Η εξέλιξη του Kinect και η πραγματική σημασία της Microsoft Research
Πίνακας περιεχομένων:
Ότι το Kinect είναι σημαντικό για τη Microsoft είναι σχεδόν αληθές. Η συσκευή καταγραφής Redmond υπερβαίνει κατά πολύ μια απλή μέθοδο ελέγχου της κονσόλας βιντεοπαιχνιδιών τους και έχει γίνει σημαντικό στοιχείο της στρατηγικής τους και σημείο αναφοράς για πολλά από τα προϊόντα τους. Αλλά είναι επίσης ένα απτό δείγμα του τι μπορεί να γεννηθεί από τον συνδυασμό ενός εταιρικού τμήματος με το εργαστήριο ιδεών της Microsoft Research.
Το πρώτο Kinect ήταν ήδη ένα παράδειγμα αυτού. Τρία χρόνια αργότερα, είναι η ίδια ένωση που επέτρεψε στη συσκευή να εξελιχθεί σε ανύποπτα όρια για να συνοδεύσει την κυκλοφορία του Xbox One.Σε όλες τις ενότητες του Kinect 2.0 αντιπροσωπεύει μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με τον προκάτοχό του και κατά τη διάρκεια αυτής της εβδομάδας η Microsoft άδραξε την ευκαιρία να εξηγήσει πώς ήταν μέρος της διαδικασίας ανάπτυξης gadget που βρίσκεται στο δρόμο του να γίνει ένα θεμελιώδες κομμάτι στην αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπων και μηχανών.
Kinect 1.0
Όταν η Microsoft παρουσίασε το Project Natal στην E3 τον Ιούνιο του 2009, πολλοί είδαν σε αυτό μια απλή απάντηση από το Redmond στην αναμφισβήτητη επιτυχία που είχε η Nintendo με το Wii και το σύστημα ελέγχου της. Αλλά κάτω από αυτό το έργο με το όνομα μιας πόλης της Βραζιλίας κρυβόταν το Kinect, μια συσκευή που αποδείχθηκε ένα αναμφισβήτητο μπεστ σέλερ και με την πάροδο του χρόνου κατέληξε να είναι πολύ περισσότερο από το αναμενόμενο.
Αν και η τεχνολογία πίσω από το πρώτο Kinect γεννήθηκε από τις εξελίξεις λογισμικού του στούντιο Rare και την τεχνολογία λήψης εικόνας της ισραηλινής εταιρείας PrimeSense, θα είναι ο συνδυασμός η ομάδα Xbox με τις έρευνες της Microsoft Research που καθιστά δυνατή την πρόσβαση στην αγορά
Η συσκευή σε σχήμα ράβδου χρησιμοποιούσε έναν υπέρυθρο προβολέα και μια κάμερα που σάρωνε τη σκηνή και έστειλε τις πληροφορίες σε ένα μικροτσίπ ειδικά προετοιμασμένο για να καταγράφει την κίνηση αντικειμένων και ανθρώπων σε τρεις διαστάσεις. Μαζί τους ενώνονταν μια σειρά από μικρόφωνα ικανά να αναγνωρίζουν τη φωνή του χρήστη. Όλα αυτά τα στοιχεία μαζί επέτρεψαν τη λήψη τρισδιάστατης κίνησης μαζί με την αναγνώριση προσώπου, χειρονομιών και φωνής.
Για μια τέτοια εργασία οι προδιαγραφές του Kinect δεν ήταν κάτι το ιδιαίτερο. Η κάμερα είχε ανάλυση VGA και λειτουργούσε στα 640x480 από προεπιλογή, αν και μπορούσε να λειτουργήσει σε 1280x1024 pixel με το κόστος ενός χαμηλότερου ρυθμού ανανέωσης. Το συμπεριλαμβανόμενο μικροτσίπ πραγματοποίησε μόνο μέρος της εργασίας επεξεργασίας των πληροφοριών, αφήνοντας ένα μεγάλο μέρος της εργασίας στην ίδια την κονσόλα.
Ένα από τα κλειδιά για ολόκληρο το σύστημα βρισκόταν στο λογισμικό που δημιουργήθηκε από τη Microsoft για την ερμηνεία όλων των πληροφοριών που συλλέγονται από τους αισθητήρες Kinect.Εδώ η Microsoft Research έπαιξε και συνεχίζει να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο, ερευνώντας τις πιο διαφορετικές χρήσεις του Kinect και συνεργαζόμενοι στο SDK που η Microsoft έχει διαθέσει στο διαδίκτυο από το 2011 ώστε οποιοσδήποτε προγραμματιστής να το ενσωματώνει στα προϊόντα ή τις υπηρεσίες του.
