發(fā)布時間：2020-10-13 10:28 | 標(biāo)簽：
華為 數(shù)字孿生 河圖
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今年華為開發(fā)者大會，河圖（Cyberverse）以其充滿想象力的數(shù)字世界愿景，以及科技界少有的藝術(shù)氣質(zhì)，再次吸引眾人目光。
早在今年4月，華為聯(lián)合敦煌打造出的敦煌超感知影像問世，華為P40系列手機借助華為河圖技術(shù)，將敦煌莫高窟全景復(fù)活，窟內(nèi)壁畫九色鹿直接從壁畫中向人飛來。
透過華為P40，河圖為我們呈現(xiàn)了一個與真實世界1：1的數(shù)字孿生世界，將歷史文物復(fù)活，實現(xiàn)了科技與文化的完美結(jié)合。
為何會想到將AR技術(shù)與景點結(jié)合在一起？基于華為河圖，AR將會有多大的應(yīng)用場景？本次VR陀螺采訪到華為河圖產(chǎn)品團隊，從技術(shù)、應(yīng)用多方面剖析AR的發(fā)展與前景。
敦煌、萬象天地相繼應(yīng)用，華為河圖AR效果如何？
河圖是華為2019年8月推出的底層技術(shù)平臺，定位數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，其核心能力包括全場景空間計算能力、AR步行導(dǎo)航、場景編輯、渲染等核心技術(shù)。自去年推出以來，目前已進入商用階段，在上海南京東路敦煌研究院以及深圳萬象天地等地試點。
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今年的HDC上華為消費者業(yè)務(wù)手機產(chǎn)品線總裁何剛提到“未來我們希望通過河圖技術(shù)，實現(xiàn)真實的環(huán)境與虛擬的繪圖、圖片、景象，虛實結(jié)合，疊加在真實的世界之上。這有利于我們傳播文化，也方便于我們生活，也有利于在日常商業(yè)中帶來更多的價值，可以想象的空間非常大。”
據(jù)了解，目前河圖主要應(yīng)用在商圈、文旅這兩個方向，未來還將在更多領(lǐng)域帶來虛實結(jié)合的沉浸式數(shù)字化體驗。
華為河圖與敦煌莫高窟合作，在洞窟外還原窟內(nèi)場景，游客不用進窟即可瀏覽壁畫。
游客打開華為AR地圖，開啟實景導(dǎo)航搜索目的地，眼前會浮現(xiàn)鮮花做引導(dǎo)。導(dǎo)航路途兩旁的建筑會浮現(xiàn)相對應(yīng)標(biāo)識，點擊標(biāo)識，會有詳細(xì)介紹。
當(dāng)游客想看某個洞窟時，在門外對建筑物掃描，即可獲得窟內(nèi)3D全景。所看到的景象，與游客真實進窟，在昏暗燈光下看到的有歷史磨損的壁畫相比，更加接近壁畫原型。
游覽的過程中，還會偶遇從窟內(nèi)壁畫飛出的虛擬形象，比如九色鹿、飛天，游客可與其合照。
作為虛擬人物想要和現(xiàn)實世界產(chǎn)生良好的融合效果，以假亂真，像實體一樣與真實世界進行交互尤為重要。比如這些逼真的形象，在陽光的照射下會出現(xiàn)影子。
莫高窟第一大佛，窟外掃描即可看到一尊金光閃閃的大佛。
河圖通過這樣的方式讓歷史文物得到保護的同時，拉進了人們與藝術(shù)的物理距離。
隨著華為與文化遺產(chǎn)的合作版圖不斷擴大，人們的旅游方式或?qū)⒁虼硕淖?，而河圖未來則有機會成為一個AR世界文化遺產(chǎn)平臺。
河圖的場景覆蓋并不僅限于類似莫高窟的文旅項目，聯(lián)合商圈打造沉浸式游逛體驗也是河圖的重要方向。河圖目前正與華潤集團合作聯(lián)合打造智慧商圈，深圳的萬象天地，就是首個試點。
