De evolutie van Kinect en het echte belang van Microsoft Research
Inhoudsopgave:
Dat Kinect belangrijk is voor Microsoft is bijna een waarheid als een koe. Het opnameapparaat van Redmond gaat veel verder dan een eenvoudige methode om hun videogameconsole te bedienen en is een belangrijk onderdeel van hun strategie en een referentie voor veel van hun producten geworden. Maar het is ook een tastbaar voorbeeld van wat er kan ontstaan uit de combinatie van een bedrijfsafdeling met het ideeënlaboratorium van Microsoft Research.
De eerste Kinect was daar al een voorbeeld van. Drie jaar later is het diezelfde unie die het apparaat heeft laten evolueren naar onvermoede limieten om de release van Xbox One te begeleiden.In al zijn secties Kinect 2.0 vertegenwoordigt een aanzienlijke verbetering ten opzichte van zijn voorganger en tijdens deze week heeft Microsoft van de gelegenheid gebruik gemaakt om uit te leggen hoe het deel uitmaakte van het ontwikkelingsproces van gadgets dat hard op weg is een fundamenteel onderdeel te worden in de interactie tussen mens en machine.
Kinect 1.0
Toen Microsoft Project Natal presenteerde op de E3 in juni 2009, zagen velen daarin een simpele reactie van Redmond op het onbetwistbare succes dat Nintendo boekte met de Wii en het bijbehorende besturingssysteem. Maar onder dat project met de naam van een Braziliaanse stad ging de Kinect schuil, een apparaat dat een onbetwistbare bestseller bleek te zijn en na verloop van tijd veel meer dan verwacht.
Hoewel de technologie achter de eerste Kinect is ontstaan uit de softwareontwikkelingen van de Rare Studio en de beeldopnametechnologie van het Israëlische bedrijf PrimeSense, zal het de combinatie zijn van het Xbox-team met de onderzoeken van Microsoft Research die het mogelijk maken om de markt te bereiken
Het staafvormige apparaat gebruikte een infraroodprojector en een camera die de scène scande en de informatie naar een microchip stuurde die speciaal was geprepareerd om de beweging van objecten en mensen in drie dimensies vast te leggen. Ze werden vergezeld door een rij microfoons die de stem van de gebruiker konden herkennen. Al deze elementen samen maakten 3D-bewegingsregistratie mogelijk, samen met gezichts-, gebaren- en stemherkenning.
Voor een dergelijke taak waren de Kinect-specificaties niets bijzonders. De camera had een VGA-resolutie en werkte standaard op 640x480, hoewel hij in staat was om te werken met 1280x1024 pixels ten koste van een lagere verversingssnelheid. De meegeleverde microchip deed slechts een deel van het werk van het verwerken van de informatie en liet een groot deel van de taak aan de console zelf over.
Een van de sleutels tot het hele systeem bevond zich in de software die door Microsoft was gemaakt om alle informatie te interpreteren die door de Kinect-sensoren werd verzameld.Dit is waar Microsoft Research een belangrijke rol speelde en nog steeds speelt door de meest uiteenlopende toepassingen van Kinect te onderzoeken en samen te werken aan de SDK die Microsoft sinds 2011 online beschikbaar stelt zodat elke ontwikkelaar het integreert in hun producten of diensten.
Kinect 2.0
Het grote verschil tussen de nieuwe Kinect en zijn voorganger zit 'm in de nieuwe hoofdcamera. De tweede generatie van het motion capture-apparaat bevat een time-of-flight (TOF)-camera met hoge resolutie waarmee de aankomende Xbox One Kinect meer details kan vastleggen met hoge precisie en hogere resolutie. Met de nieuwe dieptemodus van deze TOF-camera kun je een scène reproduceren met drie keer meer natuurgetrouwheid dan de eerste Kinect.
