Kinectin kehitys ja Microsoft Researchin todellinen merkitys
Sisällysluettelo:
Se, että Kinect on tärkeä Microsoftille, on melkein totta. Redmondin sieppauslaite menee paljon pidemmälle kuin yksinkertainen tapa ohjata heidän videopelikonsoliaan, ja siitä on tullut tärkeä osa heidän strategiaansa ja viittaus monille heidän tuotteilleen. Mutta se on myös konkreettinen esimerkki siitä, mitä yritysosaston ja Microsoft Researchin idealaboratorion yhdistämisestä voi syntyä.
Ensimmäinen Kinect oli jo esimerkki tästä. Kolme vuotta myöhemmin sama liitto on antanut laitteen kehittyä odottamattomiin rajoihin Xbox Onen julkaisun mukana.Kaikissa osissaan Kinect 2.0 edustaa merkittävää parannusta edeltäjäänsä, ja tämän viikon aikana Microsoft on käyttänyt tilaisuutta hyväkseen ja kertonut, kuinka se on ollut osa gadgetin kehitysprosessia joka on tulossa perustavanlaatuiseksi osaksi ihmisten ja koneiden välistä vuorovaikutusta.
Kinect 1.0
Kun Microsoft esitteli Project Natalin E3:ssa kesäkuussa 2009, monet näkivät siinä Redmondin yksinkertaisen vastauksen Nintendon kiistattomaan menestykseen Wiin ja sen ohjausjärjestelmän kanssa. Mutta tuon brasilialaisen kaupunginnimisen projektin alla piilotettiin Kinect, laite, joka osoittautui kiistattomaksi bestselleriks ja ajan mittaan on tullut paljon enemmän kuin odotettiin.
Vaikka ensimmäisen Kinectin taustalla oleva tekniikka syntyi Rare-studion ohjelmistokehityksestä ja israelilaisen PrimeSensen kuvankaappaustekniikasta, se on yhdistelmä Xbox-tiimi Microsoft Researchin tutkimusten kanssa, mikä mahdollistaa markkinoille pääsyn
Sauvan muotoisessa laitteessa käytettiin infrapunaprojektoria ja kameraa, jotka skannasivat kohtauksen ja lähettivät tiedot mikrosirulle, joka oli erityisesti valmistettu kuvaamaan esineiden ja ihmisten liikkeitä kolmiulotteisesti. Heihin liittyi rivi mikrofoneja, jotka pystyivät tunnistamaan käyttäjän äänen. Kaikki nämä elementit yhdessä mahdollistivat 3D-liikkeen kaappauksen sekä kasvojen, eleiden ja äänentunnistuksen.
Tällaiselle tehtävälle Kinectin tekniset tiedot eivät olleet mitään erityisiä. Kamerassa oli VGA-resoluutio ja se toimi oletusarvoisesti 640x480, vaikka se pystyi toimimaan 1280x1024 pikselillä pienemmän virkistystaajuuden kustannuksella. Mukana oleva mikrosiru suoritti vain osan tietojen käsittelystä, jolloin suuri osa tehtävästä jäi konsoliin itselleen.
Yksi koko järjestelmän avaimista oli Microsoftin luomassa ohjelmistossa, joka tulkitsi kaiken Kinect-anturien keräämän tiedon.Tässä Microsoft Researchilla oli ja on edelleen tärkeä rooli, kun se tutki Kinectin monipuolisimpia käyttötapoja ja teki yhteistyötä SDK:n parissa, jonka Microsoft on asettanut saataville verkossa vuodesta 2011 lähtien. jotta kuka tahansa kehittäjä integroi sen tuotteisiinsa tai palveluihinsa.
Kinect 2.0
Suuri ero uuden Kinectin ja sen edeltäjän välillä on uudessa pääkamerassa. Toisen sukupolven liikkeenkaappauslaite sisältää korkearesoluutioisen lennonaikakameran (TOF), jonka avulla tuleva Xbox One Kinect voi tallentaa enemmän yksityiskohtia korkea tarkkuus ja korkeampi resoluutio. Tämän TOF-kameran tarjoaman uuden syvyystilan avulla voit toistaa kohtauksen kolme kertaa tarkemmin kuin ensimmäinen Kinect.
