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大数据大平台,谷歌的虚拟现实之路
2015年1月7日    评论:    分享:
    来源:第三维度
    作者:王逍

    我们都不能否认,谷歌是一个伟大而具有远见的公司。随着近年来虚拟现实越来越热,大部分人也开始从Google Glass 和 Google Cardboard(就是那个纸壳板的虚拟现实眼镜)发现谷歌公司对于虚拟现实技术颇有兴趣。但只要我们仔细回味一下谷歌的发展之路,其实谷歌公司在虚拟现实这个领域已经做了大量工作。

    首先,澄清一下笔者的对于“虚拟现实”这个定义的理解。虚拟现实当然是虚拟化之后的“现实”,也就是说,在这个定义中“现实”是我们所有开发、应用的基础,这个“现实”通过计算机技术进行模拟和生成的。这里的现实对应的就是“真实世界”。真实世界这个范围很大,比如物理学、医学、地理信息、天体运行等,所涉及的专业知识就是我们整个世界的知识体系。在这个基础上研究虚拟现实才会有更广阔的发展方向和实际意义。

   在这个基础上,现在我们可以理清一下谷歌的虚拟现实虚拟现实之路:

   1、谷歌地球(Google Earth,GE)虚拟化的人类家园

   说到虚拟现实,我们无论如果都要了解一下谷歌地球。如果你的虚拟现实应用方向与GIS、地理信息等无关,我想了解一下这方面也是非常有必要的,因为我们在这里看到的是谷歌正在把我们的“现实”中的地球“虚拟”出来。



    谷歌地球(Google Earth,GE)是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件,它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。Google Earth于2005年向全球推出,被《PC 世界杂志》评为2005年全球100种最佳新产品之一。用户们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件,免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。



    它采用强劲的三维引擎和高速的数据压缩传输技术,进行了金字塔式建库,将超大数据量的卫星影像通过Internet网进行发布,数据在全球范围内周期性更新。GE几乎可以应用于传统GIS领域如交通、军事、农业、国土、矿产、文物古迹保护、林业、海洋和城市规划等。

    Google Earth将取代现有的的桌面搜索软件。他可以在虚拟世界中如同一只雄鹰在大峡谷中自由飞翔,登陆峡谷顶峰,潜入峡谷深渊。



    Google Earth采用的3D地图定位技术能够把Google Map上的最新卫星图片推向一个新水平。用户可以在3D地图上搜索特定区域,放大缩小虚拟图片,然后形成行车指南。此外,Google Earth还精心制作了一个特别选项——鸟瞰旅途,让驾车人士的活力油然而生。Google Earth主要通过访问Keyhole的航天和卫星图片扩展数据库来实现这些上述功能。该数据库在上星期进行了更新,它含有美国宇航局提供的大量地形数据,未来还将覆盖更多的地形,涉及田园,荒地等。



  与此同时,Google Earth还有强大的二次开发API。二次开发实际上就是在一些大公司开发的一个大型的软件系统平台上,根据需求不同而做出的针对性开发。Google Earth 二次开发就是在Google Earth 这个开放性的平台上,做出针对不同需求的高效的应用。通过Java,C#等高级编程语言的强大开发能力,对GoogleEarth 进行二次开发,把Google Earth 推向各行各业的从业者,社会生活中的各色人群。对于信息更新迅速,资讯快捷发达的现今社会,Google Earth 二次开发及其应用的出现将具有重大的研究与应用意义。

   2、谷歌街景(street view,GE)足不出户看世界

    谷歌街景,是谷歌地图的一项特色服务,是由专用街景车进行拍摄,然后把360度实景拍摄照片放在谷歌地图里供用户使用。该范围已经扩展到了美国,法国,西班牙,意大利,荷兰,英国,澳大利亚,新西兰,日本等9个国家的135个城市。现时中国网民已经能够在谷歌地图观赏纽约街头的街景。这一服务虽然使枯燥乏味的地图阅读工作变得简单有趣。



