Udviklingen af Kinect og den reelle betydning af Microsoft Research
Indholdsfortegnelse:
At Kinect er vigtigt for Microsoft, er næsten en sandhed. Redmond-optagelsesenheden går langt ud over en simpel metode til at styre deres videospilkonsol og er blevet et vigtigt element i deres strategi og en reference for mange af deres produkter. Men det er også et håndgribeligt udsnit af, hvad der kan skabes ved kombinationen af en virksomhedsafdeling med Microsoft Research-idélaboratoriet.
Den første Kinect var allerede et eksempel på dette. Tre år senere er det den samme fagforening, der har givet enheden mulighed for at udvikle sig til uanede grænser for at ledsage udgivelsen af Xbox One.I alle sine sektioner repræsenterer Kinect 2.0 en væsentlig forbedring i forhold til sin forgænger, og i løbet af denne uge har Microsoft benyttet lejligheden til at forklare, hvordan det har været en del af gadgetudviklingsprocessen som er på vej til at blive en grundlæggende brik i samspillet mellem mennesker og maskiner.
Kinect 1.0
Da Microsoft præsenterede Project Natal på E3 i juni 2009, så mange i det et simpelt svar fra Redmond på den utvivlsomme succes, som Nintendo høstede med Wii og dens kontrolsystem. Men under det projekt med navnet på en brasiliansk by gemte sig Kinect, en enhed, der viste sig at være en utvivlsom bestseller og med tiden er endt med at blive meget mere end forventet.
Selvom teknologien bag den første Kinect blev født fra softwareudviklingen i Rare-studiet og billedoptagelsesteknologien fra det israelske firma PrimeSense, vil det være kombinationen af Xbox-teamet med undersøgelserne af Microsoft Research, som gør det muligt at nå markedet
Den stavformede enhed brugte en infrarød projektor og et kamera, der scannede scenen og sendte informationen til en mikrochip, der er specielt forberedt til at fange bevægelser af objekter og mennesker i tre dimensioner. De fik selskab af en række mikrofoner, der var i stand til at genkende brugerens stemme. Alle disse elementer tilsammen tillod 3D motion capture sammen med ansigts-, gestus- og stemmegenkendelse.
Til sådan en opgave var Kinect-specifikationerne ikke noget særligt. Kameraet havde VGA-opløsning og fungerede ved 640x480 som standard, selvom det var i stand til at arbejde ved 1280x1024 pixels på bekostning af en lavere opdateringshastighed. Den medfølgende mikrochip udførte kun en del af arbejdet med at behandle informationerne, og overlod en god del af opgaven til selve konsollen.
En af nøglerne til hele systemet lå i softwaren oprettet af Microsoft til at fortolke al information indsamlet af Kinect-sensorerne.Det er her Microsoft Research spillede og fortsætter med at spille en vigtig rolle ved at undersøge de mest forskelligartede anvendelser af Kinect og samarbejde om SDK'et, som Microsoft har gjort tilgængeligt online siden 2011 så enhver udvikler integrerer det i deres produkter eller tjenester.
Kinect 2.0
Den store forskel mellem den nye Kinect og dens forgænger ligger i det nye hovedkamera. Anden generation af motion capture-enheden inkorporerer et højopløsnings time-of-flight (TOF) kamera, der gør det muligt for den kommende Xbox One Kinect at fange flere detaljer med høj præcision og højere opløsning. Den nye dybdetilstand fra dette TOF-kamera giver dig mulighed for at gengive en scene med tre gange mere nøjagtighed end den første Kinect.
Dette er ikke den eneste fordel ved at bruge denne type kamera.Med den opnås også et 60% større synsfelt, som gør det muligt at registrere et større rum og gør det muligt at registrere flere personer på samme tid og i kortere afstand fra enheden. Med den nye konsol kan op til 6 personer dukke op på scenen, genkende og skelne alle deres bevægelser. Det er et betydeligt fremskridt i forhold til sin forgænger, som kun var i stand til at registrere bevægelsen på 2.
Den anden store ændring i den nye generation af Kinect kommer fra hånden af den nye infrarøde sensor, der formår at genkende objekter og mennesker under meget svage lysforhold. Sensoren er nu så kraftig, at den kan identificere genstande i et helt mørkt rum. Præcisionen er sådan, at den kan genkende mennesker og registrere kroppe selv uden lys synligt for det menneskelige øje. I svagt lys genkender den håndens stilling op til fire meter væk, og adskiller hver af fingrene med præcision.
Kinect 2.0 kendetegner brugerens komplette skelet, orienteringen af dens lemmer, kroppens muskler og endda hjertets slag.
Kombinationen af de nye elementer gør det muligt at optage ikke kun brugerens silhuet, men også at skelne deres komplette skelet, orienteringen af deres lemmer, kroppens muskler med kraft- og vægtfordelingen udøvet på dem, og endda hjertebanken. Ansigtsgenkendelse er også meget forbedret, registrerer selv de mindste detaljer og gestus og muliggør mere præcis identifikation. For at få en idé om, hvad alt dette betyder, skal du blot tage et kig på følgende video.
Al denne nye teknologi har også en forbedring i Kinect-processoren, der gør, at den kan klare den enorme mængde information, som alle de nye sensorer får. Op til 2 gigabit data pr. sekund indsamles af enheden for at aflæse miljøetAl denne information skal behandles og fortolkes hurtigt, og til dette har en åbenlys forbedring af maskinspecifikationerne været nødvendig.
