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欧洲电信标准协会(ETSI)AR架构规范主席穆里尔‧丹斯切尔:AR互动前景可期

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由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办的2020世界VR产业大会云峰会于10月19—20日在南昌举行。由中国电信江西公司承办,华为技术有限公司协办的“双5G 云VR论坛”于10月20日召开,论坛采取线上线下同步办会的形式。欧洲电信标准协会AR架构规范主席穆里尔‧丹斯切尔以视频方式做了“暗器衣服强现实行业发展”的演讲。

定义可互操作的AR组件

穆里尔‧丹斯切尔说,ETSI是欧盟的标准组织,也是三大电信标准化组织之一。工作组的主要目标是定义一个可互操作的AR组件框架、系统和服务,从而降低市场碎片化的程度。同时也使供应商们都能为整体AR解决方案贡献力量。

建立互通性是建立扩展现实(XR)规模化应用的关键因素,它能限制特定场景和私有平台的情况,会建立一个更加健康的XR生态系统,与此同时,不同类型的技术供应商都可以开发一部分解决方案,然后在无需单独对接的情况下进行集成,形成整体解决方案。华为也纳入了我们行业标准化工作组中,我们相信这个拥有24个不同规模公司及机构的成员是构建良好AR生态系统的典范。

行业标准工作组(ISG)把增强现实定义为能够将一定时间空间范围内的数字信息与真实世界相结合的能力。这个定义源自于北卡大学的罗纳德阿祖玛,他把AR视为一个要同时满足以下3种特征的系统:一是将虚拟物与现实结合,二是即时互动,三是三维内容注册到真实世界。

穆里尔‧丹斯切尔说,如果一个系统不是即时互动的,那我们讨论的就是诸如影院特效这样的图像是预先计算渲染好的系统。同样地,如果一个系统不能提供三维画面,那我们就是在讨论类似抬头数字显示仪之类的事物,比如在汽车的挡风玻璃上显示速度信息的技术,它无法与路面一起形成三维立体画面。最后,如果一个系统不能与用户身边的现实世界连接,而是只能展示虚拟内容,那我们讨论的,就是虚拟现实(VR)。所以我们关于AR的定义十分明确,但同时你也会看到我们开发的增强现实系统的架构体系也同样适用于虚拟现实、混合现实,或者更概括的说是扩展现实。

如何建立自己的AR体系

由ETSI定义的,服务于增强现实系统的参考体系结构的一个AR系统,是基于一系列硬件、软件,还有描述真实环境和增强信息的数据所组成。在国际上通用的AR系统架构体系中,顶层是硬件层,中层是软件层,底层则是数据层。

穆里尔‧丹斯切尔说,在这个架构体系中,首先你需要创建一个增强现实画面,要实现这一步,你需要从现有的系统提取或是创建能增强用户对真实世界感知的数字内容。内容可以包含文档、图像、视频、3D模型,还可以有动画。你也可以描述交互行为,描述用户在AR场景中如何与某个物体互动,并定义内容将作何反馈。

其次,你也可以定义场景,用于表示用户在AR体验中不同步骤。这个AR画面接下来会通过3D渲染引擎加载在AR框架流程图的最左上角,是捕捉真实世界信息的传感器,由传感器提供的信息,由视觉引擎进行处理,这样才能完成定位步骤,或是构建真实世界并且分析。这个过程可以依靠专门的处理单元,比如GPU或者视觉处理单元,进行加速。

3D重建和对真实世界分析的结果,都储存在世界知识库这个组件中,与其他用户共享。一台AR设备的位置和方向,会被传输到3D渲染引擎用来更新虚拟摄像头,一些与现实世界相关的信息,比如3D模型也可以被传输至3D渲染引擎,

3D渲染引擎把通过虚拟摄像头看到的交互内容进行渲染,并将结果以视觉,听觉,触觉等形式反馈到渲染接口。

最后,用户与AR画面进行互动,通过交互接口,3D引擎渲染出的AR画面更新,如此一来,你便完成了整个AR体验。ETSI定义的功能参考架构,它描述了含有逻辑架构、高层功能,还有其他相关的AR功能。它同时也定义了这些功能组件交互的参照点,通过定义参照点,框架能将各类功能集成为完整的系统。

在实际的部署中,每一个参照点都会通过一个物理接口实现互联功能之间的调用或信息交互传输,通过特定的协议实现。

AR互动前景可期

但实际上,参考架构体系的参数仅仅只是构建互通性的第一步而已。穆里尔‧丹斯切尔说,工作组的下一步工作是研究不同组件之间的接口并且识别出现有的,符合功能还有参照点需求的技术标准及规范。

工作,才刚刚开始。一旦识别可定义的标准,ETS一方面会自己开发新的标准,另一方面也会和外部组织进行合作。我们和3GPP有一直持续的讨论交流,这也是一个和ETSI性质类似的组织,但是ISG同样也会和外部机构签订谅解备忘录。比如我们有和AREA,Open AR Cloud 还有KHRONOS 合作。

AR系统的有些组件可以在云端运行。这里不包括追踪传感器,渲染接口或者交互接口,因为它们都位于用户设备这端。但是视觉引擎的处理过程,或者3D 渲染引擎,是可以在边缘云运行的。只要它们能满足AR系统所规定的时延限制。还有一些组成部分,低时延对它们而言没那么关键,比如数据托管和处理,这些都可以挪到远程云端。

什么是AR云?穆里尔‧丹斯切尔说,我们把AR云定义为真实世界的一个3D化的数字孪生。可以持续地,实时地进行更新,为用户提供一个共享的AR体验。在一个AR用例中,可以通过联网的平板电脑进行云AR体验,对使用者周围的世界进行地图绘制。这个过程被称之为SLAM(同步定位与建图),当我们在体验AR的时候,有关现实世界的数据就被上载到云端,形成代表真实世界的地图的第一层,而且这个地图,可以被多个用户使用。通过更多用户的使用来不断完善。因此每位用户都为地图的更新做出贡献,最终,就创造出一个全球化的地图,通往全球化的云端。

责任编辑:刘晶


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