Google 软件工程师:用Daydream和Tango探索VR和AR世界

       Unite 2017 在上海国际会议中心隆重召开！Google 资深软件工程师 Wim Meeussen分享《用Daydream和Tango探索VR和AR世界》主题，剖析为什么Google这么关注AR和VR，以及Daydream的定位及Tango的运作方法。

以下为整理的演讲实录

       Google 资深软件工程师 Wim Meeussen：

       我是Wim Meeussen，来自于Google公司，负责亚太区的工程团队。我谈一下移动AR和VR。

Google的野心 为什么如此关注AR和VR

       在开始之前，我想谈一下为什么AR和VR这么重要。我们来看一下Google公司的愿景，Google希望能够把所有的信息组织起来为人们所用，为什么Google这么关注AR和VR呢？答案在于如果我们看一下各种不同历史上的计算平台，我们相信AR和VR会成为下一代的计算平台。

       我们相信下一步时代是增强现实和虚拟现实的时代。在这个时代里有很多的互动，在VR里面可以看成一种新的环境，它把我们处置在一个假的环境中，在VR里面我们可以对现实有更好的了解，AR和VR都是表达和使用信息的新途径，正是因为这样，Google非常重视AR和VR。

       你要问我们为什么要在移动设备上设计AR和VR，因为我们全世界的移动设备非常多，如果我们要实现非常大的数据规模，我们必须要实现移动化，全球手机有30多亿台。这样的规模对Google很有意义，对在座的诸位也很有意义。

       我今天会介绍Daydream做VR的平台，还有Tango做AR的平台，这两个平台现在已经存在了，我们可以买到一些设备，硬件软件都存在了，不是一个未来的东西。

Google 的VR定位：主打移动端

先介绍一下Google虚拟现实的平台Daydream。

       首先Daydream在不同的平台之间有定位，左边是眼镜这个是比较便宜的东西，是现今存在最大的VR平台，我们已经卖出了1000多万个。右边是更加高端的桌面的虚拟现实的东西，Daydream处在中间。

       我们要体验Daydream，就需要一个有Daydream功能的手机和Daydream的查看器、控制器。要使这三个东西紧密地配合实现它们的功能。

       我前面谈到过规模，Google对一台符合Daydream功能的手机，现在中国通信和摩托罗拉已经有了这一类的手机，华硕和华为也正在开发这方面功能的手机。

       这是一个Daydream眼镜、查看器、耳机，我们要把它设计的比较柔软，便于使用。所以在              Daydream里面要进入到VR，把手机放上去，把它关上就可以体验了。在查看器里面我们的手机会和我们的察看设备实现无线通讯和互动。另外我们还有控制器，对于VR来说，我们控制器要做的简单易用，我们其实是蒙上眼睛就可以使用，控制器要非常地简单，有一个可以点击的触屏，有一个应用的按纽。

       我们进入到VR之后把耳机戴上会是什么情况呢？首先我们在Daydream里面先看到Daydreamhome，可以启动和停止VR应用，可以进入到app store，我们可以下载新的应用，可以采购一些APP，也可以看电影，我们整个体验都在VR里面，我们不需要进出VR，甚至可以在里面打电话。

       刚才我从消费者角度谈了一下Daydream，现在从开发者角度谈一下Daydream。我们要做VR是什么意思呢？我们要欺骗我们的大脑，相信我们处在实际上不存在的环境当中，让大脑产生幻觉，产生幻觉要三个要素，首先要能看到一些东西，听到一些东西，还要能够进行互动。

VR产生体验的三要素：图像 声音 交互

       VR产生体验有三个要素，接下来会更详细地从三个方面来阐述。

       首先我们能够看到一些东西在现实的世界当中，如果我们移动很快就看到了一些运动，比方说我转个头就可以看到。几乎是在移动和看到图象的延迟几乎是零毫秒，在VR里面我们移动传感器要能够探测到移动在什么地方。

       另外我们要提交渲染图像，图像出来以后才能看到运动的模型，所以从开始移动到我们看到有很多不同的步骤。

       我们要实现比较好效果的VR，滞后时间要小于20毫秒，正是因为这样Daydream里面有特殊的软件、硬件，确保滞后时间在20毫秒以内。

       下面我们再来看系统的UI，希望能够在里面打电话、做购买。你可以待在VR里面，同时它的低延迟渲染也是非常重要的，可以在20秒当中做很多事情。

       另外一个非常重要的功能是音频体验、听觉体验。你想要去做这样一个渲染，想要有这么好的一棵树，你可以花很多的时间，或者很多CPU能够让每一张树叶看起来都非常真实。

       当然，这在移动上是挺难做到的。但是我们可以这样做，把树用比较少的面数，给它加入音频，对于用户里面低面树加上声音之后代入感非常好，就跟比较好的渲染出来的代入感是一样的，不需要用到那么多的CPU。音频是一个比较便宜的解决方案，另外声音在不同的地方表现也是不一样的，比如说你在森林里面讲话的声音是不同于你在太空进行的对话。因此我们要使得声音也做的尽可能真实。