Kinect 2.0
Η μεγάλη διαφορά μεταξύ του νέου Kinect και του προκατόχου του βρίσκεται στη νέα κύρια κάμερα. Η δεύτερη γενιά της συσκευής λήψης κίνησης ενσωματώνει μια κάμερα υψηλής ανάλυσης time-of-flight (TOF) που επιτρέπει στο επερχόμενο Xbox One Kinect να καταγράφει περισσότερες λεπτομέρειες με υψηλή ακρίβεια και υψηλότερη ανάλυση. Η νέα λειτουργία βάθους που παρέχεται από αυτήν την κάμερα TOF σάς επιτρέπει να αναπαράγετε μια σκηνή με τρεις φορές μεγαλύτερη πιστότητα από το πρώτο Kinect.
Αυτό δεν είναι το μόνο πλεονέκτημα της χρήσης αυτού του τύπου κάμερας.Με αυτό επιτυγχάνεται επίσης 60% μεγαλύτερο οπτικό πεδίο, το οποίο επιτρέπει την εγγραφή μεγαλύτερου χώρου και επιτρέπει την εγγραφή περισσότερων ατόμων ταυτόχρονα και σε μικρότερη απόσταση από τη συσκευή. Με τη νέα κονσόλα μπορούν να εμφανιστούν στη σκηνή έως και 6 άτομα, αναγνωρίζοντας και ξεχωρίζοντας όλες τις κινήσεις τους. Είναι μια σημαντική πρόοδος σε σχέση με τον προκάτοχό του που ήταν ικανός να καταγράψει μόνο την κίνηση των 2.
Η δεύτερη μεγάλη αλλαγή στη νέα γενιά του Kinect προέρχεται από το χέρι του νέου αισθητήρα υπερύθρων που καταφέρνει να αναγνωρίζει αντικείμενα και ανθρώπους σε συνθήκες πολύ χαμηλού φωτισμού. Ο αισθητήρας είναι τώρα τόσο ισχυρός που μπορεί να αναγνωρίσει αντικείμενα σε ένα εντελώς σκοτεινό δωμάτιο. Η ακρίβεια είναι τέτοια που μπορεί να αναγνωρίσει ανθρώπους και να καταγράψει σώματα ακόμη και χωρίς κανένα φως ορατό στο ανθρώπινο μάτι. Σε χαμηλό φωτισμό, αναγνωρίζει τη στάση του χεριού σε απόσταση έως και τεσσάρων μέτρων, διακρίνοντας κάθε ένα από τα δάχτυλα με ακρίβεια.
Το Kinect 2.0 διακρίνει τον πλήρη σκελετό του χρήστη, τον προσανατολισμό των άκρων του, τους μύες του σώματος, ακόμη και τον παλμό της καρδιάς του.
Ο συνδυασμός των νέων στοιχείων καθιστά δυνατή την καταγραφή όχι μόνο της σιλουέτας του χρήστη, αλλά και τη διάκριση του πλήρους σκελετού του, τον προσανατολισμό των άκρων του, τους μύες του σώματος με τη δύναμη και την κατανομή βάρους ασκείται πάνω τους, ακόμη και τον καρδιακό παλμό. Η αναγνώριση προσώπου βελτιώνεται επίσης σημαντικά, ανιχνεύοντας ακόμη και την παραμικρή λεπτομέρεια και χειρονομίες και επιτρέποντας πιο ακριβή αναγνώριση. Για να πάρετε μια ιδέα για το τι σημαίνουν όλα αυτά, ρίξτε μια ματιά στο παρακάτω βίντεο.
Όλη αυτή η νέα τεχνολογία έχει επίσης μια βελτίωση στον επεξεργαστή Kinect που του επιτρέπει να αντιμετωπίζει τον τεράστιο όγκο πληροφοριών που λαμβάνουν όλοι οι νέοι αισθητήρες. Έως 2 gigabit δεδομένων ανά δευτερόλεπτο συλλέγονται από τη συσκευή για την ανάγνωση του περιβάλλοντοςΌλες αυτές οι πληροφορίες πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία και ερμηνεία γρήγορα και για αυτό είναι απαραίτητη μια προφανής βελτίωση στις προδιαγραφές του μηχανήματος.