與敦煌莫高窟還原洞窟等場景不同，商場AR地圖重點不在于虛擬場景的建造，而在于室內(nèi)導(dǎo)航、服務(wù)信息與商業(yè)的結(jié)合展示。
與敦煌莫高窟相同，打開華為AR地圖輸入目的地，會有花瓣作為引導(dǎo)。
手機對著店鋪，商鋪信息會展示出來，有些商鋪還有AR優(yōu)惠券，點擊即可領(lǐng)取。
AR地圖在萬象天地上線那天，在高街可能偶遇空中飛行的錦鯉，戳一戳這只錦鯉，會有紅包雨隨之降落。
華為全球旗艦店玻璃墻，有各類世界名畫通過AR陳列在這里，并搭配有詳細(xì)解說，將華為旗艦店打造成了一個AR藝術(shù)館。。
像這樣的商場AR體驗，華為目前是從華潤萬象天地開始進行逐步覆蓋，現(xiàn)在還處于探索期，有很多問題需要思考，比如基于MR的這種新的交互信息獲取方式下，用戶到底怎么去用它？整個商業(yè)怎么去閉環(huán)？
定位基礎(chǔ)設(shè)施，河圖如何構(gòu)建數(shù)字孿生世界
正如華為所言，河圖定位基礎(chǔ)設(shè)施平臺?；谶@一基礎(chǔ)，將釋放出巨大的想象空間，今年12月河圖將逐步開放，賦能各行各業(yè)。
說易行難，建立一個1:1的數(shù)字世界數(shù)據(jù)庫，不僅需要龐大的投入巨大的人力物力，還需要有很強的技術(shù)能力。
其中最核心的部分在于3D高清地圖構(gòu)建，讓虛擬的物體與真實物體有準(zhǔn)確的對應(yīng)關(guān)系才能實現(xiàn)真正的MR融合效果。
田震提到，目前最快速的方法是通過全景相機采集建模。“現(xiàn)在基于全景相機一天可以實現(xiàn)10萬平米低成本采集。”
“通過全景相機結(jié)合輔助工具，對物理環(huán)境進行掃描，比如說目標(biāo)對象是一整座宮殿，首先用全景相機進行拍攝，然后通過算法進行特征提取和白膜構(gòu)建，，結(jié)合路網(wǎng)構(gòu)建，最終形成一個完整的高精度3D地圖。建完之后，場景內(nèi)的任何一個點都將擁有準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)，結(jié)合華為全場景空間計算能力，就能實現(xiàn)厘米級定位和1度以內(nèi)的定姿”。
將數(shù)據(jù)基座完成后，開發(fā)者可基于這個底層進行內(nèi)容開發(fā)。華為河圖中開放工具包括Location Kit，用于場景空間計算，據(jù)稱能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級定位；Map Kit，結(jié)合地圖實現(xiàn)AR步行導(dǎo)航，以及3D場景布置和編輯；AR Engine，包括運動跟蹤、環(huán)境跟蹤及人體和人臉跟蹤等功能。
對于華為視覺定位技術(shù)已達到厘米級精度的說法，對此田震表示，華為的視覺定位是融合多種定位技術(shù)的融合定位方案，在初次定位后還可以通過SLAM做后續(xù)的持續(xù)跟蹤。
大家所說的厘米級定位是指用視覺來做精準(zhǔn)定位，定位完成后，后續(xù)在持續(xù)運動的過程中，因為不能時刻去請求云測定云定位，會使用端側(cè)的比如SLAM這些技術(shù)，可能會稍有誤差，達不到一直保持厘米級這么高。但每隔十幾秒鐘會做一次云測，也就是vps計算會給它做一些糾偏。不過一般情況下不會有較大偏差，有了初始化位置后，基本能持續(xù)保持穩(wěn)定。
在定位的過程中，會融合多種定位方案將范圍盡量縮小之后再用視覺去做精確的匹配。通常會先判斷用戶大概是在什么樣的一個位置，比如GPS做粗定位，然后是通過wifi縮小到10米級別。