Men det har ikke været nok at skifte komponenterne. Den kraftfulde scanner, som Kinect er blevet, kræver software, der er i stand til at fortolke alt, hvad den ser, og til dette har det været nødvendigt at gennemføre en vigtig udvikling i koden, der kører den. Det er her erfaringen og viden om Microsoft Research er blevet vigtigere end nogensinde, og hjælper Xbox-teamet, hvor der opstod problemer, og giver de rigtige løsninger til tiden. hurtig og effektiv. Kinect 2.0 blev således et produkt af et samarbejde, hvis historie viser det potentiale, som Microsoft gemmer i sit idélaboratorium.
Evolutionsprocessen
The Evolution of Kinect er historien om, hvordan et team af ingeniører forsøgte at bringe et TOF-kamera til Xbox One.Disse typer kameraer udsender lyssignaler, der hopper af objekter og samles tilbage ved at måle den tid, det tager at rejse afstanden. For at de kan fungere korrekt og skelne refleksioner fra genstande i et rum og fra deres omgivelser, er en nøjagtighed på op til 1/10 milliard sekunder nødvendig. Et sådant niveau af nøjagtighed er den eneste måde at give tilstrækkelig information til at tillade, at objekters former og konturer kan beregnes tilstrækkeligt.
Lyder kompliceret, og problemet er, at det er så svært, som det ser ud til, at nå disse niveauer med et forbrugerprodukt. Under udviklingsprocessen af den nye Kinect skulle alle slags problemer håndteres, som skulle løses på en begrænset tid. Kinect 2.0 skulle være klar til at ledsage udgivelsen af Xbox One, planlagt til slutningen af 2013.
Det er under disse omstændigheder, at Microsoft har et es i ærmet: Microsoft Research, din tænketankHoldet bag Kinect brugte Microsoft Research-medlemmernes store viden og tekniske erfaring til at løse de forskellige problemer, der dukkede op med den nye teknologi integreret i enheden. Det var her, at årene med investeringer i forskning og udvikling begyndte at bære frugt takket være samarbejdet mellem virksomhedens forskellige afdelinger.
Udfordringen var ikke let. Det er en skræmmende opgave at differentiere forgrundsobjekter fra baggrunden og minimere kameraslør. For det første skulle små objekter måles nøjagtigt i alle slags scenarier og med alle slags lysforhold. Det var nødvendigt at arbejde, indtil det var muligt at differentiere hændernes fingre, hvilket forhindrede dem i at blive forvekslet med miljøet. Som et resultat af dette arbejde er den nye Kinect i stand til at detektere objekter så små som 2,5 centimeter sammenlignet med 7,5 centimeter fra sin forgænger. Sløringsproblemet krævede noget mere arbejde og softwareoptimering, men over tid var Microsofts ingeniører i stand til at reducere bevægelsessløring fra 65 millisekunder på den originale Kinect til 14 millisekunder på efterfølgeren.
Alle disse opgaver kræver behandling af en enorm mængde information. Data optaget af Kinect-kameraer er på per-pixel-basis, hvilket betyder, at hver af de 220.000 pixels, der understøttes af Kinect-sensoren, indsamler data uafhængigtTil dette skal vi tilføje meget mere information indsamlet af resten af sensorerne. Det komplicerede problem er at identificere og fortolke alle disse oplysninger, adskille elementerne og dybden, hvor de findes, og eliminere støjen fra billedet.
Med Kinect skal Xbox One behandle 6,5 millioner pixels pr. sekund
"Xbox Man skal behandle 6,5 millioner pixels i sekundet, og kun en lille del af konsollens computerkraft kan dedikeres til opgaven med at fortolke informationen, da den meste kraft skal reserveres til spil, skelet sporing eller ansigts- eller lydgenkendelse. Der krævedes meget lidt beregning pr. pixel, hvilket kræver oprydning>Uden den uvurderlige hjælp fra Microsoft Research ville Kinect-teamet aldrig have nået deres mål til tiden"
Microsoft Researchs effektive betydning
Kinect-teamets kombinerede arbejde med folkene hos Microsoft Research har ikke været et rent rådgivende forhold. Microsoft-forskere påtog sig meget af arbejdet og byggede en hel infrastruktur og software for at løse de problemer, der er involveret i at håndtere udviklingen af enheden. Kendskabet til de to hold inden for deres respektive områder gjorde det muligt at rykke frem hurtigere end hver for sig.
Nøglen var den hastighed, hvormed de integrerede og evnen til at levere løsninger på kort tid. Men alt det arbejde er ikke begrænset til at få et produkt ud til salg. Den ekstra bonus er, at fremskridt foretaget af Redmond-ingeniører er tilgængelige for udviklere, hvilket tillader flere visningstilstande at arbejde med og meget renere data.
Kinect afslører alt det potentiale, som Microsoft gemmer på som virksomhed, og som afsløres, når dets afdelinger arbejder integreret.Flere Microsoft Research-forskere har været aktive i udviklingen af Kinect 2.0, og arbejdet på et projekt, der vil have øjeblikkelig indflydelse på markedet. For dem af os, der har krævet en større deltagelse af Microsoft Research i Redmond-produkter, er dette gode nyheder.
Kinect er også den håndgribelige demonstration af, at Microsoft Research er meget mere end et laboratorium af idéer, det er en grundlæggende kapital for Microsofts fremtid .
Via | Den officielle Microsoft-blog | TechCrunch
