• 您的位置:首頁 > 新聞動態 > 行業新聞

    新型眼鏡表現真實空(kōng)間裏的虛擬三維全息(xī)圖像

    2015/10/20      點擊:

    頭戴科幻感十(shí)足的黑色“眼鏡”,一個(gè)一身黑衣的男子踱步到舞台中央,他(tā)麵前擺著一張空無一物的方桌。

    就在這張小小的方桌上,他(tā)當著在場幾百人的麵,表演“憑空造物”。

    全息成像

    這不是黑魔法(fǎ),他也不是“造(zào)物之神”,而是一位工程師。在6月15日舉(jǔ)行的美(měi)國E3遊戲會展上,他成功地把遊戲中的虛擬仙境“搬到了”舞台中央的方桌上。隨著工程師的指令,一(yī)個有山川、城堡、樹木的世界在桌上誕(dàn)生,看起來觸手可及。

    “創造一個世界。”當他平靜地念(niàn)出這句“咒語”時(shí),現場爆發出掌聲(shēng)和驚歎。曾經(jīng)的科幻(huàn)場景,現在變成了科學事實。 

    我在火星上邁了一步,真實到我雙腿打顫

    “憑空造物”的秘密,藏(cáng)在工程師頭戴的“眼鏡”中(zhōng)——微軟的*新產(chǎn)品,HoloLens。

    它是世界(jiè)上第一款(kuǎn),也是目前唯一一款獨立的“全息(xī)計算(suàn)機”。能讓(ràng)使用者在(zài)真實物理空間(jiān)內,看到虛擬的(de)三(sān)維全息圖像,並與之互動,因(yīn)其“魔法”般的酷炫功能,被戲稱為(wéi)“黑科技”。

    在今年(nián)1月亮相後,它引起了持(chí)續關注。來自(zì)各地的記者(zhě)在春寒料峭時節湧到西雅圖的微軟總部試戴機器(qì)。到了夏天,E3展會(huì)上的遊戲玩家又為(wéi)它的“魔力”沸騰。

    “創造一個世界。”工(gōng)程師對著眼前空空的桌麵說(shuō),一團流沙般的白(bái)色物質隨即從桌子中心湧出,迅速擴(kuò)散,然後(hòu)均勻地鋪滿了桌麵(miàn)。

    很快,沿著桌邊,一圈圍欄又“長了出來”,“沙地”中心隨即塌陷,一個奇妙的世界從桌底緩緩升起(qǐ),展(zhǎn)現在眼(yǎn)前的是陡峭的懸崖、宏偉的城堡(bǎo)和(hé)蔥蘢的樹木。一切如樂(lè)高積木,有著實物的形體,但它們又全是光的幻象。

    記錄這神奇一幕的視頻在YouTube上被全球觀(guān)眾點播了270多萬(wàn)次,一條得到(dào)數百次(cì)點讚的評論寫道:“快拿走我(wǒ)的錢!”

    賺大眾的錢(qián),微(wēi)軟還不急。短期內,他們瞄準的,是一些(xiē)“更嚴肅的事業”。*先用上這款產品的可能(néng)是建(jiàn)築師、醫學生和宇航員。

    正(zhèng)如工程師(shī)在一張小桌上構造虛擬建築,真正的建築師也能通過這(zhè)款(kuǎn)產品,直接在現實空間構造虛擬的三維建(jiàn)築模型,並快(kuài)捷地修改(gǎi)其形狀和大(dà)小。

    通過與凱斯西儲大學和克利夫蘭(lán)醫學中心的合作,該團隊在醫學教學領域(yù)也(yě)開發出了創新性的(de)應用。

    無需進入解剖室,也無需劃開誰的(de)皮囊,在(zài)整潔的教室(shì)裏,戴上這款產品的學生,輕盈地在空中一點,一(yī)個三維人體就會出現;手(shǒu)指再橫向一撥,人體一分為四,其他三個(gè)“分身”是血液係統、骨骼和肌肉組織。

    學生還可以從骨架中抽出一根,把它“折(shé)斷”,以(yǐ)觀察不同的(de)骨折情形。心髒等器官也可被單獨抽出,並被剖開,好(hǎo)讓學(xué)習者觀察其內部結構。同理,這款產品也可以用來觀測化學(xué)分子結構、DNA結構、建築和(hé)雕塑。

    對等不及想試戴它的人來說,《連線》雜誌(zhì)記者傑西(xī)·亨佩爾是另一位值得羨慕的人。去年10月,她就見到了還未發布的原型機,是第一個試用HoloLens的“外人”。

    在一個秘密的(de)地下(xià)實驗室裏,每個(gè)房間都在測試產品應用。其中,讓亨(hēng)佩爾(ěr)*難忘的“魔(mó)法房間(jiān)”是“火星”。

