วิวัฒนาการของ Kinect และความสำคัญที่แท้จริงของ Microsoft Research
สารบัญ:
That Kinect เป็นสิ่งสำคัญสำหรับ Microsoft เกือบจะเป็นความจริง อุปกรณ์ดักจับ Redmond ไปไกลเกินกว่าวิธีการง่ายๆ ในการควบคุมคอนโซลวิดีโอเกม และได้กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของกลยุทธ์และการอ้างอิงสำหรับผลิตภัณฑ์จำนวนมากของพวกเขา แต่ยังเป็นตัวอย่างที่จับต้องได้ของสิ่งที่เกิดขึ้นจากการรวมกันของแผนกบริษัทกับห้องปฏิบัติการความคิดของ Microsoft Research
Kinect ตัวแรก ก็เป็นตัวอย่างนี้ไปแล้ว สามปีต่อมา สหภาพเดียวกันนี้เองที่ทำให้อุปกรณ์สามารถพัฒนาไปสู่ขีดจำกัดที่คาดไม่ถึงเพื่อเปิดตัว Xbox Oneในทุกส่วนของ Kinect 2.0 แสดงถึงการปรับปรุงที่สำคัญกว่ารุ่นก่อน และในสัปดาห์นี้ Microsoft ได้ใช้โอกาสนี้เพื่ออธิบายว่าเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการพัฒนาแกดเจ็ตอย่างไร ซึ่งกำลังจะกลายเป็นชิ้นส่วนพื้นฐานในการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์และเครื่องจักร
Kinect 1.0
เมื่อ Microsoft นำเสนอ Project Natal ในงาน E3 ในเดือนมิถุนายน 2009 หลายคนเห็นว่า Redmond ตอบสนองง่ายๆ จากความสำเร็จที่ไม่ต้องสงสัยที่ Nintendo กำลังเก็บเกี่ยวด้วย Wii และระบบควบคุม แต่ภายใต้โครงการที่ใช้ชื่อเมืองในบราซิลนั้นได้ซ่อน Kinect ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่กลายเป็น สินค้าขายดีอย่างไม่ต้องสงสัย และเมื่อเวลาผ่านไปก็มีมากขึ้นเรื่อยๆ เกินคาด
แม้ว่าเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลัง Kinect รุ่นแรกจะเกิดจากการพัฒนาซอฟต์แวร์ของสตูดิโอ Rare และเทคโนโลยีการจับภาพของบริษัท PrimeSense ของอิสราเอล แต่จะเป็น การรวมกันของ ทีม Xbox กับการตรวจสอบของ Microsoft Research ซึ่งทำให้สามารถเข้าถึงตลาดได้
อุปกรณ์รูปทรงแท่งใช้เครื่องฉายอินฟราเรดและกล้องที่สแกนฉากและส่งข้อมูลไปยังไมโครชิปที่จัดทำขึ้นเป็นพิเศษเพื่อจับการเคลื่อนไหวของวัตถุและบุคคลในรูปแบบสามมิติ พวกเขาเชื่อมต่อกันด้วยไมโครโฟนหลายแถวที่สามารถจดจำเสียงของผู้ใช้ได้ องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้รวมกันทำให้สามารถจับการเคลื่อนไหวแบบ 3 มิติพร้อมกับการจดจำใบหน้า ท่าทาง และเสียง
สำหรับงานดังกล่าว ข้อมูลจำเพาะของ Kinect ไม่ได้มีอะไรพิเศษ กล้องมีความละเอียด VGA และทำงานที่ 640x480 ตามค่าเริ่มต้น แม้ว่าจะสามารถทำงานที่ 1280x1024 พิกเซลได้โดยมีอัตราการรีเฟรชที่ต่ำกว่า ไมโครชิปที่รวมอยู่ดำเนินการเพียงส่วนหนึ่งของงานในการประมวลผลข้อมูล โดยปล่อยให้ส่วนที่ดีของงานอยู่ที่คอนโซลเอง
