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连接立体的未来?我们可能对OPPO的“技术”一无所知

2018-5-16 10:57:11来源:IT之家作者:汐元责编:汐元评论:

近期最热门的电影是什么?非《复仇者联盟3:无限战争》莫属。电影中吸引我们的除了超级英雄们和灭霸的对决,还有各种酷炫高科技的锦上添花。其中有一段罗德上校和国防部长开会的场景,国防部门整个会议室以3D投影的方式呈现在上校眼前,并且可直接与之对话,后来美队等人到来,和部长交谈几句一言不合,罗德上校便潇洒一挥手关闭了和部长的会话,整个3D投影也随之不见。

类似的场景(或技术)多次出现在漫威其他电影甚至更多好莱坞科幻大片中,说明这是人们设想中未来通信的常态,大势所趋,且并非遥不可及。事实上,奋斗在前沿的科技企业们正在为这一场景的实现而努力,例如5月10日,OPPO宣布完成全球首个基于3D结构光和5G技术的3D视频通话演示,正是上述愿景的一个阶段性成果,看起来确实令人对未来充满期待。

现在,IT之家小编不妨和大家详细讲解这一成果背后的细节和意义所在。

首先,“3D结构光技术5G视频通话演示”这个术语已经很明显的告诉大家,这一成果背后有两项关键技术:5G和3D。话句话说,第一,要有足够强悍的通信技术作为基础,第二,需要有可应用于消费级市场的3D技术解决方案。

立体的未来,需要5G做为沃土

让人目眩神迷的3D视频通讯需要高速率低延时的通信技术作为保障,目前,只有行业翘首以盼的5G能堪此大任。移动通信技术大约每10年可以实现一次革命,5G正是下一个技术革命到来的主题。5G能够提供增强型移动宽带,G比特数据秒传;还能提供高可靠低延时的通信能力,轻松实现3D、超高清视频传送、云端娱乐体验如本地、虚拟现实、增强现实广泛应用等;另外还有大规模机器通信,这是物联网、智能家居甚至智慧城市实现的基础。5G能够带来这样的网络能力,是4G时代不可比拟的。

但是5G时代真正到来前我们要做的还有很多,首要的关键工作就是5G标准化的推进,因为标准化是一个产业发展的先头部队,而标准化的制定需要产业各利益方的共同参与,运营商、基础通信技术和设备提供商、终端厂商、国际标准组织等等,而本文里提到的OPPO,正是以面向用户的终端厂商的角色参与5G技术标准的制定。

目前,OPPO已经提前建立了5G标准团队,2017年成立通信标准部,参与3GPP RAN1、RAN2、RAN4、SA2组织及相关项目中,在算法、射频设计、天线、信道模型、测试方法、射频指标等方面做出过重要贡献,且参与了我国5G试验工作组、参与终端规范编写等工作,可以说,OPPO在3DPP 5G核心技术讨论、3GPP中5G终端关键技术指标标准制定方面是有重要影响力的,特别是在为终端企业中。在3GPP 5G技术评估工作中,OPPO还作为第一家终端企业提交了仿真评估的结果。

不过说到底,目前OPPO还是一家智能手机企业,5G能够为智能手机带来什么?

其实这次活动的演示已经能说明答案——“3D结构光技术5G视频通话演示”。当IT之家小编在现场看到技术人员的3D模型在手机中很快建立起来并可以传递到视频通话的另一端时,确实感到震撼。这是一次3D图像采集和5G网络传送的综合展示。OPPO在活动中表示,5G能够给手机产业带来的是包括远程VR、远程AR等在内的泛在现实,这中间,是庞大的3D数据的实时传输,看过《头号玩家》的朋友,相信对这一场景深有体会。

目前5G的三大业务场景中,eMBB(大流量移动宽带业务)率先实现了成熟,mMTC(大规模物联网业务)URLLC(低时延高可靠的业务)还在路上,OPPO表示2022-2025年eMBB增强业务也将投入研发。不过正如OPPO在会上所说,