Αλλά η αλλαγή των εξαρτημάτων δεν ήταν αρκετή. Ο ισχυρός σαρωτής που έχει γίνει το Kinect απαιτεί λογισμικό ικανό να ερμηνεύει όλα όσα βλέπει, και γι' αυτό χρειάστηκε να πραγματοποιηθεί μια σημαντική εξέλιξη στον κώδικα που το εκτελεί. Εδώ η εμπειρία και η γνώση της Microsoft Research έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ, βοηθώντας την ομάδα του Xbox όπου προέκυψαν προβλήματα και παρέχοντας τις σωστές λύσεις έγκαιρα. γρήγορο και αποτελεσματικό. Το Kinect 2.0 έγινε έτσι το προϊόν μιας συνεργασίας της οποίας η ιστορία καταδεικνύει τις δυνατότητες που κρύβει η Microsoft στο εργαστήριο ιδεών της.
Η διαδικασία της εξέλιξης
The Evolution of Kinect είναι η ιστορία του πώς μια ομάδα μηχανικών προσπάθησε να φέρει μια κάμερα TOF στο Xbox One.Αυτοί οι τύποι καμερών εκπέμπουν φωτεινά σήματα που αναπηδούν από αντικείμενα και συλλέγονται πίσω μετρώντας το χρόνο που χρειάζεται για να διανύσει την απόσταση. Για να λειτουργούν σωστά, διακρίνοντας τις αντανακλάσεις από τα αντικείμενα σε ένα δωμάτιο και από το περιβάλλον τους, απαιτείται ακρίβεια έως και 1/10 δισεκατομμύριο δευτερόλεπτα. Ένα τέτοιο επίπεδο ακρίβειας είναι ο μόνος τρόπος παροχής επαρκών πληροφοριών για να επιτραπεί ο επαρκής υπολογισμός των σχημάτων και των περιγραμμάτων των αντικειμένων.
Ακούγεται περίπλοκο και το πρόβλημα είναι ότι η επίτευξη αυτών των επιπέδων με ένα καταναλωτικό προϊόν είναι τόσο δύσκολη όσο φαίνεται. Κατά τη διαδικασία ανάπτυξης του νέου Kinect, έπρεπε να αντιμετωπιστούν όλα τα είδη προβλημάτων που έπρεπε να λυθούν σε περιορισμένο χρόνο. Το Kinect 2.0 θα πρέπει να είναι έτοιμο να συνοδεύσει την κυκλοφορία του Xbox One, που έχει προγραμματιστεί για τα τέλη του 2013.
Υπό αυτές τις συνθήκες η Microsoft έχει έναν άσο στο μανίκι της: Microsoft Research, το think tank σαςΗ ομάδα πίσω από το Kinect χρησιμοποίησε την τεράστια γνώση και την τεχνική εμπειρία των μελών της Microsoft Research για να λύσει τα διάφορα προβλήματα που εμφανίζονταν με τη νέα τεχνολογία που ήταν ενσωματωμένη στη συσκευή. Εδώ άρχισαν να καρποφορούν τα χρόνια των επενδύσεων στην έρευνα και ανάπτυξη χάρη στη συνεργασία μεταξύ των διαφορετικών τμημάτων της εταιρείας.
Η πρόκληση δεν ήταν εύκολη. Η διαφοροποίηση των αντικειμένων στο προσκήνιο από το φόντο και η ελαχιστοποίηση του θαμπώματος της κάμερας είναι μια τρομακτική εργασία. Για το πρώτο, τα μικρά αντικείμενα έπρεπε να μετρηθούν με ακρίβεια σε κάθε είδους σενάρια και με κάθε είδους συνθήκες φωτός. Ήταν απαραίτητο να δουλέψουμε μέχρι να καταστεί δυνατή η διαφοροποίηση των δακτύλων των χεριών, αποτρέποντας τη σύγχυση με το περιβάλλον. Ως αποτέλεσμα αυτής της εργασίας το νέο Kinect είναι ικανό να ανιχνεύει αντικείμενα τόσο μικρά όσο 2,5 εκατοστά, σε σύγκριση με τα 7,5 εκατοστά του προκατόχου του. Το πρόβλημα θαμπώματος απαιτούσε περισσότερη δουλειά και βελτιστοποίηση λογισμικού, αλλά με την πάροδο του χρόνου, οι μηχανικοί της Microsoft κατάφεραν να μειώσουν το θάμπωμα κίνησης από 65 χιλιοστά του δευτερολέπτου στο αρχικό Kinect σε 14 χιλιοστά του δευτερολέπτου στο διάδοχό του.