หนึ่งในกุญแจสำคัญของระบบทั้งหมดอยู่ในซอฟต์แวร์ที่สร้างโดย Microsoft เพื่อตีความข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมโดยเซ็นเซอร์ Kinectนี่คือจุดที่ Microsoft Research มีบทบาทสำคัญและยังคงมีบทบาทสำคัญ การตรวจสอบการใช้งานที่หลากหลายที่สุดสำหรับ Kinect และการทำงานร่วมกันใน SDK ที่ Microsoft เผยแพร่ทางออนไลน์ตั้งแต่ปี 2011 เพื่อให้ผู้พัฒนารวมเข้ากับผลิตภัณฑ์หรือบริการของตน
Kinect 2.0
ความแตกต่างอย่างมากระหว่าง Kinect ใหม่และรุ่นก่อนอยู่ที่กล้องหลักใหม่ อุปกรณ์จับการเคลื่อนไหวรุ่นที่สอง ประกอบด้วยกล้องบอกเวลาที่มีความละเอียดสูง (TOF) ซึ่งช่วยให้ Xbox One Kinect ที่กำลังจะมาถึงสามารถจับรายละเอียดได้มากขึ้นด้วย ความแม่นยำสูงและความละเอียดสูงกว่า โหมดความลึกใหม่จากกล้อง TOF นี้ช่วยให้คุณสร้างฉากที่มีความเที่ยงตรงมากกว่า Kinect รุ่นแรกถึงสามเท่า
นี่ไม่ใช่ข้อดีข้อเดียวของการใช้กล้องประเภทนี้ด้วยวิธีนี้ทำให้มีขอบเขตการมองเห็นที่ใหญ่ขึ้น 60% ซึ่งช่วยให้สามารถลงทะเบียนพื้นที่ได้มากขึ้น และทำให้สามารถลงทะเบียนผู้คนจำนวนมากขึ้นในเวลาเดียวกันและในระยะทางที่สั้นลงจากอุปกรณ์ ด้วยคอนโซลใหม่ ผู้ใช้สามารถปรากฏตัวบนเวทีได้สูงสุด 6 คน โดยสามารถจดจำและแยกแยะการเคลื่อนไหวทั้งหมดของพวกเขาได้ มันเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญกว่ารุ่นก่อนซึ่งสามารถบันทึกการเคลื่อนไหวของ 2 เท่านั้น
การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ครั้งที่สองใน Kinect เจเนอเรชันใหม่มาจากมือของ เซ็นเซอร์อินฟราเรดใหม่ ที่จัดการเพื่อจดจำวัตถุและผู้คน ในสภาพแสงน้อยมาก ตอนนี้เซ็นเซอร์ทรงพลังมากจนสามารถระบุสิ่งของในห้องมืดสนิทได้ ความแม่นยำนั้นสามารถจดจำผู้คนและลงทะเบียนร่างกายได้แม้ไม่มีแสงใดที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ ในสภาวะแสงน้อย ระบบจะจดจำท่าทางของมือที่อยู่ห่างออกไปถึงสี่เมตร ทำให้แยกแยะนิ้วแต่ละนิ้วได้อย่างแม่นยำ
Kinect 2.0 แยกแยะโครงกระดูกที่สมบูรณ์ของผู้ใช้ การวางแนวของแขนขา กล้ามเนื้อของร่างกาย และแม้กระทั่งการเต้นของหัวใจ
การรวมกันขององค์ประกอบใหม่ทำให้สามารถบันทึกได้ ไม่เพียงแต่ภาพเงาของผู้ใช้เท่านั้น แต่ยังแยกแยะโครงกระดูกทั้งหมด การวางแนวของแขนขา กล้ามเนื้อของร่างกายด้วยแรงและการกระจายน้ำหนัก ออกแรงกับพวกเขาและแม้แต่การเต้นของหัวใจ การจดจำใบหน้ายังได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมาก ตรวจจับได้แม้กระทั่งรายละเอียดและท่าทางที่เล็กที่สุด และทำให้สามารถระบุตัวตนได้แม่นยำยิ่งขึ้น หากต้องการทราบว่าทั้งหมดนี้หมายถึงอะไร โปรดดูวิดีโอต่อไปนี้
เทคโนโลยีใหม่ทั้งหมดนี้ยังมีการปรับปรุงในตัวประมวลผล Kinect ที่ช่วยให้สามารถรับมือกับข้อมูลจำนวนมหาศาลที่เซ็นเซอร์ใหม่ทั้งหมดได้รับ อุปกรณ์รวบรวมข้อมูลมากถึง 2 กิกะบิตต่อวินาทีเพื่ออ่านสภาพแวดล้อมข้อมูลทั้งหมดนี้ต้องได้รับการประมวลผลและตีความอย่างรวดเร็ว และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องมีการปรับปรุงคุณสมบัติเครื่องอย่างชัดเจน