OPPO对于技术的研究以及用户使用场景的研究,从头到尾都秉持一个原则——以用户需求为导向……因此我们所有的技术研究和应用场景研究一定是围绕用户的需求。

3D,5G滋养的繁茂大树

如果说5G是坚强的后盾那么3D就是酷炫担当。OPPO本次演示使用的是3D结构光技术,那么什么是3D结构光?其实你可以类比iPhone X的景深摄像头,对,就是类似的技术。

普通摄像头无法完成需要景深信息的3D摄像,这就需要专门的3D景深摄像头。目前3D摄像主要有三种技术方案,分别是OPPO这次采用的结构光技术,还有ToF(Time of Flight)和双目测距。ToF又叫飞行时间3D成像,是通过给目标连续发送光脉冲,然后用传感器接收从物体返回的光,通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。双目测距则是利用双摄像头拍摄物体,再通过三角形原理计算物体距离。经过验证,ToF技术现在还不成熟,双目测距虽然广泛应用,但算法复杂且精度不高,目前结构光技术更适合智能手机这类的消费级智能终端。

3D结构光的基本原理是通过结构光投射特定光信息到物体表面,由摄像头拍摄投射到被测物体的三维光图形,拍摄图像再交给采集处理系统处理,获得被测物体的表面数据。当摄像机和投影设备相对的位置一致时,投射到被摄物体表面光线的畸变程度能够反映物体的深度信息,因此得到的图像就是带有深度信息的3D图像。

结构光技术目前包含结构散斑、结构编码和相移条纹三种技术方案,可以简单理解为投射光线为点、线、面不同方案的三种模式。相较于普通摄像头,3D结构光可以达到毫米级深度准确性,扫描速度也很快,不过对被测物体的距离要求比较高,需要在20cm-1m之间,不过它更大的优势是在暗光环境下,也能够迅速测出物体的深度信息,这是普通摄像头做不到的。IT之家小编在现场使用OPPO提供的原型机进行3D人脸识别的体验测试,活动场地光线并不充足,但是无论是人脸信息的录入还是解锁,都能够快到让人感觉不到中间的过程,这是切实的体验,很值得期待。

构建一个丰盈而真实的虚拟世界,3D是不可缺少的基础技术,这是包括微软、苹果在内很多科技公司孜孜不倦努力希望实现的一个愿景,也是市场的蓝海。其实3D结构光技术的运用,不仅仅在VR层面,OPPO看到的,还有3D美颜、3D人脸重建(例如可以运用于本次演示中的视频通话)、3D AR(例如视频、直播中更真实的动画贴图)等等,还有3D人脸支付,更加安全和方便。OPPO表示,目前他们在3D人脸安全支付方面已能达到很高的技术标准。具体大家可以参考下面的数据:

文章开头所谈到的3D人像实时通话,自然也是一大应用场景,它能够让远隔千里的人们通讯交流时仿佛近在眼前,仿佛触手可及。本次活动中的通话演示,算是这一愿景的“初级版本”。实际操作过程中,由手机RGB和3D结构光摄像头获取被测物体的RGB图像信息和深度信息,然后通过5G NR、5G基站、5G核心网等5G基础设施进行传输,接着抵达对应的服务器进行RGB和深度信息的处理,最终输出为3D视频传送到显示器中。如果后期使用3D/VR/AR全息显示设备,那么对话的过程会更加逼真。

至于市场前景更加庞大的3D AR/VR游戏应用,也等待着科技公司门进一步探索。看过《头号玩家》的小伙伴相信能够理解。

总结

未来的世界是立体的,这背后需要成千上万的基础技术进行支撑,IT之家小编觉得,今天OPPO所展示的成果或许看起来还没有最终成熟,但它提供了一种可行性。九层之台起于垒土,也起于产业各方的共同建设,每一项技术的进步,都值得敬佩和尊重。

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关键词:OPPO3D结构光、5G

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