   当 Google 最初启动街景视图试验项目时,谷歌街景的人员在一辆 SUV 中配备了若干台计算机,并在车顶上固定好摄像机、LMS激光扫描器和 GPS 设备,随后便开始了图像采集之旅。街景视图项目于 2007 年 5 月启动,最初仅限于美国的五个城市,如今的 360 度全景图已覆盖世界各地的许多地方。


   随着全球化和人员流动的加剧,人们希望尽快对一个陌生地区熟悉起来的意愿为这项新技术提供了广阔的前景。谷歌的最终目标是提供全世界的街头景观。在这些精确定位的地球照片上,不仅仅可以看到哪一户家庭的后院有游泳池或者网球场,以及家门口的汽车型号和颜色,甚至花园里的设施和其中晒日光浴的人也能一览无余。谷歌公司已逐渐把这一计划扩大到全世界各大城市,但不少市民称这种行为严重侵犯了他们的隐私权。不少英国人谴责这种行为是“完完全全的侵犯隐私行为”,批评者认为其是在为盗贼留后门,为犯罪分子寻找潜在的下手对象提供方便。



    谷歌已在美国、日本和欧洲等国家和地区提供各大城市的街景(Street View)服务。通过该服务,用户可在电脑屏幕上查看各大城市的街道、建筑布局情况,并可通过挪动鼠标来调整观看视角。谷歌地图(Google Maps)创始人约翰·汉克(John Hanke)此前在接受《eWeek》采访时透露,谷歌街景将增加大量新功能,并特别指出将使用增强现实(augmented reality)技术,以大幅提高谷歌街景用户的体验。

  3、草图大师(Sketchup)快速入门的3D建模工具

    Google于2006年3月14日宣布收购3D绘图软体SketchUp及其开发公司@Last Software。SketchUp 是一套以简单易用著称的3D绘图软体,Google收购SketchUp是为了增强Google Earth的功能,让使用者可以利用SketchUp建造3D模型并放入Google Earth中,使得Google Earth所呈现的地图更具立体感、更接近真实世界。使用者更可以透过一个名叫Google 3D Warehouse的网站寻找与分享各式各样利用SketchUp建造3D模型。



    SketchUp是一套面向建筑师、城市规划专家、制片人、游戏开发者以及相关专业人员的3D建模程序。它用于Google Earth上的建模也十分方便。它比其他三维CAD程序更直观,灵活以及易于使用。基于便于使用的理念,它拥有一个非常简单的界面。SketchUp世界中一个众所周知的特性便是3D Warehouse。用户可以利用他们的Google账户来上传创建的模型,并且浏览其他的组件和模型。



    同时,Google Sketchup是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具,其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要,它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思,是三维建筑设计方案创作的优秀工具。

  4、谷歌眼镜(Google Glass)面向未来的AR平台

    想象一下,当你走在街上,你所看到的街道、商店的信息如气泡般一一展现;当你要去一个陌生的地方,说出地点,就能获得路线指引;当你在异国他乡,完全不懂的语言在你面前迅速翻译成你熟悉的话语,这一切,是不是令人热血沸腾。

    Google  Glass是一款增强现实型穿戴式智能眼镜。这款眼镜将集智能手机、GPS、相机于一身,在用户眼前展现实时信息,只要眨眨眼就能拍照上传、收发短信、查询天气路况等操作。用户无需动手便可上网冲浪或者处理文字信息和电子邮件,同时,戴上这款“拓展现实”眼镜,用户可以用自己的声音控制拍照、视频通话和辨明方向。兼容性上,Google Glass 可同任一款支持蓝牙的智能手机同步。



    谷歌眼镜实际上就是微型投影仪+摄像头+传感器+存储传输+操控设备的结合体。右眼的小镜片上包括一个微型投影仪和一个摄像头,投影仪用以显示数据,摄像头用来拍摄视频与图像,存储传输模块用于存储与输出数据,而操控设备可通过语音、触控和自动三种模式控制。



