Hololens所實(shí)現(xiàn)的效果并不是微軟一家的創(chuàng)新，他早已流傳在種種科幻電影中。但能做到hololens所需要的程度是一個(gè)極其復(fù)雜的工程。HoloLens是一個(gè)Oculus+Kinect+Jetson TK1所集成起來的夾在鼻梁上的嵌入式怪物。

　　腦補(bǔ)一下把Kinect帶到頭上的情景

　　但是微軟做到了!

　　首先給沒有看宣傳視頻的孩子介紹下HoloLens吧，HoloLens是一個(gè)基于深度攝像頭，高性能處理器和雙屏幕顯示的進(jìn)階版Glass。

　　長這個(gè)樣子

　　具體參見微軟官網(wǎng)Microsoft HoloLens

　　根據(jù)我目前看到的信息，HoloLens 需要的技術(shù)支持包括三個(gè)部分：

　　實(shí)時(shí)的三維計(jì)算

　　這是游戲?qū)猛鏍€的東西，可以說在阿凡達(dá)之后拉開了一個(gè)時(shí)代的幕布，經(jīng)過 NVIDIA、Intel 等公司的苦心經(jīng)營，實(shí)時(shí)的雙攝像頭渲染已經(jīng)很成熟。微軟終于把這種技術(shù)推向了更廣的領(lǐng)域。下圖這種效果在也就是現(xiàn)在是游戲級(jí)別的水平。

　　精準(zhǔn)的姿態(tài)確定和位置確定

　　根據(jù)網(wǎng)上流傳的信息，可以肯定微軟采用了基于深度識(shí)別的 SLAM(實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建)技術(shù)。這里解釋一下什么是 SLAM，就是通過傳感器獲取環(huán)境的有限信息，比如視覺信息、深度信息、自身的加速度和角速度等來確定自己的相對或者絕對位置，并完成對于地圖的構(gòu)建。

　　SLAM 的準(zhǔn)確度對于最后的顯示效果非常重要，姿態(tài)確定就不是事兒。幾十塊的電容式陀螺儀或者幾百塊的 MEMS 抄幾段代碼就好，但怎么確定位置就是微軟的功力了。當(dāng)然深度攝像頭這種事情微軟常年吊打整個(gè)行業(yè)，Kinect 快成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)了(幫助了多少論文發(fā)表)。想想我們用的激光雷達(dá)的價(jià)格。真是要哭了。

　　電影中，使用小型探測器掃描出來了隧道全景并且全息呈現(xiàn)了出來。對應(yīng)到現(xiàn)實(shí)《普羅米修斯》里面用的是這種玩意，相當(dāng)于一輛低配的奧迪 A8 的價(jià)格，可以發(fā)射幾十束激光同時(shí)掃描。Google 無人車也用這種激光雷達(dá)來進(jìn)行實(shí)時(shí)的路況分析。

　　微軟做到的可是實(shí)現(xiàn)了三年前科幻電影的效果啊!

　　注意這張圖，微軟暗示進(jìn)入一個(gè)房間之前要先進(jìn)行掃描，這里明顯是在用 Deep Camera 生成 Point Cloud 然后三角面片進(jìn)行 SLAM(我實(shí)驗(yàn)室的某個(gè)師兄在微軟實(shí)習(xí)的時(shí)候，做的畢業(yè)設(shè)計(jì)也是這個(gè)，微軟在這個(gè)技術(shù)上的積累很強(qiáng)的)。如果確定是和 Kinect 類似的紅外攝像頭，那么可以認(rèn)為 kinect 有的毛病他都會(huì)有，比如對黑色物體、光滑表面的探測。

　　可以說，HoloLens 的核心難度是深度探測和相關(guān)的手勢識(shí)別。這可是微軟的專長了。所以 HoloLens 就是一個(gè)戴到了鼻梁上的 Kinect。

　　為什么說 SLAM 對于 HoloLens 非常重要呢?因?yàn)橹挥袑?shí)現(xiàn)了靠譜的 SLAM，才能知道眼鏡的空間坐標(biāo)和相對于室內(nèi)各種障礙物的位置，同時(shí)識(shí)別出各種室內(nèi)擺件的形狀，這是宣傳片中人機(jī)交互的基礎(chǔ)。