除了精準(zhǔn)定位外，另一個關(guān)鍵的地方在于如何讓虛擬與現(xiàn)實完美融合在一起。
在這個展示的過程中，視覺上逼真的虛擬融合效果需要讓虛擬物體盡可能的模擬真實的物理規(guī)律，比如虛實遮擋、光照估計等。關(guān)于這一點，田震表示，按當(dāng)前的技術(shù)能力要做帶絕對完美還有很多挑戰(zhàn)，比如遮擋功能的功耗就特別高，目前業(yè)界應(yīng)該沒有人能做到完美的全程遮擋，而又不在乎功耗。
就目前來看，河圖對手機性能還是有要求的，田震表示，華為Mate 30系列和P40系列已經(jīng)可以使用河圖，，未來還將適配更多華為主流機型甚至是非華為手機。但如果要實現(xiàn)好的體驗，就會對手機的傳感器、影像系統(tǒng)等硬件有一些要求。
技術(shù)壁壘與應(yīng)用限制
盡管河圖的空間計算能力很強，但室內(nèi)導(dǎo)航在一些特征點不明顯的場景下做識別依然比較困難，這種情況下對算法要求也非常高。
田震舉例車庫說，車庫是一個非常典型的弱紋理、重復(fù)紋理環(huán)境，道路、墻面長得都一樣。行業(yè)里有做過很多種嘗試，包括OCR掃描識別墻面的的文字，基于藍(lán)牙Beacon等，但卻并不好用，定位慢、不穩(wěn)定偏差大?，F(xiàn)在采用的是用wifi指紋和視覺定位的融合方案，目前這塊體驗已經(jīng)優(yōu)化到比較好，基本上能做到在停車后一秒鐘左右完成定位，定位效果挺好。
AR想要得到廣泛應(yīng)用，降低使用門檻顯得非常必要，而應(yīng)用入口是其中極其重要的一環(huán)。目前AR應(yīng)用都基于各自App運行，如支付寶AR紅包必須在支付寶應(yīng)用內(nèi)使用；QQ AR火炬僅支持QQ應(yīng)用；而大的流量入口如微信，尚未對AR深度支持。
客觀來講，基于微信、支付寶小程度本身的生態(tài)環(huán)境，以及技術(shù)的限制，目前去支持這些事情相對困難。
華為目前和華潤正在嘗試基于系統(tǒng)級LBS提醒的全鏈路AR智慧商圈，希望能夠通過地理圍欄和系統(tǒng)級負(fù)一屏卡片通知的方式給大場景AR應(yīng)用提供顯性觸達用戶的入口。
結(jié)語
據(jù)了解，在不斷打磨河圖的基礎(chǔ)能力后，華為將會在未來將這些能力全部開放，就像HMS Core一樣，田震表示華為將不斷開放能力，將華為河圖平臺建成最牛的一個MR生態(tài)平臺，或者是用戶的使用平臺。在這個過程中，需要為開發(fā)構(gòu)建堅實的技術(shù)基底，建圖能力、工具鏈、數(shù)字內(nèi)容生產(chǎn)，包括定位能力等等都會開放出來。而最終目的就是一個：用華為的這套工具，加上華為的生態(tài)，讓更多企業(yè)、開發(fā)者、用戶加入到華為生態(tài)中，開發(fā)出更好的MR應(yīng)用。
而這些基礎(chǔ)能力和開發(fā)者生態(tài)的搭建，或許都是AR眼鏡登場的前奏。AR眼鏡成熟還需要一定時間，但當(dāng)它成熟后，或?qū)⒊蔀槿〈謾C的存在。當(dāng)整個世界被“數(shù)字化”，世界每個地方都將成為開發(fā)者創(chuàng)意的畫板，暢想未來，云端存儲了整個世界的數(shù)字化信息，AR眼鏡直接調(diào)取云端，人眼所及之處皆為屏幕，無論是街道、建筑還是商品，拓展信息、動畫、評論都能展示，虛虛實實真假難辨。
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