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我们先跟你聊聊 Project Tango,省得你在 Google I/O 时插不上话

摘要

Google I/O 2016 召开在即,火热的 VR/AR 自然是外界关注的焦点之一。除了头显和 Android N,Project Tango 也会是重点。

Google I/O 2016 召开在即,火热的 VR/AR 自然是外界关注的焦点之一。除了可能的新头显、板上钉钉的 Android N,还有一个集结了诸多关键技术的项目成为这次开发者大会的重点——Project Tango其相关的演讲和会议足有 4 个。

Project Tango 设备不仅能实时对周边环境进行扫描建模,还可以记住经过的路径、检测可视物体的距离。这些功能在室内地图、VR 和 AR 上都有可观的应用前景。

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Project Tango 的核心能力是什么?

2011 年 8 月,Google 以 125 亿美元收购了摩托罗拉。不到三年,Google 就于 2014 年 1 月将摩托罗拉卖给了联想。

不过,「精明」的 Google 留了好几手:摩托罗拉的海量专利继续充当 Android 阵营的定海神针,而神秘的 ATAP(Advanced Technology and Products, 先进技术与产品部门),也继续为 Google 研发更多前沿的技术,比如 Project Tango 和 Project Ara。

Project Tango 主要有三个核心能力:

  1. 运动追踪(Motion Tracking)
  2. 区域学习(Area Learning)
  3. 深度感知(Depth Perception)

运动追踪

对于户外运动,我们都习惯了使用 GPS 进行定位和跟踪。然而一旦走入室内,GPS 就变得不可靠了。因此,应用场景多在室内的 Project Tango 利用内置的传感器来进行「运动追踪」。

Project Tango 的「运动追踪」能让设备识别 6 个自由度,知道它自己所处的位置和方向。6 自由度指的是,沿 x, y, z 轴的移动:左右、前后、上下,以及绕这三个坐标轴的转动:绕 x 轴的倾斜(pitch)、绕 y 轴的摇摆(yaw)、绕 z 轴的翻滚(roll)。

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依靠设备本身持续追踪用户的当前位置,同时设备对周边环境进行学习,这个过程就是现在非常走俏的一种技术——SLAM(Simultaneous Localization And Mapping,即同步定位与地图构建)。

区域学习

依靠「运动追踪」功能,Project Tango 设备只能「看到」物理空间。而「区域学习」可以让其记住物理空间里面的关键可视物体,如墙边、墙角、桌子、椅子等。

为了做到这点,Project Tango 储存了一个对可视物体的数学描述在设备里。这样做的好处是,设备无需借助任何云端服务,也能迅速匹配它当前「看到」的周边物体。

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相较于只拥有「运动追踪」功能,配备「区域学习」对 Project Tango 设备能力的提升主要在两点上:

  1. 通过「偏移修正」提高运动轨迹的精确度;
  2. 如果设备再次回到之前经过的、已学习过的区域,通过「定位」可快速确定方向和位置。

今年 Google I/O 上就有一个环节专门介绍「区域学习」——Introducing Project Tango Area Learning

深度感知

顾名思义,「深度感知」能让 Project Tango 上的应用理解真实世界物体的距离。

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Project Tango 项目给设备制造商提供了三种深度感知技术的选择:结构光(Structured Light)、飞行时间(Time of Flight)和立体声(Stereo)。结构光和飞行时间技术都需要用到红外线投影和传感器,而立体声技术不用。

Project Tango 能用在什么地方?

室内地图

此前 Google Map 就有推出室内导航,但一直都不瘟不火,主要是支持的地方太少,Google 也不可能像拍街景那样,一个又一个地方去扫。

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Bloomberg 近日报道,Google 打算正式进军室内地图市场,由 ATAP 部门负责,并且纳入 Project Tango 计划中。借助 Project Tango 设备,各种室内场景如商场、图书馆都能轻易地绘制地图。用户也可以利用手机感知周围环境的特性,达到更精准的室内导航。

VR

凭借陀螺仪与指南针,Gear VR 和 Google Cardboard 能捕捉你的头部动作,但却无法确认空间位置。

Oculus Rift 和 HTC Vive 这类高端设备能对用户进行位置追踪,但这种 Outside-In 解决方案需要借助外部摄像头或激光发射器。

而搭载 Project Tango 技术的头显无需外部硬件配合,依靠头显自身就能完成位置追踪。这种解决方案称之为 Inside-Out。德国一个头显开发商 Durovis Dive 就曾推出过依靠 Project Tango 技术进行 Inside-Out 位置追踪的设备。

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Gear VR 已经有不少应用和游戏支持了,Google 如果要在移动 VR 头显(或者一体机)上有更多作为,Project Tango 背后的技术会是关键因素。

AR

有观点认为,Google 在移动端做研发这样具有 3D 场景感知能力的设备是为 AR 铺垫,方便交互。

Project Tango 从手机、平板入手,因为现在的计算机视觉技术应用在我们的手机上缺少传感器,不适于做实时的 AR 应用。

举个例子,比如对三维场景需要知道深度。传统相机只有一个摄像头,景深虽然能估算出来,但是既不准,还耗费计算资源。Project Tango 手机上加了一个 深度传感器,就简化了很多问题。再比如,处理器有两块适于做计算机视觉的并行处理器,同样是为了加速计算。

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尚且不知道 Google 是否会把这个打造成一个同 Android 类似的开源平台。但是其结合了新的硬件以及相当多的机器人技术之后,这个手机平台的系统会和 Android 差异很大,也更加智能。

Project Tango 硬件设备目前都有哪些?

Project Tango Phone/Tablet 原型机

2014 年 2 月,Google 展示了一部硬件完全自定义的 Project Tango 原型机。这部 Tango Phone 基于一部 5 寸的 Android 手机,也内置了如重力、陀螺仪等常规级感应器。

此外,它还内置了两组单独的 Myriad 1 视觉处理器和一组特殊的景深感应器,另外在配备了一个 400 万摄像头的基础上,还有一个能够记录实时动态的相机。

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2014 年 6 月,Google 又推出了一款 Project Tango 平板。它拥有一块 7 吋的 1080p 屏幕,搭载 Nvidia 四核 Tegra K1 处理器,配备 4GB RAM 和 128GB 内置储存,运行 Android 4.4 KitKat 系统。

和 Project Tango 手机一样,平板也拥有两组视觉处理器和一组景深感应器。

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高通 Project Tango 智能手机开发平台

Google I/O 2015 上,高通和 Google 联合推出了一款 Project Tango 手机,名曰「Project Tango 智能手机开发平台」。

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这款手机采用了高端智能手机的配置:骁龙 810 处理器以及巨大的 6.1 寸 2560*1600 分辨率屏幕。主要面向开发者以及手机厂商,类似于一个原型机,供其他市场玩家以此为蓝本开发设备以及应用。

新设备配备了一个重要的新传感器——ToF(time-of-flight)摄像头,能够让 Tango 设备在极为紧凑的体积下完成景深测量。

英特尔 RealSense Tango Phone

2015 年 8 月,英特尔和 Google 联合发布了一款搭载 RealSense 传感器的 Tango Phone,三个传感器分列在手机背部。

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联想 Project Tango 消费级手机

2016 年 1 月的 CES 上,Google 联合联想展示了全球第一台 Project Tango 消费级手机

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2016 年 6 月 9 日,这款 Project Tango 消费级手机将在美国举行的联想世界科技大会上正式发布,届时极客公园会带来现场报道。

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