  然而,随着谷歌关闭了洛杉矶、旧金山、纽约、伦敦四地的实体店,虽然谷歌官方称是因为谷歌在今年4月份已经开放了网上订购,已经无需实体店了,但这一举动仍被媒体认为是谷歌要慢慢离场了。诸多媒体批谷歌眼镜没有未来的问题,《连线》杂志在一篇评论文章中直言谷歌眼镜已经濒临失败,拯救它的唯一方法就是“干掉它”。路透社则报道称“很多谷歌眼镜的开发者正在放弃与其相关的项目”。腾讯科技的一篇文章也称“最酷的产品彻底沦为实验品”。



   但是,谷歌眼镜本质上,是一种将虚拟世界和现实世界连接器,将虚拟投射到现实,将现实记录到虚拟,这在诸多科幻电影中展现得淋漓尽致,对于一个科幻迷而言,我坚信这类产品是必定普及的,这是不可逆转的趋势。所以,现在讨论谷歌眼镜是否会死掉还为时太早。目前的版本可能还存在诸多问题,但是我想这个方向是正确的。随着智能硬件的发展,谷歌眼镜发展之路存在无限可能。

   5、谷歌无人驾驶汽车(Google Driverless Car)虚拟现实 了然于胸     

    Google Driverless Car是谷歌公司的 Google X 实验室研发中的全自动驾驶汽车,不需要驾驶者就能启动、行驶以及停止。这些车在加州几条道路上测试,其中包括旧金山湾区的九曲花街。这些车辆使用照相机、雷达感应器和激光测距机来“看”其他的交通状况,并且使用详细地图来为前方的道路导航。谷歌说,这些车辆比有人驾驶的车更安全,因为它们能更迅速、更有效地作出反应。



    由于城市道路的各种目标比较繁杂,因此对于自动驾驶汽车而言,城市道路的驾驶,要比高速公路复杂。谷歌无人驾驶汽车经过升级的最新软件系统,可以同时对“数百个目标”保持监测,其中包括行人、公共汽车,一个作出左转手势的自行车骑行者,以及一个保护学生过马路的人举起的停车指示牌。据称,谷歌无人驾驶汽车一共记录的里程数据已经达到了70万英里。



    技术人员表示:谷歌无人驾驶汽车通过摄像机、雷达传感器和激光测距仪来“看到”其他车辆,并使用详细的地图(我们通过手动驾驶车辆收集而来)来进行导航。我们的手动驾驶车辆收集来的信息是如此巨大,我们必须将这些信息进行处理转换,谷歌数据中心将这一切变成了可能,它的数据处理能力是如此强大。



    谷歌无人驾驶汽车车顶上的扫描器发射64束激光射线,然后激光碰到车辆周围的物体,又反射回来,这样就计算出了物体的距离。另一套在底部的系统测量出车辆在三个方向上的加速度、角速度等数据,然后再结合GPS数据计算出车辆的位置,所有这些数据与车载摄像机捕获的图像一起输入计算机,软件以极高的速度处理这些数据。这样,系统就可以非常迅速的作出判断。



    这里之所以把谷歌汽车与虚拟现实联系在一起,确实是因为谷歌汽车的技术实现与虚拟现实技术中的GIS地理信息、目标快速识别、三维扫描测绘、自动控制等技术密不可分。汽车是感受不到真实世界的,也就是说,谷歌汽车的运行过程中,已经通过以上技术,在汽车的大脑中(控制中心)建立了一套与周围环境完全一致的虚拟世界。

    从以上内容我们可以发现,谷歌的虚拟现实之路具有以下特点:

   一是大数据,无论是全球范围地理信息、还是360街景都是以大数据位置的信息处理。正是有了这些大数据,谷歌的虚拟现实之路才更加光明。

   二是增强现实(AR)为主,谷歌眼镜本身就是一个增强现实应用的典范,而在上面提到的大数据基础上,不论是谷歌眼镜还是运行于iOS、安卓移动终端的应用都给开发者提供了更多的想象空间。
标签:谷歌增强现实
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