Kinect幕后功臣:中國硬件團隊設計核心部件

作者:IT新聞網 來源:IT新聞網 2011-12-30 10:23:45 閱讀 我要評論 直達商品

Kinect啟用的自然人機交互界面(NUI)代表著未來的創新方向。就像今天多點觸控的交互方式影響世界一樣,未來的人機互動會更加符合自然天性。除Xbox外,今后新版本的Windows也會支持Kinect來實現某些創新體驗。

在深圳南山區高新技術產業園一棟寫字樓的會議室中,微軟亞洲硬件中心總監胡君明擦了擦額頭的汗水,把灰色西裝上衣和藍底黃色花紋領帶扔到沙發上。他調整氣息,原地跑步,兩腿移動頻率加快,伴隨著喉嚨中一聲含混不清的發音,突然將右臂甩向天空。然后他急促地喘著氣,轉過頭對《環球企業家》記者說,“輪到你了!”

這不是什么非洲宗教儀式,而是一場Kinect游戲比賽。在虛擬標槍賽場中,胡君明以90多米的成績奪冠。

通常的電子游戲競賽情景,應該是玩家坐在沙發上,雙眼緊盯屏幕,兩手熟練而繁忙地猛按游戲手柄上的按鈕。相比之下,Kinect游戲完全不同。這個看起來像個大號攝像頭的家伙是微軟Xbox360游戲主機的革命性全新外設。在Kinect的世界,玩家扔掉粗大的手柄,通過揮動手臂、晃動手指或語音操控Xbox。這種炫酷的用戶體驗以前只能在科幻電影中看到。

當玩家在游戲機前跳起、揮拳、舞蹈,他們在游戲中的角色會做出相同動作。簡單來說,玩家的肢體代替了原有的游戲手柄。這是游戲界一直夢想的產品。不到三年前,任天堂推出的Wii游戲機因配有無線體感手柄而熱銷。與Wii相比,Kinect帶來的體感操控意味著游戲業一個新時代的開始。

而微軟的用意遠不止于此。Kinect啟用的自然人機交互界面(NUI)代表著未來的創新方向。就像今天多點觸控的交互方式影響世界一樣,未來的人機互動會更加符合自然天性。除Xbox外,今后新版本的Windows也會支持Kinect來實現某些創新體驗。

“這是我覺得最興奮的一點。我根本沒有把它看作是一個游戲技術。”微軟亞太研發集團主席張亞勤告訴《環球企業家》,“用在電子游戲上是一個直接應用,你總要先找到一個 Killer App,然后再應用到別的地方上去。”

更現實的變化是,Kinect改變了胡君明的生活:每天玩Kinect的運動量令他腰酸腿疼,為此放棄了爬9層樓上下班的日常鍛煉。如此看來,Kinect有望成為老少皆宜的游戲健身器,像當年的PC一樣征服千家萬戶。Xbox、PlayStation等游戲主機曾是游戲狂熱愛好者的專屬玩具,Kinect即將改變這個歷史。這符合微軟不懈的平臺夢想。

張亞勤終于答應送給兒子一套Xbox和Kinect套裝作為圣誕禮物。以前,他的太太總是對這類游戲心有芥蒂,Kinect健康而充滿樂趣的游戲方式說服了她。

但這位父親未能按時兌現承諾。他跑了美國幾個城市都被告知售罄。直到今年1月中旬,才在雷德蒙德研究院的微軟商店買到。2010年1月CES大會上,微軟CEO鮑爾默宣布上市兩個月內,Kinect銷量高達800萬套。

不過,張亞勤幾經周折買到一臺Kinect后的喜悅是雙重的—在Kinect項目中,微軟亞太研發集團的中國團隊扮演了重要角色。

陌生的Kinect

胡君明看到Kinect原型機的第一個反應是:微軟亞洲硬件中心迎來了自2004年創建以來的最大挑戰。“當時最大的挑戰在于,不知道什么不可以!”他說。作為海外唯一的硬件開發團隊,硬件中心的職責一半是生產管理,另一半是產品開發。但這主要涉及鍵盤、鼠標等成熟產品,且有一整套開發、生產流程。沒人知道Kinect究竟應該怎樣在生產線上實現量產。

Kinect的黑色盒子里不僅有機械轉動的零件,還要求轉向角度精確控制在一定范圍內。所有聲光電機的零部件都要放置其中,對盒子材料的散熱性、光潔度有很高要求。“我不知道真正的硬件公司,還有誰做過這么復雜的東西?”胡君明說,“聲光電機加上生產,五方面要實現無縫連接,不能出問題。”粗算,一臺Kinect中主要零部件近百個,拆分成最小單元,近千個。而最初Kinect工業樣板機誕生時,總部的開發團隊無需考慮成本,只要實現目標功能,其中有很多關鍵部件甚至自行設計。但胡君明要用合理的價格實現上述功能,同時還毫無經驗可循。