       VR不仅仅只是左右声道，这个声音是360度，全方位环绕的。同时声音就好像是背后传来了很真实的声音，你想要去查看一下，因此这个声音也可以作为代入感的工具。

       第三个要谈的是你与这个世界的交互，我们这里有一个控制器，它有相应的传感器，可以对运动进行感知，它不仅仅只是做3D的控制，它是可以帮助你来做到自由运动。

       下面给大家分享一下VR的最佳实践，首先有这么一点，如果你假设你的用户是坐在沙发上，他很舒服，可能有20、30分钟的时间给他，这个用户可以到处去看，但是很难向后看，因为他是坐着的，你就想象有这么的一个场景，你坐下来之后你也挺难去运转，很难转动。假设这个就是你的用户场景，你记住这一点就容易去进行开发。

       再来看看Motion，运动。在现实生活当中你的用户是坐下来的，在虚拟世界当中用户坐下来就是完美的，因为两者是可以匹配的，是一样的。如果你想使用motion运动的话必须要非常谨慎，因为很多人会有运动上的紧张感。有的时候你想要让Motion尽可能地短时间，因为有的人可能会有不适感。

       再举一个例子，有时候你看上去挺有趣的，现实当中感觉有些东西挺恐怖的，但是这个感觉在VR当中也是一样让人恐怖的，比如说有人有恐高症，在VR当中也是感觉不适的。另外有的人有幽闭空间恐惧症，他会在开放空间也会感觉不舒服。如果有尖锐物体的话你会感觉你会受伤，你也不想有挤在中间的感觉。所以VR对用户的感觉是非常真实的，它可以带来非常真实的情感体验，所以你在设计的时候必须能够重视这一点。

GoogleAR平台Tango硬件及软件设备

       刚才谈的是Daydream，是关于VR的。我的第二部分想要讨论的是Tango，这是AR平台。

       如果VR是关于创作想象，那么AR真正重要的就是能够让你的手机去了解我们身边的世界。

       我这里再解释一下它是怎么样去运作的。在Tango里面希望给你手机能够有同样的体验，看到场景的时候你希望Tango能够了解背后的3D的几何，不光光只是看到了像素，还可以看到3D的几何世界。

       先来看看Tango的硬件，每一个Tango手机有三个独特之处，每个Tango手机都有特别的深度感知传感器，它是有这样的功能能够让它感知深度，此外它还有运动追踪器，因为我们在做图象处理的工作，所以还有第三点，就是视觉处理器。

       这就使得每一个Tango手机非常独特，现在联想在2016年12月已经发布了这样的一款手机，叫做Lenovo Phab2 Pro，华硕也开发了。Tango的摄像头将会是手机的下一个变革，能够让人们更好地了解这个世界。

       下面再来看看Tango的软件设备。它有三块，一块儿是运动追踪，一块儿是深度感知，一个是关于领域知识，也叫Area Learning。

       运动最后能够告诉我运动轨迹是什么样的，深度感知能够帮你看到3D世界， Area Learning是一种记忆，对Tango也是这样的，我们给Tango这种记忆，让它记住它去过哪里，记住手机的运动轨迹，记住它经过哪些地方。

       为什么你需要这三块儿来做VR呢？比如说我们做渲染，做一辆汽车的时候为什么需要这样的渲染呢？

       我这里所拿的就是联想这部手机，Phab2 Pro，它有G Pro的摄像头，我像大家做的展示就是它能帮你理解AR的。

Tango手机实现的AR效果示例

       这可能是AR的最简单的版本，这里是有虚拟的角色，这个并不是非常棒的AR。

       我们再向前一步，加入运动追踪，有虚拟的小猫，它可以移动。再加上深度感知看看，在这个版本当中我们用了深度感知器，让它去了解地板在这儿，能够把它放在合适的地方。

       因为我们了解了它背后的几何学，所以我就可以去做点击，让它走到不同的地方。看看能不能让它跳到桌子上去，现在我们有了运动追踪，有深度感知，这里面的AR做出来就是很棒了。

       人可以通过这个桌子看到这个猫，这不太好，这就破坏了AR的幻觉，还有一个给大家展示的。我们会用深度传感器对环境建立3D的网格，我们会告诉Tango在哪些地方有障碍，有遮挡，我这里有一个网格，小猫在桌子后面。我们看不清楚，如果我们建立真正的应用会把整个猫都遮挡起来，这里面会有阴影，我们要有很好的AR体验，要有不同的要素。

       我们了解了它的运动、重量、障碍、遮挡物，使得虚拟的物件就像真实的物件一样受到这样的效果，当然我们要建立很好的AR，可以通过反光、光线能够做到一些效果非常好的AR。

       Ues Cases有哪些？我们可以用它来玩虚拟的家具、我们也可以用Tango来进行三维的尺度测量、我们可以通过3D的模型在Tango里面对尺寸进行测量和核对。

       我前面讲到过方位的感知、区域的学习，我们现在在这个房间里面，加入我们要感知一下在整个大楼里面的位置，在真实的世界对虚拟的物件要实现可视化，通过记忆，在植物园里面可以看到整个的热带雨林。

       我们今天讲到了Daydream和Tango，要有虚拟体验，所见、所闻三个因素，如何在VR里面实现真实的效果？首先要有真实的体验，这些物件必须看上去是真实的。这是我们的开发者网站，包括Daydream和Tango。

谢谢大家！