原標題：華為雲XR雲服務，究竟依賴哪些核心能力呢?
說起鋼鐵俠，讓人想起漫威迷們總結的「漫威宇宙規律」——「土豪靠裝備，窮人靠變異」，盤點鋼鐵俠斯塔克的裝備：從「48 套鋼鐵戰衣」，到鐵打的AI助手「賈維斯」，「星期五」——懂技術懂裝備懂老闆，還有他研發裝備時在空中隨心勾勒，將設計原型旋轉、修改、定稿、拋入製造系統的一系列騷操作，一頓玩兒就把活兒幹了錢掙了，這無一不是大多數理工男的終極夢想。
這個終極夢想，真的就那麼遙不可及嗎？
我們今天就來聊聊，土豪背後的技術——XR(VR，AR，MR)技術，看完後，你就知道，未來已被拉近。
簡單科普一下什麼是XR，XR 就是VR、AR、MR 的統稱。虛擬實境(Virtual Reality)、增強現實(Augmented Reality)和混合現實(Mixed Reality)，正在給我們的生活方式帶來一系列的變化。不遠的未來，你還可以坐在虛擬的會議室跟你虛擬的小夥伴們開一場雲上會議，在虛擬的智慧教室上一堂多人互動課程、做一場模擬實驗，甚至進入虛擬世界進行真實的設計、製造，虛擬和真實之間，邊界不再那麼明顯。這一切，都得益於XR(VR，AR，MR)技術的應用。
XR技術，究竟依賴哪些核心能力呢？華為雲最新發布的XR雲服務，給了我們答案。它提供了五大核心技術和能力，打開未來新視界。
1、 大規模3D地圖構建能力
3D地圖是數字孿生世界的基礎。傳統製作3D地圖的成本，是非常高昂的。圖商需要採購價格高昂的測繪車隊，常年僱傭規模在千人左右的採集團隊，並組織人力對採集來的數據進行標註、補缺。隨著AI算法、傳感器的發展，技術上已能實現自動化程度更高的製圖流程。
華為雲XR提供手機拍攝視頻的眾包建圖方案，只要是通過手機拍攝慢速轉動的視頻，或者有重疊區域的圖片，覆蓋建圖的區域，傳至雲端即可通過算法還原出3D模型。如果將3D模型中的3個點與數字世界的坐標對齊即可將局部的3D模型補充到數字世界中，大大降低了製圖成本。
華為雲同時支持衛星製圖，具備大面積快速覆蓋能力，配合地圖自動生成流水線，大規模構建3D地圖。
2、 釐米級全場景適應的空間計算
高精度定位技術大體上可以分為三類：基於信號的定位、基於航跡推算的定位、基於環境特徵匹配的定位。
基於信號的定位：普通的多星(GPS、北鬥、伽利略)定位精度大約能做到1-2米。新的RTK(Real - time kinematic，實時動態)載波相位差分技術，是能夠在野外實時得到釐米級定位精度的測量方法。
但它同時存在一些問題，比如基站布設成本高，易受電磁環境幹擾、易受環境遮擋、信號多徑效應、4G/5G/WIFI網絡環境差的影響等等，從而影響定位精度和定位系統的可用性。
基於航跡推算的定位：IMU是常用的航跡推算系統，優勢在於沒有外部依賴，可以提供短時高精度的定位結果，缺點在於在連續的位置和方向的測量中誤差會不斷累積，導致位置和姿態的測量結果偏離實際位置，因而無法做長時間的高精度定位。
基於環境特徵匹配的定位技術：華為雲XR能力平臺提供根據視覺的定位技術，通過定期上傳照片，在雲端進行特徵點提取、匹配，能夠做到釐米級定位與一度以內定姿(6DOF)。針對光照條件差，弱紋理的夜晚和室內場景，通過AI方式進行增強，實現夜晚也能找到圖像匹配點，室內也能定位的全場景適應的空間定位算法。基於VPS和SLAM的緊耦合算法架構，可逐步實現長時間的室內外導航。
3、 提升效果同時提升數倍效率的AI渲染算法
3D渲染管線也稱為渲染流水線，可以將其理解為一個流程，就是我們準備一些數據，讓GPU對這些數據做一些處理，最後得出一張二維圖像，渲染流程主要分為幾個大的階段：數據準備階段，頂點處理階段，光柵操作階段，像素著色階段。當前渲染優化有兩個方向，一個是渲染畫質好，一個是遊戲實時性高。華為通過對渲染管線中算法的深入研究和調試，並通過端雲結合的AI算法，對渲染管線進行拆分，達到畫質和實時性的均衡，實現數倍效率，畫質相對於傳統渲染方式有大幅的提升。
4、十萬髮絲級數字人渲染
凱文·凱利：
不久的將來，現實世界中的每一個地方和事物 —— 每一條街道、每一個燈柱、每一棟建築物和每一個房間 —— 都會在鏡像世界中擁有它的全尺寸「數字孿生兄弟」。
華為在數字人的生成、建模、渲染階段均有所涉獵，如全自動化90%相似度高精細人體模型生成。傳統的建模通過離線工具製作，費時費力，華為考慮改造建模過程，實現快速複製、自動化生成、快速建模。
渲染過程的開發，主要是從皮膚、牙齒、眼睛、毛髮等等方面入手。數字人的表情肢體動作自然驅動和表達，唇音同步延時<100ms，使用者時延無感知 。皮膚是半透的，比較薄的地方有散射的效果，光散射過來會產生折射，加入後會多一些細節；眼睛是晶狀體，有透射效果；頭髮有很多層，每層有不同效果。華為實時高真實度數字人繪製，實現逼真的髮絲、皮膚、眼睛渲染呈現，10萬級髮絲，fps>30幀，整體主觀打分8分以上。
5、360度VR視頻TWS FOV技術(Tile-Wise-Streaming Field of View)
360度VR視頻領域，華為提出了TWS FOV傳輸技術，可以解決4K硬體解碼能力終端，基於4K碼率觀看8K片源的問題。通過TWS映射方式，從像素點上就可以相對ERP映射，直降40%碼率。通過增加低資源消耗的背景流，解決黑邊問題，加入單幀切換技術，提升轉頭高清體驗。
XR技術的研究和應用，未來將有無限可能。虛擬和真實將相輔相成，實現真實世界與虛擬世界之間的無界溝通和協作。在不久的將來，人人都可像鋼鐵俠一樣，通過XR技術釋放無窮的創造力和想像力，突破極限，共築未來。
（文章來源：OFweek）
(責任編輯：DF052)