    她打了一個向(xiàng)上的(de)手(shǒu)勢,一下子,就“實實在在地踏(tà)上了火(huǒ)星”。

    隔壁房間的NASA(美國宇航(háng)局(jú))科學家傑夫·諾裏斯也加入了她的(de)“火星探索”。他與微軟(ruǎn)的團隊一同開發了此應用。

    “他出現在我的視野裏(lǐ),是一個金色的三維人形。”亨(hēng)佩爾說。

    這(zhè)涉及(jí)HoloLens的一項重要功能:不同使(shǐ)用者之間的遠程交(jiāo)流。

    諾裏斯能看到亨佩爾眼中的世界,而在亨(hēng)佩爾看來,“人偶諾裏斯”的眼部會(huì)射出一道虛線,指向他(tā)正在(zài)觀察的物體。

    順著這道虛線(xiàn),亨佩爾(ěr)蹲下來檢查一塊岩石碎片,通過幾(jǐ)個手勢(shì),她向“好奇號”探測器發出指令,搜集這塊沉積物。在未來實際的太空(kōng)探索中,宇航員將能借助這款產品控製真實的探測器(qì)。

    這是除了(le)“與全息圖像互動(dòng)”“多(duō)人遠程合作”外,該產品的另一個重要應(yīng)用方式:通過(guò)融(róng)合虛(xū)擬與現實,實現新型的人機(jī)互動和人(rén)與環境的(de)互動。

    回想起這次火星漫步,亨佩爾字裏行(háng)間透出(chū)激動:“我在火星(xīng)上邁了一步,這實(shí)在太真(zhēn)實了,以致我雙腿打顫。”

    這些技術(shù)的(de)實現,都有賴於強大(dà)的計算能力,“全息處理器”(HPU),每秒(miǎo)可以(yǐ)傳輸兆兆(zhào)字節(2^40字節)的數(shù)據

    令普通人震驚到“雙腿打(dǎ)顫(chàn)”的HoloLens,在科學界(jiè)看來,並(bìng)不新鮮。其背後的“增強現實技術”曆史悠久。

    近100年前,增強(qiáng)現實技術的(de)雛(chú)形就已出現,其*早應用是一(yī)戰時的一種殺人利器——光學瞄準圈。這種投射在(zài)戰鬥機座艙罩上(shàng)的虛擬光環可以自動修正,鎖定敵機。

    就功能和原理而言,HoloLens也不新鮮。其實(shí)早在1968年,頭(tóu)戴“機械章魚”一樣的(de)巨大設備,冒著被(bèi)“燒腦”的風險,人類就第一次在現實空間裏看到了虛擬的三維圖像——雖然那隻是一個透明的(de)立(lì)方體邊(biān)框。

    國內“虛擬(nǐ)現(xiàn)實”領域專家、浙江大學CAD&CG(計算機輔助設計(jì)和高級繪製語言)國家重點實驗室教授鮑虎軍介紹,長(zhǎng)久以來,限製增強(qiáng)現實技術發展的主要是計算能力和(hé)算法,及如何做出更小更輕的硬件。微軟的這款新產品之所以能引起轟動,在於它在一個沒有外連線(xiàn)路的輕量(liàng)硬件內,集成了“顯示”“跟蹤與識別”“交互”和“計算”等多種技術,通體也(yě)就一副滑雪眼鏡大小。

    “顯示技術”能使我們看到虛擬的三維全息圖像。這是(shì)一場“光的魔(mó)術”——全息圖像其實是設(shè)備(bèi)自身(shēn)投射的光線,這些光線通過該產品鏡(jìng)片中的數層彩色透鏡,*終抵達眼底,讓大腦以為看到(dào)了真(zhēn)實的物體。

    僅有(yǒu)“光之魔法”還不夠。和營造虛擬環境的“虛擬現實”技術不同,增強現實技術還需要天衣無縫(féng)地融合虛(xū)與實。這就需(xū)要識(shí)別和跟(gēn)蹤技術。“識別”指識別現實空間,以保(bǎo)證虛擬物體落在正確的位置;跟蹤,則是跟蹤使用者的移動軌跡,以保證使用(yòng)者在移動時,眼中的“光之幻象”能處於固定位置(zhì)。

    在具體運行時,該(gāi)產品會先用深度攝像頭收集真(zhēn)實空(kōng)間(jiān)的信息,這種攝像頭能獲取標示了真實物體到攝像頭距離的“深度圖”。接(jiē)著,“同步定位與建圖係統”會用多張深度圖,疊(dié)加成完整的三(sān)維場景。如此,在E3會展上,那位演示者才能把遊戲場景不(bú)偏(piān)不倚地(dì)搬到小(xiǎo)桌上。

    以上所有技術的(de)實現,都(dōu)有賴於強大的(de)計算能力。除(chú)了一般計算機擁有的“中央處理器”(CPU)和“圖形處理器”(GPU),這款產品中還內置了(le)一個微軟自(zì)己研發的“全息處理器”(HPU),每秒可以傳輸兆兆字節(240字節)的數據,是該產品的核心部件。