Tämä ei ole tämäntyyppisen kameran ainoa etu.Sen avulla saavutetaan myös 60 % suurempi näkökenttä, mikä mahdollistaa suuremman tilan rekisteröinnin ja mahdollistaa useamman henkilön rekisteröinnin samanaikaisesti ja lyhyemmällä etäisyydellä laitteesta. Uuden konsolin avulla lavalla voi esiintyä jopa 6 henkilöä, jotka tunnistavat ja erottavat kaikki heidän liikkeensä. Se on merkittävä edistysaskel edeltäjäänsä verrattuna, joka pystyi tallentamaan vain 2. liikkeen
Toinen suuri muutos Kinectin uudessa sukupolvessa tulee uuden infrapunasensorinkäsistä, joka pystyy tunnistamaan esineitä ja ihmisiä erittäin heikossa valaistuksessa. Anturi on nyt niin tehokas, että se tunnistaa esineet täysin pimeässä huoneessa. Tarkkuus on sellainen, että se tunnistaa ihmisiä ja rekisteröi ruumiita jopa ilman ihmissilmälle näkyvää valoa. Hämärässä se tunnistaa käden asennon jopa neljän metrin päästä ja erottaa jokaisen sormen tarkasti.
Kinect 2.0 erottaa käyttäjän täydellisen luuston, raajojen suunnan, kehon lihakset ja jopa sydämen sykkeen.
Uusien elementtien yhdistelmä mahdollistaa paitsi käyttäjän siluetin tallentamisen, myös hänen täydellisen luurankonsa, raajojen suunnan, kehon lihaksien erottamisen voiman ja painon jakautumisen avulla rasittaa niitä ja jopa sydämenlyöntiä. Kasvojentunnistusta on myös parannettu huomattavasti, sillä se havaitsee pienimmätkin yksityiskohdat ja eleet ja mahdollistaa tarkemman tunnistamisen. Saadaksesi käsityksen siitä, mitä tämä kaikki tarkoittaa, katso vain seuraava video.
Tässä uudessa tekniikassa on myös parannus Kinect-prosessorissa, jonka avulla se pystyy käsittelemään v altavan määrän tietoa, jonka kaikki uudet anturit saavat. Jopa 2 gigabittiä dataa sekunnissa laite kerää ympäristön lukemista vartenKaikki nämä tiedot on käsiteltävä ja tulkittava nopeasti, ja tätä varten on tarvittu selvää parannusta koneen spesifikaatioihin.
Mutta komponenttien vaihtaminen ei ole riittänyt. Tehokas skanneri, josta Kinect on muodostunut, vaatii ohjelmiston, joka pystyy tulkitsemaan kaiken näkemänsä, ja tätä varten on ollut tarpeen tehdä tärkeä kehitys sitä suorittavassa koodissa. Tässä Microsoft Research:n kokemuksesta ja tiedosta on tullut entistä tärkeämpää, sillä se auttaa Xbox-tiimiä ongelmien ilmetessä ja tarjoaa oikeat ratkaisut oikeaan aikaan. nopea ja tehokas. Kinect 2.0:sta tuli näin yhteistyön tuote, jonka historia osoittaa Microsoftin idealaboratoriossaan piilevän potentiaalin.
Evoluutioprosessi
The Evolution of Kinect on tarina siitä, kuinka insinööritiimi yritti tuoda TOF-kameran Xbox Oneen.Tämäntyyppiset kamerat lähettävät valosignaaleja, jotka pomppaavat esineistä ja kerätään takaisin mittaamalla matkan kulkemiseen kuluvaa aikaa. Jotta ne toimisivat oikein ja erottavat heijastukset huoneessa olevista esineistä ja niiden ympäristöstä, tarvitaan jopa 1/10 miljardin sekunnin tarkkuus. Tällainen tarkkuus on ainoa tapa tarjota tarpeeksi tietoa, jotta objektien muodot ja ääriviivat voidaan laskea riittävästi.
Kuulostaa monimutkaiselta, ja ongelmana on, että tämän tason saavuttaminen kulutustuotteella on yhtä vaikeaa kuin miltä se näyttää. Uuden Kinectin kehitysprosessin aikana jouduttiin käsittelemään kaikenlaisia ongelmia, jotka piti ratkaista rajatussa ajassa. Kinect 2.0:n pitäisi olla valmis Xbox One -julkaisun mukana, joka on määrä julkaista vuoden 2013 lopulla.