對于一個產量數百萬臺的產品來說,設計開發時的成本控制稱得上錙銖必較。第一批上線生產的Kinect成本控制主要依靠采購量。第二批,以此為基礎,工程師在每個零部件上跟供應商重新談判價格。甚至連集成電路板上的焊接點和焊料都很在意,兩個焊點是否能合成一個?工程師為制造商生產線專門開發了一套檢測設備,以保證下線的產品質量—這種創造力在以前的硬件中心,難以想象。

微軟最初在中國設立硬件中心的想法非常實際:微軟所有硬件產品都在中國的代工廠中生產,需要一支本地團隊與制造商們緊密合作。硬件中心被定位為一個負責設計、支持、測試加生產的執行團隊。這些工作看起來枯燥乏味,跟所謂的創新相距甚遠。

與美國總部的硬件團隊相比,中國團隊的強項是工程設計、電子電路、模具、機械、生產。但在最重要的前端研發、工業設計方面一直不強。微軟亞洲硬件中心兩年前開始轉型,希望成為一個強調創新、能獨立開發全球產品的團隊。一方面,中國的高速發展吸引了更多國際工業設計人才加盟,另一方面,胡君明要求自己的團隊盡快縮小與總部工程師之間的差距。為此,硬件中心特別制定了一個“請客吃飯”計劃。每個到總部出差的工程師,不放過任何機會,邊吃邊聊結識總部最棒的工程師。在良好人際關系的基礎上,獲得那些天才們的指導和幫助,迅速提高自身能力。

除Kinect之外,對于胡君明最重要的產品是一只鼠標。在技術上,它并不特殊,只不過印上了中國特色的兔年圖案。但這是一個亞洲硬件中心主導的產品。硬件工程師們要說服微軟中國的銷售部門,認同鼠標的商業回報。然后還要與銷售團隊一起與總部爭取、溝通,最終確定。在這個過程中,工程師們學會如何跟銷售、市場部門共同工作。以前,這部分的職責都是在總部的產品和市場部門決定后,分配給亞洲硬件中心完成。

“Kinect的上市證明了我們的轉型。把六年來積累的經驗貢獻出來,Kinect在上市前所有的工程問題都能得到解決。

這正符合張亞勤和微軟亞太研發集團CTO張宏江一直堅持的戰略:首先要想盡辦法以行動獲得總部更多信任,才有能力和空間實現更大發展。研發集團中的亞洲研究院及工程院正是從一些相對簡單、基礎的項目合作開始,向雷德蒙德研究院證明實力,而后才得以獨立研發搜索引擎、Windows、移動嵌入式系統等領域的核心技術和產品。而Kinect最核心的技術之一,用戶識別,就來自于亞洲研究院。

那是2009年4月,總部Xbox團隊找到亞洲研究院,希望能創造一種全新方式來操控游戲:干掉游戲手柄、鍵盤或其他任何輸入設備,通過手勢和身體與游戲互動。兩個月后,面部識別技術高手孫健被派往總部。用戶識別技術被認為是實現創新游戲方式的最大挑戰之一:清晰區分每個游戲參與者,對多人游戲或社交游戲至關重要。隨后,孫健帶著兩個攝像頭回到北京,開始攻克難題。這個項目代號為Project Natal,即后來的Kinect。

“我最初并不看好這個項目,因為其中包含很多技術、算法的難題。”張宏江說,“Kinect的成功,給我們這些科研人員一個用工程學解決技術難題的典型案例 。”

多次試驗后,孫健認為必須跳出傳統面部識別算法。團隊決定用多種類型的參數來識別用戶:身高、面部和衣服。首先利用紅外深度感應器和攝像頭,捕捉準確的身高。隨后,盡管攝像頭能識別一個或多個玩家的身體,但孫健決定只讓它專注于面部。“就像我們平時用眼睛識別一個人的方式。”孫健說。得到這兩類參數后,研究團隊編寫出一套算法,讓攝像頭識別每個玩家衣著的顏色和樣式。4個月內,他們攻克了難題,隨后全力將其優化,大幅提升了識別速度和精確度。 2010年2月,亞洲研究院將這項技術轉移給了Xbox產品部門。

話說回來,之所以產品部門敢于將如此重要的關鍵技術委托給亞洲研究院,得益于過去幾年研究院與總部產品部門在一系列緊密合作中建立了信任。孫健曾將相關技術轉移給必應搜索引擎和Windows Live產品部門,贏得了產品部門的信任。而Xbox團隊里有些成員,早在2003年就開始與研究院合作。

去年6月,孫健第一時間看到成品的Kinect時,首次意識到自己和整個團隊的努力,將游戲行業推入了一個新的時代。他說,他希望把這個故事講給自己的孩子,孩子的孩子聽。

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