　　在視頻中，主人公一直在走動(dòng)，畫面的穩(wěn)定性很好。

　　注意上圖這里，可以看到對于各個(gè)表面的貼合度已經(jīng)達(dá)到了 SLAM 的程度。

　　圖像識(shí)別技術(shù)

　　這里注意到一個(gè)細(xì)節(jié)，展示在三維空間中的 UI 很像是 Autodesk Fusion 的 UI，難道自動(dòng)桌已經(jīng)先行一步?來自官網(wǎng)的一張圖片，可以看到使用的正是 Autodesk。

　　作為半個(gè)工程師，我當(dāng)時(shí)買 Leap Motion 就是為了玩 Solidworks Fusion?，F(xiàn)在有了 HoloLens，比 Fusion 體驗(yàn)不知道酸爽多少倍。腦補(bǔ)一下去參觀 EAST 的時(shí)候眼睛里顯示出 EAST 剖面的情景。不能再震撼了。

　　這三個(gè)技術(shù)在近些年成熟，促成了 HoloLens 產(chǎn)品化。之前 Google Glass 的設(shè)想與此類似，Hololens 把它推向了現(xiàn)實(shí)。

　　其實(shí) Hololens 所實(shí)現(xiàn)的效果也不是新鮮貨。早在冷戰(zhàn)末期，武裝直升機(jī)飛行員就通過頭盔里面的信息來操作機(jī)槍所瞄準(zhǔn)的方向。這兩年我軍也有裝備。當(dāng)年 Su35 的“回馬槍”向后發(fā)射的導(dǎo)彈就是用尾椎雷達(dá)和頭盔瞄準(zhǔn)具實(shí)現(xiàn)的。

　　更進(jìn)一步，上圖用到的也是類似的技術(shù)。

　　不過，根據(jù)技術(shù)分析，Hololens 可能會(huì)遇到如下一系列困難：

　　第一，耗電量。計(jì)算視覺、SLAM，以及反過向進(jìn)行三維虛擬現(xiàn)實(shí)，都是常耗費(fèi)計(jì)算量的任務(wù)。Hololens 是時(shí)勢造英雄的產(chǎn)品，這種計(jì)算量在二十年前可是阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室用于核聚變模擬的計(jì)算量?，F(xiàn)在只要耗電量跟的上，NVIDIA 的 Tegra K1 還有 Intel 家的協(xié)處理器在嵌入式上飆計(jì)算量沒問題。

　　第二，是在開放環(huán)境、欠光線環(huán)境的識(shí)別度問題。我對此持保守態(tài)度，得拿到產(chǎn)品再說。

　　第三，是定位精準(zhǔn)度問題。這是老大難問題了。

　　事實(shí)上，上圖中這種配合將成為很長一段時(shí)間內(nèi)的主流。

　　如果修的不是自來水管而是血管，看到的是通過 B 超技術(shù)實(shí)時(shí)掃描出來的人體內(nèi)部，那么未來的醫(yī)院會(huì)是怎么樣的。如果顯示的不是自來水管的 manual，而是實(shí)時(shí)匹配無人機(jī)的爆炸視圖，那么以后的工廠和 DIY 是怎么樣的。

　　讓人難以想象的是，這一切居然要成真了!

　　估計(jì) Google 也會(huì)坐不住了，也會(huì)有大動(dòng)作，相關(guān)技術(shù)大部分(包括廉價(jià)的深度攝像頭)都是開源的，估計(jì)很快會(huì)有公司扛包出現(xiàn)類似設(shè)備的開源硬件和軟件，市場一刺激華強(qiáng)北也不會(huì)安分，投資空間有多大。各位手里有錢的主，都掂量掂量吧。由 iPhone 引發(fā)的歷史軌跡就是證明。

　　看起來，全息估計(jì)不會(huì)成為主流發(fā)展方向了。

　　本文來源：雷科技 作者：徐浩