Όλες αυτές οι εργασίες απαιτούν την επεξεργασία ενός τεράστιου όγκου πληροφοριών. Τα δεδομένα που συλλέγονται από τις κάμερες Kinect είναι ανά pixel, πράγμα που σημαίνει ότι κάθε από τα 220.000 pixel που υποστηρίζονται από τον αισθητήρα Kinect συλλέγει δεδομένα ανεξάρτηταΣε αυτό πρέπει να προσθέσουμε πολύ περισσότερες πληροφορίες που συλλέγονται από τους υπόλοιπους αισθητήρες. Το περίπλοκο ζήτημα είναι να καταφέρετε να αναγνωρίσετε και να ερμηνεύσετε όλες αυτές τις πληροφορίες, διαχωρίζοντας τα στοιχεία και το βάθος στο οποίο βρίσκονται και εξαλείφοντας τον θόρυβο από την εικόνα.
Με το Kinect, το Xbox One χρειάζεται να επεξεργαστεί 6,5 εκατομμύρια pixel ανά δευτερόλεπτο
"Το Xbox One χρειάζεται να επεξεργαστεί 6,5 εκατομμύρια pixel ανά δευτερόλεπτο και μόνο ένα μικρό μέρος της υπολογιστικής ισχύος της κονσόλας μπορεί να αφιερωθεί στην εργασία της ερμηνείας των πληροφοριών, καθώς η περισσότερη ισχύς πρέπει να διατεθεί για παιχνίδια, σκελετικά παρακολούθησης ή αναγνώρισης προσώπου ή ήχου. Απαιτήθηκε πολύ λίγος υπολογισμός ανά pixel, που απαιτούσε εκκαθάριση>Χωρίς την πολύτιμη βοήθεια της Microsoft Research, η ομάδα του Kinect δεν θα είχε πετύχει ποτέ τον στόχο της εγκαίρως"
Η αποτελεσματική σημασία της Microsoft Research
Η συνδυασμένη δουλειά της ομάδας του Kinect με τους ανθρώπους της Microsoft Research δεν ήταν μια καθαρά συμβουλευτική σχέση. Ερευνητές της Microsoft ανέλαβαν πολλή δουλειά και κατασκεύασαν μια ολόκληρη υποδομή και λογισμικό για να λύσουν τα προβλήματα που σχετίζονται με την εξέλιξη της συσκευής. Η γνώση των δύο ομάδων στους αντίστοιχους τομείς τους επέτρεψε να προχωρήσουν πιο γρήγορα παρά χωριστά.
Το κλειδί ήταν η ταχύτητα με την οποία ενσωματώθηκαν και η δυνατότητα παροχής λύσεων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Αλλά όλη αυτή η δουλειά δεν περιορίζεται στο να βγάλετε ένα προϊόν προς πώληση. Το πρόσθετο πλεονέκτημα είναι ότι οι εξελίξεις που έγιναν από μηχανικούς του Redmond είναι διαθέσιμες στους προγραμματιστές, επιτρέποντας σε περισσότερες λειτουργίες προβολής να λειτουργούν και πολύ πιο καθαρά δεδομένα.
Kinect αποκαλύπτει όλες τις δυνατότητες που κρύβει η Microsoft ως εταιρεία και αυτό αποκαλύπτεται όταν τα τμήματα της λειτουργούν με ολοκληρωμένο τρόπο.Πολλοί ερευνητές της Microsoft Research έχουν δραστηριοποιηθεί στην ανάπτυξη του Kinect 2.0, εργάζονται σε ένα έργο που θα έχει άμεσο αντίκτυπο στην αγορά. Για όσους από εμάς απαιτούσαμε μεγαλύτερη συμμετοχή της Microsoft Research στα προϊόντα του Redmond, αυτά είναι καλά νέα.
ΤοKinect είναι επίσης η απτή απόδειξη ότι η Microsoft Research είναι κάτι πολύ περισσότερο από ένα εργαστήριο ιδεών, είναι ένα θεμελιώδες κεφάλαιο για το μέλλον της Microsoft .
Μέσω | Το επίσημο ιστολόγιο της Microsoft | TechCrunch