แต่แค่เปลี่ยนส่วนประกอบเท่านั้นยังไม่พอ เครื่องสแกนอันทรงพลังที่ Kinect กลายเป็นนั้นต้องการซอฟต์แวร์ที่สามารถตีความทุกสิ่งที่เห็น และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องดำเนินการวิวัฒนาการที่สำคัญในโค้ดที่เรียกใช้ นี่คือจุดที่ประสบการณ์และความรู้ของ Microsoft Research มีความสำคัญมากกว่าที่เคย ช่วยทีม Xbox ในจุดที่เกิดปัญหาและจัดหาแนวทางแก้ไขที่เหมาะสมได้อย่างทันท่วงที รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ Kinect 2.0 จึงกลายเป็นผลิตภัณฑ์ของการทำงานร่วมกันซึ่งมีประวัติที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ Microsoft ซ่อนอยู่ในห้องปฏิบัติการของความคิด
กระบวนการวิวัฒนาการ
วิวัฒนาการของ Kinect เป็นเรื่องราวของทีมวิศวกรที่พยายามนำกล้อง TOF มาสู่ Xbox Oneกล้องประเภทนี้จะปล่อยสัญญาณแสงที่กระเด็นออกจากวัตถุและถูกรวบรวมกลับโดยการวัดเวลาที่ใช้ในการเดินทางระยะทาง เพื่อให้พวกมันทำงานได้อย่างถูกต้อง การแยกแยะแสงสะท้อนจากวัตถุในห้องและจากสภาพแวดล้อม จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงถึง 1/10 พันล้านวินาที ระดับความแม่นยำดังกล่าวเป็นวิธีเดียวที่จะให้ข้อมูลที่เพียงพอเพื่อให้คำนวณรูปร่างและรูปทรงของวัตถุได้อย่างเพียงพอ
ฟังดูซับซ้อน และปัญหาคือการเข้าถึงระดับเหล่านี้ด้วยสินค้าอุปโภคบริโภคนั้นยากอย่างที่คิด ในระหว่างกระบวนการพัฒนา Kinect ใหม่ ต้องจัดการกับปัญหาทุกประเภทที่ต้องแก้ไขในเวลาจำกัด Kinect 2.0 น่าจะพร้อมสำหรับการวางจำหน่าย Xbox One กำหนดออกปลายปี 2013
ในสถานการณ์เหล่านี้ Microsoft มีข้อได้เปรียบ: Microsoft Research แหล่งความคิดของคุณทีมงานที่อยู่เบื้องหลัง Kinect ได้ใช้ความรู้และประสบการณ์ด้านเทคนิคมากมายของสมาชิก Microsoft Research เพื่อแก้ปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นด้วยเทคโนโลยีใหม่ที่รวมอยู่ในอุปกรณ์ นี่คือจุดที่การลงทุนด้านการวิจัยและพัฒนาหลายปีเริ่มเกิดผลด้วยความร่วมมือระหว่างแผนกต่างๆ ของบริษัท
โจทย์ไม่ง่าย การแยกความแตกต่างของวัตถุเบื้องหน้าออกจากพื้นหลังและการลดความเบลอของกล้องให้น้อยที่สุดนั้นเป็นงานที่น่ากังวล อย่างแรก วัตถุขนาดเล็กต้องได้รับการวัดอย่างแม่นยำในทุกสถานการณ์และทุกสภาพแสง จำเป็นต้องทำงานจนกว่าจะเป็นไปได้ที่จะแยกความแตกต่างของนิ้วมือเพื่อป้องกันไม่ให้สับสนกับสภาพแวดล้อม ผลลัพธ์ของผลงานนี้ Kinect ใหม่สามารถตรวจจับวัตถุที่มีขนาดเล็กถึง 2.5 เซนติเมตร เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนที่มีขนาด 7.5 เซนติเมตร ปัญหาภาพเบลอต้องการการทำงานและการปรับแต่งซอฟต์แวร์เพิ่มเติม แต่เมื่อเวลาผ่านไป วิศวกรของ Microsoft สามารถลดความเบลอจากการเคลื่อนไหวจาก 65 มิลลิวินาทีใน Kinect ดั้งเดิมเป็น 14 มิลลิวินาทีในรุ่นถัดไป