    為了配合使用者的移動,打造環繞聲效果,並實現“眼神”“手勢”“語音”等多種互動方式,該產品中還裝載了許多其他傳感(gǎn)器,它們都不露聲色地(dì)藏在其流暢的外表下。

    如今(jīn),在各類科(kē)技大會(huì)上(shàng),HoloLens屢(lǚ)屢成為焦點。為(wéi)了拍好它,記者爭相踮起腳尖(jiān),或單膝跪地。相比於前輩“機(jī)械章魚”,它美得像一個皇冠(guàn)。

    HoloLens還能做什麽(me),全球開發者來定

    14個月前,沒有皇冠,也沒有哢哢的閃光燈,在西雅圖微(wēi)軟遊客中心的地下室裏,*初的原型機被各種線路(lù)纏繞,像一(yī)個臍帶未斷的(de)胎兒(ér)。

    當時,正在此等待(dài)微軟新任總裁薩提亞·納德拉的(de)HoloLens團隊(duì)緊張不已。他們對產品本身很有信心,但也擔心,正著手削減開支的(de)納德拉會(huì)因風險過大或過於超前,選擇讓這個小怪物“流產”。

    可是,當納德拉透過鏡片看到貼合在真實物體上的三維圖像後,他馬(mǎ)上(shàng)說:“這正是我們要做的事。”

    從那時起,這台原(yuán)型機斷掉了一根根有形的“臍帶”,逐漸向“純粹”“優雅”進化。但納(nà)德拉知道,要使這款產品茁壯成(chéng)長,還需要另一種“無形的(de)臍帶”——一個麵向全(quán)球、吸納更多應用(yòng)開發者智慧的平台。

    在隨後的會議中,納德拉和HoloLens項目的研發負(fù)責人亞曆克斯·吉普曼一致同意,為了方便(biàn)開發,應該讓這款產品融入人人熟知的Windows操作(zuò)係統。

    4月29日的“微軟開發者大會”上,吉普曼不再緊張(zhāng),而是微笑著感歎:“能存(cún)在於(yú)此刻,我是多麽幸(xìng)運,不同的技術正在各就各位。”

    這位留著齊肩中長發的發明家,身材清瘦,帶著一種使人(rén)愉悅的笑容,正鼓動(dòng)到場的開發者(zhě)為他的產品生(shēng)產內容(róng)。也就是說,HoloLens還能(néng)怎麽玩兒,將由全(quán)球開發者來決定。

    對開(kāi)發(fā)者來說,一個好消息是,微軟已在Windows 10中內置了支持這款產品的“應用程序(xù)接口”(API),其開發語言(yán),將與Windows係統的已有框架相似(sì)。

    微軟還(hái)專門(mén)為它啟動了一個有獎學(xué)術項目,以“了解全息計算機的社會角色和可能的應用方式”。獲獎者將獲得兩台HoloLens和10萬(wàn)美元獎金。

    中國IT論壇上(shàng),也有人(rén)躍躍欲試地問道:“成為HoloLens開發者(zhě)需要什麽技能?”

    鮑虎軍告訴中國青(qīng)年報記(jì)者,要製(zhì)作這種(zhǒng)增強現實設備(bèi)能使用的內容,目前的代價仍很高。降低內容生產成本,是一個難點(diǎn),同(tóng)時也是一個很有前景的領域。

    他(tā)同時認為,短期內(nèi),這款產品不適合(hé)普通消費者,因為“識別技術”也(yě)是一個(gè)難點,在隨機場景內,該產品也許(xǔ)不能如演示(shì)中那樣,對真實房間進行準(zhǔn)確建模。

    這款新產品需(xū)要(yào)解決的問題還包括視野較(jiào)小。據試AV永久天堂网介紹,在側頭或向下看時,視線容易遊離出它的(de)“魔法場”。

    續航能力和充電速度也是問題,要(yào)替代(dài)目前的智能手機(jī)終端,這款產品要保證(zhèng)數小時以上(shàng)的續航。

    至於價格,在《紐約(yuē)時報》5月的一篇報道中,一位微軟高管說,它會比(bǐ)售價超過400美元(約2400元人民幣)的遊戲設備貴很多,但(dàn)“很多(duō)”是多少,目前仍未知。

    可以確定的是,微軟已宣布(bù),在2016年推出這(zhè)款產品的(de)企業版;納德拉還聲稱,在Windows 10的時(shí)間框架(jià)內,將推出消費者版。

    近100年過去了,用於(yú)戰鬥(dòu)機瞄準圈的技(jì)術,如今化身增強現實(shí)的酷炫設備。不(bú)遠的將來,它真能啟動那句(jù)令人(rén)沸騰的“咒語”嗎?——“創造一個世(shì)界!”


    AV永久天堂网_奇米狠狠色_亚洲欧美日韩动漫_欧美日韩视频在线观看免费一区二区_日韩精品一二三区_国产AV网站18禁止人_久久久久久精品人妻免费网站不卡_国产最新视频_另类免费视频在线视频二区_久久精品免视国产