工业4.0、3D打印及VR/AR等要真正落地,缺了三维数字化无从谈起
前沿 工业4.0、3D打印及VR/AR等要真正落地,缺了三维数字化无从谈起 前沿 | 2018-11-16 08:47 工业4.0、3D打印及VR/AR等要真正落地,缺了三维数字化无从谈起 谭松

VR遇冷是市场的原因还是技术的限制?三维数字化的应用未来前景如何?三维影像能否甩脱沉重的硬件真正走向普通C端用户?人工智能时代三维数字化又将发挥怎样的作用?

一鸣网产业观察(编辑|谭松):在鸣沙山东麓断崖上,拥有着数千年历史的敦煌石窟在经年累月的风沙水害侵蚀中逐渐老去,不少人感慨看一天,少一天,但在科技高速发展的今天,一切问题都有可能解决……

 

前不久,敦煌艺术跨越千年岁月在沪上展出,除了一些实体文物外,搬不动的敦煌莫高窟和千手观音以等比例全息技术进行了全新展示,其中,进行11影像还原最核心的就是对石窟和佛像的三维数字信息进行采集,再通过各种技术将采集到的三维数字信息转化为立体影像。这个过程实际上就是物体的三维数字化重建,它涉及的核心概念就是三维数字化。

 

事实上,前几年三维数字在全球大热,尤其是在C端的三维虚拟影像方面,众多科技公司纷纷涌入这一领域:HTC手机业务式微,转行做的VR头显Vive全球大热;做社交的Facebook收购虚拟现实技术厂商Oculus让人们看到了巨头们的野心;而2015年微软推出的Hololens全息眼镜则是真正让整个世界看到行业的广阔未来。2018年上半年,电影《头号玩家》刷爆整个社交网络,如今仍有余热。

 

不管是做互联网服务的,还是硬件制造的,大公司们开始布局这个听起来就很有未来感与科幻感的领域。但是近年来在消费级的VR头显等硬件领域有逐渐遇冷的迹象:IDC的数据显示,今年第二季度全球VR头显设备同比下降了33.7%,而业内的明星公司MagicLeap推出的AR新品也被媒体痛批失望至极概念圈钱。但必须清楚的是,VR(或ARMR)只是整个三维数字化领域的一小部分,因此虽然VR热度下降,但三维数字化却是一个真正有着广阔未来的领域,它所引发的变革,将不亚于智能手机带来的革新。如今三维数字化正褪去那些多余的光环和热闹,也许当下正是回归理性,真正思考行业未来的最好时机。

 

VR遇冷是市场的原因还是技术的限制?三维数字化的应用未来前景如何?三维影像能否甩脱沉重的硬件真正走向普通C端用户?人工智能时代三维数字化又将发挥怎样的作用?

 

三维数字化不局限于终端,未来将深刻改变内容呈现形式

 

目前,普通消费者对三维虚拟影像的印象主要集中在VR领域,事实上因为VR领域娱乐化产品的开发已日渐趋于成熟,不管是游戏还是影视都有着一定的应用,因此在传播上也是最为广泛的,但事实上VR只是三维数字化领域的一部分。

 

目前,业内有诸多专注三维数字化的解决方案商诞生,通过三维影像重建和光场技术,提供的前端技术支持和内容制作,产出的数字内容可应用于多个平台,提供的前端技术也可以和各家企业合作,因此仅仅VR平台的式微不会特别深的反映在前端。同样,对于整个三维数字化行业来说,VR的颓势也只是小而且暂时的。

 

事实上,目前整个三维数字化解决方案都是更多的与2B端的商业结合。包括目前阿里巴巴、京东等电商平台三维影像商品展示,与博物馆合作的文物的360°立体浏览等等。除了电商和文娱方面的应用,在对未来应用场景的思考中,包括教育、医疗、设计、甚至影视特效方面,三维数字化还将会有更大的应用空间和市场。

 

其中三维影像对教育的作用显而易见,一些涉及立体画面和动作解析的场景,如今2D画面是远远不能满足的,但这却恰恰是三维影像的基本功能之一,因此在相关教育种类上对三维影像有着巨大的需求;在设计上,针对非平面物体,三维数字影像能更多的作为一个工具性应用,提供物体建模,信息采集,和多维数据分析等等功能,像微软Hololens眼镜即是这类应用的代表,在医疗方面的应用场景也是类似。

 

而近年来声势渐起的工业4.0”和人工智能则更是离不开三维数字化。

 

无人驾驶汽车如何实现自动泊车?3D打印怎么保证1:1的绝对还原?机器人如何在现实环境中融入工作?这些都必须解决一个最基本的问题,就是采集物体的三维数字信息,无人驾驶汽车要探测360°的障碍和距离,3D打印必须获取物体完整的三维信息,工业机器人必须探识现实环境并能探测物体的三维信息,所有的这些都依赖一个基础的元素——三维数字信息采集,否则一切都无从谈起。因此作为一种技术和内容方式,三维数字化的应用场景远远超过普通人所了解的VRARMR。甚至如今我们大谈特谈的人工智能,在许许多多的方面都离不开三维数字化的技术支持。

 

因此在可以预见的工业4.0和人工智能时代,三位数字化可以说是已经深深的嵌入其中,是未来不可忽视的重要技术力量。

 

不管是在泛娱乐场景下,还是教育、医疗,亦或是前景巨大的工业领域,所有的这些三维数字内容都将成为未来的主流呈现形式,但同时,并一定要通过VR/AR等设备来实现,而是未来终端实现升级迭代的驱动力。比如iPhone等手机产品已经透露出了三维数字化的发展趋势。