งานทั้งหมดนี้ต้องการการประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาล ข้อมูลที่บันทึกโดยกล้อง Kinect เป็นแบบต่อพิกเซล ซึ่งหมายความว่า แต่ละพิกเซลจาก 220,000 พิกเซลที่เซ็นเซอร์ Kinect รองรับจะรวบรวมข้อมูลแยกกันในการทำเช่นนี้เราต้องเพิ่มข้อมูลที่รวบรวมโดยเซ็นเซอร์ที่เหลือ ปัญหาที่ซับซ้อนคือการจัดการเพื่อระบุและตีความข้อมูลทั้งหมดนี้ การแยกองค์ประกอบและความลึกที่พบและขจัดสัญญาณรบกวนออกจากภาพ
ด้วย Kinect ทำให้ Xbox One ต้องประมวลผล 6.5 ล้านพิกเซลต่อวินาที
"Xbox One จำเป็นต้องประมวลผล 6.5 ล้านพิกเซลต่อวินาที และพลังการประมวลผลของคอนโซลเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่สามารถทุ่มเทให้กับงานตีความข้อมูลได้ เนื่องจากพลังงานส่วนใหญ่ต้องสงวนไว้สำหรับการเล่นเกม โครงกระดูก การติดตามหรือการจดจำใบหน้าหรือเสียง ต้องใช้การคำนวณน้อยมากต่อพิกเซล ทำให้ต้องมีการล้างข้อมูล>หากไม่มีความช่วยเหลืออันมีค่าจาก Microsoft Research ทีม Kinect จะไม่มีทางบรรลุเป้าหมายทันเวลา"
ความสำคัญอย่างมีประสิทธิผลของ Microsoft Research
การทำงานร่วมกันของทีม Kinect กับบุคลากรที่ Microsoft Research ไม่ได้เป็นความสัมพันธ์แบบปรึกษาหารือกันเพียงอย่างเดียว นักวิจัยของ Microsoft ได้ทำงานจำนวนมาก และสร้างโครงสร้างพื้นฐานและซอฟต์แวร์ทั้งหมดเพื่อแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องในการจัดการกับวิวัฒนาการของอุปกรณ์ ความรู้ของทั้งสองทีมในพื้นที่ของตนทำให้สามารถก้าวหน้าได้เร็วกว่าแยกกัน
กุญแจสำคัญคือความรวดเร็วในการผสานรวมและความสามารถในการจัดหาโซลูชันในช่วงเวลาสั้นๆ แต่การทำงานทั้งหมดนั้นไม่ได้จำกัดอยู่แค่การนำผลิตภัณฑ์ออกมาขายเท่านั้น ข้อดีเพิ่มเติมคือความก้าวหน้าของวิศวกร Redmond มีให้สำหรับนักพัฒนา ทำให้สามารถใช้งานโหมดมุมมองได้มากขึ้นและข้อมูลที่สะอาดขึ้นมาก
Kinect เปิดเผยศักยภาพทั้งหมดที่ Microsoft ซ่อนไว้ในฐานะบริษัท และจะเปิดเผยเมื่อแผนกต่างๆ ทำงานแบบบูรณาการนักวิจัยของ Microsoft Research หลายคนกระตือรือร้นในการพัฒนา Kinect 2.0 โดยทำงานในโครงการที่จะส่งผลกระทบต่อตลาดในทันที สำหรับพวกเราที่ต้องการการมีส่วนร่วมมากขึ้นของ Microsoft Research ในผลิตภัณฑ์ Redmond นี่เป็นข่าวดี
Kinect ยังเป็นการสาธิตที่จับต้องได้ว่า Microsoft Research เป็นมากกว่าห้องทดลองทางความคิด เป็นทุนพื้นฐานสำหรับอนาคตของ Microsoft .
Via | บล็อกอย่างเป็นทางการของ Microsoft | TechCrunch