Näissä olosuhteissa Microsoftilla on ässä hihassaan: Microsoft Research, sinun ajatushautomasiKinectin takana oleva tiimi käytti Microsoft Researchin jäsenten laajaa tietämystä ja teknistä kokemusta ratkaistakseen erilaisia ongelmia, joita laitteeseen integroidun uuden teknologian myötä ilmeni. Täällä vuosien tutkimus- ja kehityspanostukset alkoivat kantaa hedelmää yrityksen eri osastojen välisen yhteistyön ansiosta.
Haaste ei ollut helppo. Etualalla olevien kohteiden erottaminen taustasta ja kameran epäterävyyden minimoiminen on pelottava tehtävä. Ensinnäkin pienet esineet piti mitata tarkasti kaikenlaisissa skenaarioissa ja kaikissa valaistusolosuhteissa. Oli tarpeen työskennellä, kunnes oli mahdollista erottaa käsien sormet, jotta ne eivät sekoittuisi ympäristöön. Tämän työn tuloksena uusi Kinect pystyy havaitsemaan jopa 2,5 senttimetrin kokoisia esineitä verrattuna edeltäjänsä 7,5 senttimetriin. Sumennusongelma vaati lisää työtä ja ohjelmiston optimointia, mutta ajan mittaan Microsoftin insinöörit pystyivät vähentämään liikesumennusta alkuperäisen Kinectin 65 millisekunnista sen seuraajan 14 millisekuntiin.
Kaikki nämä tehtävät vaativat v altavan tiedon käsittelyn. Kinect-kameroiden tallentamat tiedot ovat pikselikohtaisia, mikä tarkoittaa, että Jokainen Kinect-sensorin tukemasta 220 000 pikselistä kerää tietoja itsenäisestiTähän on lisättävä paljon enemmän muiden antureiden keräämää tietoa. Monimutkainen ongelma on kaikkien näiden tietojen tunnistaminen ja tulkitseminen, elementtien erottaminen ja niiden löytymissyvyyden erottaminen sekä kohinan poistaminen kuvasta.
Kinectin avulla Xbox Onen täytyy käsitellä 6,5 miljoonaa pikseliä sekunnissa
"Xbox One tarvitsee käsitellä 6,5 miljoonaa pikseliä sekunnissa, ja vain pieni osa konsolin laskentatehosta voidaan käyttää tietojen tulkitsemiseen, koska suurin osa tehosta on varattava pelaamiseen, luuranko seuranta tai kasvojen tai äänen tunnistus. Pikseliä kohden tarvittiin hyvin vähän laskentaa, mikä vaati puhdistusta>Ilman Microsoft Researchin korvaamatonta apua, Kinect-tiimi ei olisi koskaan saavuttanut tavoitettaan ajoissa"
Microsoft Researchin tehokas merkitys
Kinect-tiimin yhdistetty työ Microsoft Researchin työntekijöiden kanssa ei ole ollut pelkästään neuvoa-antava suhde. Microsoftin tutkijat ottivat paljon työtä vastaan ja rakensivat kokonaisen infrastruktuurin ja ohjelmiston ratkaistakseen laitteen kehitykseen liittyvät ongelmat. Kahden joukkueen osaaminen omilla aloillaan mahdollisti etenemisen nopeammin kuin erikseen.
Avainasemassa oli nopeus, jolla ne integroituivat, ja kyky tarjota ratkaisuja lyhyessä ajassa. Mutta kaikki tämä työ ei rajoitu tuotteen saamiseen myyntiin. Lisäbonuksena on, että Redmondin insinöörien tekemät edistysaskeleet ovat kehittäjien saatavilla, mikä mahdollistaa useiden katselutilojen käytön ja paljon puhtaamman tiedon.
Kinect paljastaa kaiken potentiaalin, jonka Microsoft piilottaa yrityksenä ja joka paljastuu, kun sen osastot toimivat integroidusti.Useat Microsoft Researchin tutkijat ovat olleet aktiivisesti mukana Kinect 2.0:n kehittämisessä ja työskennelleet projektin parissa, jolla on välitön vaikutus markkinoihin. Tämä on hyvä uutinen niille meistä, jotka ovat vaatineet Microsoft Researchin suurempaa osallistumista Redmondin tuotteisiin.
Kinect on myös konkreettinen osoitus siitä, että Microsoft Research on paljon enemmän kuin ideoiden laboratorio, Se on Microsoftin tulevaisuuden peruspääoma .
Via | Virallinen Microsoftin blogi | TechCrunch