Dit is niet het enige voordeel van het gebruik van dit type camera.Hiermee wordt ook een 60% groter gezichtsveld bereikt, waardoor een grotere ruimte kan worden geregistreerd en er meer mensen tegelijkertijd en op kortere afstand van het apparaat kunnen worden geregistreerd. Met de nieuwe console kunnen tot 6 personen op het podium verschijnen, die al hun bewegingen herkennen en onderscheiden. Het is een aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van zijn voorganger, die alleen de beweging van 2 kon opnemen.
De tweede grote verandering in de nieuwe generatie Kinect komt van de hand van de nieuwe infraroodsensor die erin slaagt objecten en mensen te herkennen bij zeer weinig licht. De sensor is nu zo krachtig dat hij items in een volledig donkere kamer kan identificeren. De precisie is zodanig dat het mensen kan herkennen en lichamen kan registreren, zelfs zonder enig licht dat zichtbaar is voor het menselijk oog. Bij weinig licht herkent het de houding van de hand tot op vier meter afstand, waarbij elk van de vingers nauwkeurig wordt onderscheiden.
Kinect 2.0 onderscheidt het volledige skelet van de gebruiker, de oriëntatie van zijn ledematen, de spieren van het lichaam en zelfs de hartslag.
De combinatie van de nieuwe elementen maakt het mogelijk om niet alleen het silhouet van de gebruiker vast te leggen, maar ook om hun volledige skelet, de oriëntatie van hun ledematen, de spieren van het lichaam met de kracht- en gewichtsverdeling te onderscheiden uitgeoefend op hen, en zelfs de hartslag. Gezichtsherkenning is ook sterk verbeterd, waardoor zelfs het kleinste detail en gebaar worden gedetecteerd en een nauwkeurigere identificatie mogelijk is. Bekijk de volgende video om een idee te krijgen van wat dit allemaal betekent.
Al deze nieuwe technologie heeft ook een verbetering in de Kinect-processor waardoor deze de enorme hoeveelheid informatie aankan die alle nieuwe sensoren verkrijgen. Het apparaat verzamelt tot 2 gigabit aan gegevens per seconde om de omgeving te lezenAl deze informatie moet snel worden verwerkt en geïnterpreteerd en daarvoor is een duidelijke verbetering van de machinespecificaties noodzakelijk.
Maar het veranderen van de componenten is niet genoeg geweest. De krachtige scanner die Kinect is geworden, heeft software nodig die in staat is alles te interpreteren wat hij ziet, en daarvoor was het nodig om een belangrijke evolutie door te voeren in de code die erop draait. Dit is waar de ervaring en kennis van Microsoft Research belangrijker dan ooit is geworden, het Xbox-team helpen waar zich problemen voordeden en tijdig de juiste oplossingen bieden. snel en efficiënt. Kinect 2.0 werd zo het product van een samenwerking waarvan de geschiedenis het potentieel aantoont dat Microsoft verbergt in zijn ideeënlaboratorium.
Het evolutieproces
The Evolution of Kinect is het verhaal van hoe een team van technici probeerde een TOF-camera naar de Xbox One te brengen.Dit soort camera's zenden lichtsignalen uit die weerkaatsen op objecten en worden opgevangen door de tijd te meten die nodig is om de afstand af te leggen. Om ervoor te zorgen dat ze goed kunnen werken en reflecties kunnen onderscheiden van objecten in een kamer en van hun omgeving, is een nauwkeurigheid van maximaal 1/10 miljard seconden nodig. Een dergelijk niveau van nauwkeurigheid is de enige manier om voldoende informatie te verschaffen om de vormen en contouren van objecten adequaat te kunnen berekenen.
Klinkt ingewikkeld, en het probleem is dat het bereiken van deze niveaus met een consumentenproduct net zo moeilijk is als het lijkt. Tijdens het ontwikkelingsproces van de nieuwe Kinect moesten allerlei problemen worden aangepakt die in een beperkte tijd moesten worden opgelost. Kinect 2.0 zou klaar moeten zijn om de release van Xbox One, gepland voor eind 2013, te vergezellen.
