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欣奕华科技集团总经理兼人工智能事业群CEO张弥:SLAM在AR领域大有可为

10月22日-23日,由国家发展和改革委员会高技术产业司、工业和信息化部电子信息司、北京市发展和改革委员会、北京市经济和信息化委员会指导,中国光学光电子行业协会液晶分会、日经BP社主办的2019国际显示产业高峰论坛(DIC 2019)在北京举行。欣奕华科技集团总经理兼人工智能事业群CEO张弥做了主题为《SLAM:AR世界的魔法棒》的主题演讲。

首先,张弥简单介绍了AR和其发展历史。AR是增强现实,通过电脑技术,将虚拟的信息应用到真实世界,通过把真实的环境和虚拟物体实现叠加,在同一个空间中实现并存,这样的技术和应用。AR发展很早,1968年的时候,著名的达伯克里斯之剑,提出了头盔穿戴显示应用的示范,90年代波音公司第一次提出AR的概念。又过了两年美国空军和哥伦比亚大学,分别提出了最早的两个增强现实实现的原理性的系统。1997年北卡大学的阿祖马提出了增强现实的定义,千禧之年AR版的游戏《雷神》诞生了。2012年产生了谷歌眼镜,谷歌眼镜是带动了一波AR的热潮。三年之后,微软推出了Hololens,直到现在仍然被认为是体验度最好的装备。宠物小精灵AR游戏当时也风靡全球,只用63天达到5亿美元的收入,2017年开始苹果和谷歌每年在软件包的开发上下力气。国内方面,华为在去年也推出了增强现实的引擎,华为AR引擎。  

相比VR技术,AR有以下优势。一是 AR主要是融合新产生的一些可视化环境和现实能够进行交互,进行叠加,帮助人对现实的环境,或者现实的物体能够增强之间的感知。和VR相比,AR在用户的体验、应用场景以及拓展方面更有优势,而且更易与现在的行业进行结合,所以AR的想象力,发展空间也会更大。在数据处理方面,AR的真实感更强,建模工作量小,对信息选择性的处理,这样降低整体工作量,实现高效的交互认知。

其次,AR的用户体验相对来更好一些,因为它无需接入大型的连接,也不用和电脑进行同步,而且穿戴的舒适度和便利性都更方便一些。此外,由于AR可以将虚拟和现实的场景进行混合,可以面向万千变化真实的世界,所以AR对于传统的商业模式的增值和利益的叠加,在这个方面会带来有益的促进的作用。

紧接着,张弥具体介绍了SLAM技术,对于真实场景和计算机生成的虚拟场景怎么应用,他的首要目标是进行无缝的合成,实质是将这两个场景对齐,先根据事实物体确定虚拟物体和观察者之间的关系,通过正确的投影,把虚拟物体投影到观察者的视域范围内。

SLAM解决一个位置的问题,SLAM把虚拟的世界和使用者能够进行一个结合。SLAM技术根据硬件设备的不同,主要分为两类,一类是基于激光雷达的,如无人车上面有一个大包,那个是激光雷达。另外一个是基于视觉的,采用摄像头,就像人的眼睛一样,给机器安上一个眼镜,用它来看。激光的建图比较精准,因为激光测试的距离包括范围比较精准,缺点在于它所呈现的信息比较有限。

视觉的SLAM主要包括几个方面,一个是数据的采集,还有特征点的提取和处理,以及数据之间的关联,还有视觉的优化,相对来讲过程蛮简单的,就是拍两张图片,通过比对这两张图片,物体在这一时刻站的位置和下一时刻站的位置,中间的距离差,以及这两张图片中每个点的对应关系,计算出移动位置和最终距离的结果。

第二个技术是AI芯片,AI芯片也是因为对处理的计算能力提出了极高的要求,它首先包括探测、合成、叠加、渲染,一系列的问题,要在极短的时间内完成,避免给用户带来一种延迟的感觉。传统的CPU芯片,因为通用性过于强,而且无法放入大量的计算核心,实现大规模的并行计算,所以还是不足以支撑AR的操作流畅性。

欣奕华目前在研发Tu系列芯片,基于16纳米的工艺,把整体计算功耗小于两瓦,集成了NPU深度卷积神经网络,进行图像处理分割功能加速,同时有VSLAM的处理单元,里面还包括了图像信息,光照还原,白平衡,降噪以及双摄像头之间的协同同步,这个芯片预计在明年的时候完成Demo的制作,希望和一些厂商联合进行推广。

最后,是欣奕华的显示技术,当信息收集完,处理完,接下来是如何呈现给终端的使用者。目前AR设备有三种方式,头戴式,手持式和PC显示,包括HUD,这样为代表的空间显示器。张弥认为在智能眼镜为代表的近眼屏是未来AR广泛发展的应用,可以更好的解放双手,能够随时随地都能够和现实世界有一个直接的交互。这里也分了很多类,包括LCos+冷静,MicroOLED+自由曲面,LCOS/DLP+波导,LBS+全息反射。目前,这些所有的技术还是在试验阶段。

未来在LCOS+波导或者Micro OLED在穿戴的便利性上有更好的优势,这方面未来可能有更好的应用。今后随着OLED,随着设备材料不断优化和性能的不断提升,今后OLED的应用不光在手机上,在AR和其他方面会得到长足的发展。

最后,张弥分享了AR未来的应用场景。在ToB端,AR作为一种生产工具的方式为企业解决实际应用的问题,可以大大的提升生产和培训的效率,提升了安全的系数,以及快速提升使用者能力,AR带来的价值远远大于购买整套AR系统的成本,因此企业级的应用的需求非常旺盛。

相对于B端来说,在C端,主要集中在娱乐、教育这样的领域,在APPStore这样的开发软件当中可以看到游戏类软件占43%,实用性工具,测量、长度、宽度、导航占12%。这边数据有叠加,因为娱乐和教育的东西混在一起,大体来讲,在这里面的分类主要是集中在这三个方向上的。

张弥总结说,随着AI技术的发展和AR内容的丰富,AR产品可能会成为随身携带的工具,就像手机一样,甚至有可能取代手机,进一步促进虚拟现实和物理操作之间相互的融合。随着AR屏幕的兴起,不断的延伸,这样的一个AR今后的形态,像眼镜,像手机上的方式发展,同时AR的内容也会逐步的丰富,基于我们现在人工智能的蓬勃的发展和处理能力的提升,能够给今后AR的应用带来更多的支持。今后在AR应用中,人机交互变得更加自然,即时信息边看边买的操作也会成为可能, AR应用将拓展到更多的场景中。

责任编辑:赵强


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