který se odhalí, když jeho oddělení pracují integrovaným způsobem.Na vývoji Kinectu 2.0 bylo aktivních několik výzkumných pracovníků společnosti Microsoft Research, kteří pracují na projektu, který bude mít okamžitý dopad na trh. Pro ty z nás, kteří požadovali větší účast Microsoft Research na produktech z Redmondu, je to dobrá zpráva.
Kinect je také hmatatelnou ukázkou toho, že Microsoft Research je mnohem víc než jen laboratoř nápadů, je to základní kapitál pro budoucnost Microsoftu .
Via | Oficiální blog společnosti Microsoft | TechCrunch
