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触摸现实:颠覆手机的下一个十年

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触摸现实:颠覆手机的下一个十年


【1】



自上个世纪以来,包括手机在内,整个信息通信业的科技创新,都一直以十年左右的周期,重复着自己的颠覆节奏。


1987年11月18日,中国第一个模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成并投入商用,俗称大哥大的摩托罗拉手机第一次正式进入中国大陆市场。


1997年,中国电信的GSM用户突破1000万大关——是的,这时它和中国移动还没有拆分。这一年,摩托罗拉发布了历史上第一款折叠手机,菲利普·卡恩(Philippe Kahn)也发明了全球第一部拍照手机,而诺基亚取代摩托罗拉,成为了全球最大的手机生产商。

2007年,TD-SCDMA开始在中国十个城市大规模建网。这一年,乔布斯在Macworld大会宣布,"苹果将重新发明手机",而当时全球手机老大诺基亚,对其不屑一顾。


从没有手机,到模拟手机,到功能手机,再到智能手机,每一次都是彻底的颠覆。


而每一次颠覆的背后,都是人类在无线通信、材料工程、集成电路、应用软件、互联网络等科技领域的科技演进的"量变到质变"。

【2】


然而,从2007年iPhone将我们带入智能手机时代,一直到现在,我们仍未看到手机有新的颠覆式创新出现。

事实上,在这11年里,从基础科学到应用科学,从通信到网络,从云到大数据,从人工智能到虚拟现实,全世界的科技创新积累已经天翻地覆,但为何时至今日,它们仍未能汇集出手机的新一轮颠覆变革趋势?

或者说,如果这个颠覆即将出现,那么,它将出现在何处,又将如何定义手机行业的下一个十年?


关于这个问题,已经有很多的猜测

有人认为,颠覆的引爆点将会来自石墨烯,这种超级材料带来的各种性能飞跃,将为手机的创新,制造广阔的空间


也有人认为,颠覆会来自柔性材料,它可以让手机打破形体的束缚,以更具想象力的可能性,来重新定义手机,甚至以其他的终端形式取代手机。

还有人认为,颠覆会来自于人工智能,它将在各个垂直领域不断突破,乃至以更人性化的"器灵"方式,重塑手机给我们的功能和体验。


【3】


但在我看来,以上判断可能都不准确。


无论石墨烯还是柔性材料,它们虽然已经有很多激动人心的数据与案例,但要真正走出实验室,并实现大规模的产业化和商业化,还需要一个不短的时间过程。


而人工智能并不是一个独立的进程,在人类发明真正通用的超级智能之前,它更现实的情况,是以春风化雨的方式,融入到各个垂直领域,实现能力的提升。但它本身却还难以为我们创造一个独立的、爆发式的颠覆体验。

我认为最重要的,是交互方式。


最早,模拟手机只能用于打电话,与人没有交互。


功能机时代,通过键盘的交互,手机可以用来发短信、上网,以及最原始的其他应用。

在智能机时代,触摸取代了实体键盘,让手机真正变成了我们大脑和手的延伸。


如果没有这种触及到交互层面的深刻变革,那么,其他的创新再多,也做不到真正开启下一个时代。

所以,也有很多人,把语音交互,尤其是近几年来,在深度学习人工智能驱动下的语音交互,作为下一次颠覆的希望。


但问题在于,且不论目前还未能彻底攻克的语音识别率问题,仅仅是语音交互方式的效率、外界干扰影响和私密性,就限制了它的应用场景,使它难以以一个完整的独立体系来实现颠覆。


【4】


真正的变革,更可能来自另一个方向:虚拟与现实的融合。


注意,我这里说的是方向,而不是技术,因为它会是包括了3D结构光、虚拟现实技术、5G、人工智能、大数据等多个领域的技术在内,最终在这个大的方向上,汇聚成为手机功能与体验突破的合力。

如果说,在智能手机时代,手机取代电脑,成为我们在虚拟世界的信息中枢;那么,在下一个十年,手机将有望消弭虚拟与现实的边界,帮助我们用现实塑造虚拟,以虚拟触摸现实。


在这方面,有太多的想象空间。我可以简单列几个:


(1)手机可以精确地识别人脸、表情、手势等指令,它与我们的交互可以突破屏幕限制,更方便、更多元,而且可以适用于更多更复杂的环境。


(2)手机应用可以实时获取现实世界的信息,并将其实时投射到虚拟世界中,从而为创造更丰富的应用场景。

比如未来的游戏,我们可以使用与自己相同体型、身材甚至面貌的角色,甚至代入我们身边的场景;


未来的购物,可以实时测量我们身体、房间等各种需求数据,获得量身定制的个性化商品,而且可以先在线上"试穿"、"试摆放",满意了再确认购买;


未来的工匠,可以对着一片空气,就用手捏出满意的作品模型,然后通过3D打印完成;


未来的电话,我们不再是语音或视频,而是像科幻电影里一样的三维投影,彼此清楚看到对方的动作和表情;


未来的安全识别,不再需要验证密码,因为人的面部特征远比指纹更加复杂,三维的人脸识别也将能做到比指纹识别更准确、更安全、更方便。

这些,都能让我们获得完全不同的,颠覆式的手机体验。


【5】


我认为虚拟与现实的融合能成为下一个颠覆的另一个重要原因,是它的技术积累已经比较充分,而且已经走到临界点。


(1)现实数据的采集:


这方面,最重要的就是要让手机对现实世界的位置数据采集,从二维变成三维,才能真正在虚拟中还原现实世界。


(2)数据的传输:


空间数据从二维变成三维,意味着数据量的指数级增长,而且要实现虚拟与现实的真正融合,对于数据的传输与处理时间也有更高的要求。

这意味着,我们需要带宽更高、时延更低的数据传输系统——这也是相对4G网络来说,5G实现的最大性能提升之一。



(3)数据实时的智能化的处理:


这方面,需要人工智能、AR/VR/MR、大数据等相关领域的提升,比如更高效的人工智能算法、更适合人工智能运算的AI芯片、面向虚拟现实的各种应用,以及相对应的数据处理系统等等。

我们看到,以上各个领域,都在最近几年有长足的进展。

比如,按照预期,包括中国在内的很多国家,都将在未来1年内启动5G商用。


【6】


整个技术链条中,最核心也最重要的,是三维数据的采集环节。

在这方面,科技巨头们很早就已经在做准备。


比如英特尔此前推出的RealSense解决方案,就通过多组摄像头捕捉2D图像,经过计算变成实时的3D图形,从而试图将一切"看到"的视觉数字化。


而高通的和Spectra 模块项目,则通过前置的iris 生物识别模块和视觉摄像头模块,让手机具备3D结构光(SLiM)的识别和处理能力。

当然,高通与英特尔都还处在行业的最上游,它们的技术从提出到真正成熟,再应用于终端产品,也还需要产品。


所以,另一个事实更具有标志性意义


2018年5月10日,OPPO成功实现全球首个采用3D结构光技术的5G视频通话演示。

这意味着,我前面提到的,无论是三维信息的采集、传输还是实时处理,它已经实现了真实的应用。


【7】


我们来看一下,OPPO批露的一些细节和数据:


传统的RGB摄像头通过采象的元件把环境光、自然光、太阳光呈现出来的光线效果采集起来,形成图像。

3D结构光则是通过固定的发光源发射光线,投射到物体表面,再通过采集设备收集物体表面反射呈现出来的反射映象,并通过采集设备上的算法,分析出来这个景物在3D环境中呈现的反射效果,分析它的景深信息,进行3D结构构造。


它与过去的单摄像头或双摄像头的区别是:


单摄像头无法确认深度信息和形状信息,双摄可以通过算法实现厘米级别的深度信息检测,3D结构光则可以实现毫米级别的景深信息检测。


OPPO表示,3D结构光可以达到百万分之一级别的识别精度,远超指纹识别的五万分之一。可以通过算法,精确地录入用户的面部信息和比对信息,从而带来更安全的支付环境。


而在女性用户最关心的美颜功能上,3D结构光也可以带来巨大的提升。

过去,在面部特征的精度上,2D美颜的精度无法做到完美,所以美颜度越强,美颜效果越让人感觉不真实。


但有3D结构光技术后,可以对人面部的轮廓实现几千点甚至上万点的特征点提取,把立体信息全部提取出来,这样无论面部磨皮、美白、大眼还是瘦脸,都能做到更精细、真实的美颜。


以OPPO的结构光为例,它可以生成一张精度达到0.6毫米的3D人脸模型,精确区分眼睛、嘴唇、鼻子等器官,并根据这些信息进行高精度磨皮、美白、瘦脸,甚至是模拟影棚灯光效果的3D补光渲染,或是进行精确的AR贴纸与调整人物表情。


【8】


OPPO是安卓手机阵营中,首个实现3D结构光技术的厂商。


据透露,OPPO 3D人脸识别已经具备量产条件,预计在未来6个月内推出商用终端。


在此之前,全球实现3D结构光技术应用的手机,只有2017年11月上市的iPhone X一款手机。而直到现在,iPhone X也还未实现基于3D结构光技术的5G视频通话。

值得注意的是,过去中国手机企业的技术创新和产品迭代,大都依赖于供应链的革新。但现在,OPPO的3D结构光却是其自身主导完成。

据了解,OPPO于2017年底成立自己技术团队,借助自身技术积累,瞄准结构光技术进行攻关。按照OPPO的计划,要在最多6个月内全部完成包括结构光发射端,接收端和结构光解码芯片在内的,整个硬件方案的选型,硬件预研,试产和验证工作。


彼时,OPPO这一计划一度被其他厂商视为"不可能完成的任务"。但最终,OPPO在半年时间里实现了4轮硬件方案迭代,一举完成了年底订立的目标。


而且,相比苹果需要3万结构光红外线点才能生成2048维的人脸安全特征码,OPPO方案只要1.5万个,识别人脸时间只要0.1秒,且可用于折叠屏幕之上。


更重要的是,基于5G的3D视频通话演示,意味着OPPO所实现的,不仅仅是三维信息的采集,而是已经走完了从三维信息采集,到数据传输和实时智能处理的整个流程,真正意义上实现了虚拟与现实的融合。


据透露,在OPPO此次完成的演示中,5G下行速度已达到1.4 Gbps,上行速度也达到160Mbps。


这得益于OPPO多年来的技术创新积累。


比如,目前在全球OPPO已拥有超过1000件5G通信标准专利。所以,在5G尚未开始规模商用之前,OPPO已经能实现5G与3D结构光技术的应用融合。


此外,在国内还没有成熟的3D人脸识别算法情况下,OPPO的3D人脸识别算法也是自主研发。


据透露,OPPO的算法团队与硬件团队深度合作,已在全球完成10万人次的3D人脸数据采集,并搭建了一个500TFlops大型训练服务器,整合业界一流供应商,经历10轮迭代训练后,最终完成具有自主知识产权、识别精度达到百万分之一的3D人脸识别算法。


就目前而言,OPPO领先一步,但可以预期,在它的刺激与带动下,更多虚拟与现实融合的技术与产品,必然会不断涌现出来。


或许,颠覆用户体验、重新定义行业的新产品,就会在不久诞生。

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