 

三维数字化技术仍在起步阶段 但各行业已在悄然改变

 

912日,苹果发布了新款iPhone,虽然亮点不大,但苹果也对大部分硬件配置做了升级,其中最重要的一项升级就是A12仿生芯片。除了强大的运算性能,A12更多的将用来处理Face ID和一些相应的AR等三维数字场景。由于Face IDAR所需要的三维信息比二维的平的数据大得多,而在三维影像的渲染上也需要更强的GPU性能,因此毫无疑问的是,硬件限制是制约三维数字影像发展的重要因素。但苹果将A11的每秒6000万次的运算提升到A125万亿次,而A12芯片的机器学习能力相比起之前提升了9倍,摩尔定律同样发生在这个行业。

 

但目前行业发展快速,但还属早期,仍处于技术的积累和开发时期。以VR为例,VR设备的销量下降,绝不仅仅只是市场的原因,其中很大一部分也是因为技术限制。目前VR体验的一个最大难题——眩晕,至今依然未找到好的解决方案。即使几年间融资超过数十亿美金的Magic Leap,其去年年底推出的AR产品Magic Leap One,对发热、画面显示和场景识别等一些关键技术依然没有做到很好的解决。

 

但从2017iPhone X搭载的A11芯片开始,越来越多的如Face ID一样的三维图像处理成为智能手机的标配,如今越来越多的手机厂商开始推出搭载类似的双摄像头和传感器的智能手机。而2017年苹果推出的AR软件开发平台ARkit则是将手机端的三维数字化真正开始推上了快车道。

 

除了软硬件的推动,消费者对三维数字的内容需求也是有目共睹的。不管是影院的“3D全景声,还是VR“旅游C端都有着很高的人气,而淘宝推出的AR Buy+和各种AR营销也曾刷爆我们的朋友圈,甚至像苹果推出的3Demoji也是风靡一时,引得国内手机厂商纷纷效仿。因此C端不仅软硬件在快速发展,对于内容的需求也是非常大的,因此说三维数字的C端化并不是空穴来风。

 

C端设备不仅可以像微软Hololens那样成为一个工具性的设备,未来在泛娱乐端也会有更大的应用场景,成为一个像PC一样的生产力和娱乐并举的三维数字内容平台。

 

更重要的是像智能手机一样的C端设备的便捷性和使用场景远远高于PCVRAR甚至MR之类的硬件产品。如今5G通讯已正式开始商业化布局,未来全息影像通讯也不再只是科幻电影中遥不可及的梦。

 

可以预见的是如苹果公司推出的软硬件结合的方案也会在其他智能手机厂商那里跟进和发展,因此对于三维数字影像在智能手机上的应用普及我们可以保持足够的信心和期待。

 

三维数字化必须依托人工智能

 

其中光场采集就是在对物体做三维数字信息采集时,需要对物体的光场做一个全面的采集,而光场简单点说就是物体在一段时间里所有的光线信息。但要真正做到对物体360°的光场采集,完全重建物体的三维数字影像,需要的是软硬件的深度结合。

光场技术和计算机技术的结合是行业的未来。如今计算机技术在实际的开发应用中,最前沿也最有未来的就是已经被说烂了的人工智能。每个和互联网和科技相关的领域都会说自己运用了人工智能技术,但在更多的时候它们却仅仅沦为概念和噱头,真正的落地应用却没有几个。

 

但在三维数字化领域,有些却是必须依靠人工智能技术来处理的,尤其是前端的三维数字信息采集。以光场采集为例,三维影像的某个部位可能被物体本身遮挡,无法有效采集。这是硬件光场采集的技术盲点,因此必须借助软件层面的去克服。那么人工智能技术也成为重要的解决方案,基于深度学习的人工智能,运用庞大的数据分析和算法来弥补硬件采集上的不足,实现对看不见的区域进行光场模拟和还原

 

除了在前端采集的应用,人工智能在中端内容制作和后期应用的场景识别上,也拥有巨大的应用空间。同时为三维探测、三维影像显示和三维建模提供强大的计算和数据分析能力。

 

核心技术和大数据是科技行业共同的护城河

 

对于科技行业而言,核心技术永远是最坚固的护城河。但另一件众所周知的事是,国内的技术研发环境远不如日本、欧美等发达国家,但现在各家都开始大力投入技术研发,力图让技术成为企业发展的强劲动力。如阿里的达摩院,腾讯AI实验室,百度的百度大脑等等,不管是做电商的还是社交的,都开始将技术研发作为企业发展的重要动力,而技术也越来越多的成为一个企业的核心竞争力和企业护城河。

 

如今随着国内对知识产权和专利技术的重视程度越来越高,国内科研环境也有了很大改善, 越来越多的技术型公司在国内创立成长未来国内也一定会有像西方那样的技术公司的发展环境。

 

另外,大数据作为未来数字化时代的基础,在国内有着非常雄厚的积淀,事实上大数据和人工智能的结合也是未来的世界趋势,或者说大数据将是人工智能的一大基础,只有建立在庞大的数据挖掘和数据分析的基础上,人工智能才有可能真正发挥它应有的作用。

 

同时人工智能也可反哺大数据。如今是高速信息时代,数据的产生的量不是问题,关键是如何在大数据的基础上对数据加以分析和挖掘,使其真正化为有价值的数据。优秀的算法和人工智能技术的运用即是让数据发挥其最大的价值。维数字化、人工智能和大数据,时下几个最前沿最具未来性的关键词集合在一起,势必将掀起一股新的科技风潮。

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