Onder deze omstandigheden heeft Microsoft een troef in petto: Microsoft Research, uw denktankHet team achter de Kinect gebruikte de enorme kennis en technische ervaring van Microsoft Research-leden om de verschillende problemen op te lossen die zich voordeden met de nieuwe technologie die in het apparaat was geïntegreerd. Hier begonnen de jarenlange investeringen in onderzoek en ontwikkeling hun vruchten af te werpen dankzij de samenwerking tussen de verschillende afdelingen van het bedrijf.
De uitdaging was niet eenvoudig. Voorgrondobjecten onderscheiden van achtergrond en cameraonscherpte minimaliseren is een hele klus. Voor het eerst moesten kleine objecten nauwkeurig worden gemeten in allerlei scenario's en met allerlei lichtomstandigheden. Het was nodig om te werken totdat het mogelijk was om de vingers van de handen te onderscheiden, zodat ze niet verward konden worden met de omgeving. Als resultaat van dit werk is de nieuwe Kinect in staat objecten te detecteren die zo klein zijn als 2,5 centimeter, in vergelijking met de 7,5 centimeter van zijn voorganger. Het vervagingsprobleem vereiste wat meer werk en software-optimalisatie, maar na verloop van tijd konden de technici van Microsoft de bewegingsonscherpte verminderen van 65 milliseconden op de originele Kinect tot 14 milliseconden op zijn opvolger.
Al deze taken vereisen het verwerken van een enorme hoeveelheid informatie. Gegevens die door Kinect-camera's worden vastgelegd, zijn per pixel, wat betekent dat elk van de 220.000 pixels die door de Kinect-sensor worden ondersteund, onafhankelijk gegevens verzameltHieraan moeten we veel meer informatie toevoegen die door de rest van de sensoren is verzameld. De ingewikkelde kwestie is erin slagen om al deze informatie te identificeren en te interpreteren, de elementen en de diepte waarop ze worden gevonden te scheiden en de ruis uit het beeld te verwijderen.
Met Kinect moet Xbox One 6,5 miljoen pixels per seconde verwerken
"Xbox One moet 6,5 miljoen pixels per seconde verwerken en slechts een klein deel van de rekenkracht van de console kan worden gebruikt voor het interpreteren van de informatie, aangezien de meeste kracht moet worden gereserveerd voor gaming, tracking, of gezichts- of audioherkenning. Er was zeer weinig berekening per pixel nodig, wat opschonen vereiste>Zonder de onschatbare hulp van Microsoft Research zou het Kinect-team hun doel nooit op tijd hebben bereikt"
Het effectieve belang van Microsoft Research
Het gecombineerde werk van het Kinect-team met de mensen van Microsoft Research is geen zuiver adviserende relatie geweest. Microsoft-onderzoekers namen veel werk op zich en bouwden een volledige infrastructuur en software om de problemen op te lossen die gepaard gaan met de evolutie van het apparaat. De kennis van de twee teams op hun respectievelijke gebieden maakte het mogelijk om sneller vooruitgang te boeken dan afzonderlijk.
De sleutel was de snelheid waarmee ze integreerden en het vermogen om in korte tijd oplossingen te bieden. Maar al dat werk beperkt zich niet tot het te koop krijgen van een product. Het extra voordeel is dat de vorderingen van Redmond-technici beschikbaar zijn voor ontwikkelaars, waardoor er meer weergavemodi kunnen worden gebruikt en veel schonere gegevens.
Kinect onthult al het potentieel dat Microsoft als bedrijf verbergt en dat komt aan het licht wanneer haar afdelingen op een geïntegreerde manier werken.Meerdere Microsoft Research-onderzoekers zijn actief geweest bij de ontwikkeling van Kinect 2.0 en werkten aan een project dat onmiddellijke marktimpact zal hebben. Voor degenen onder ons die een grotere deelname van Microsoft Research in Redmond-producten hebben geëist, is dit goed nieuws.
Kinect is ook het tastbare bewijs dat Microsoft Research veel meer is dan een laboratorium van ideeën, het is een fundamenteel kapitaal voor de toekomst van Microsoft .
Via | De officiële Microsoft-blog | TechCrunch
