今年 Google I/O 的重头戏 Project Tango，究竟能干什么？

极客公园 • 8年前扫码分享

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Google I/O 2016 召开在即，火热的 VR/AR 自然是外界关注的焦点之一。除了可能的新头显、板上钉钉的 Android N，还有一个集结了诸多关键技术的项目成为这次开发者大会的重点—— Project Tango 。其相关的演讲和会议足有 4 个。

Project Tango 设备不仅能实时对周边环境进行扫描建模，还可以记住经过的路径、检测可视物体的距离。这些功能在室内地图、VR 和 AR 上都有可观的应用前景。

Project Tango 的核心能力是什么？

2011 年 8 月，Google 以 125 亿美元收购了摩托罗拉。不到三年，Google 就于 2014 年 1 月将摩托罗拉卖给了联想。

不过，「精明」的 Google 留了好几手：摩托罗拉的海量专利继续充当 Android 阵营的定海神针，而神秘的 ATAP（Advanced Technology and Products，先进技术与产品部门），也继续为 Google 研发更多前沿的技术，比如 Project Tango 和 Project Ara。

Project Tango 主要有三个核心能力：

运动追踪（Motion Tracking）
区域学习（Area Learning）
深度感知（Depth Perception）

运动追踪

对于户外运动，我们都习惯了使用 GPS 进行定位和跟踪。然而一旦走入室内，GPS 就变得不可靠了。因此，应用场景多在室内的 Project Tango 利用内置的传感器来进行「运动追踪」。

Project Tango 的「运动追踪」能让设备识别 6 个自由度，知道它自己所处的位置和方向。6 自由度指的是，沿 x, y, z 轴的移动：左右、前后、上下，以及绕这三个坐标轴的转动：绕 x 轴的倾斜（pitch）、绕 y 轴的翻滚（roll）、绕 z 轴的摇摆（yaw）。

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依靠设备本身持续追踪用户的当前位置，同时设备对周边环境进行学习，这个过程就是现在非常走俏的一种技术—— SLAM （Simultaneous Localization And Mapping，即同步定位与地图构建）。

区域学习

依靠「运动追踪」功能，Project Tango 设备只能「看到」物理空间。而「区域学习」可以让其记住物理空间里面的关键可视物体，如墙边、墙角、桌子、椅子等。

为了做到这点，Project Tango 储存了一个对可视物体的数学描述在设备里。这样做的好处是，设备无需借助任何云端服务，也能迅速匹配它当前「看到」的周边物体。

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相较于只拥有「运动追踪」功能，配备「区域学习」对 Project Tango 设备能力的提升主要在两点上：

通过「偏移修正」提高运动轨迹的精确度；
如果设备再次回到之前经过的、已学习过的区域，通过「定位」可快速确定方向和位置。

今年 Google I/O 上就有一个环节专门介绍「区域学习」—— Introducing Project Tango Area Learning 。

深度感知

顾名思义，「深度感知」能让 Project Tango 上的应用理解真实世界物体的距离。

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Project Tango 项目给设备制造商提供了三种深度感知技术的选择：结构光（Structured Light）、飞行时间（Time of Flight）和立体声（Stereo）。结构光和飞行时间技术都需要用到红外线投影和传感器，而立体声技术不用。

Project Tango 能用在什么地方？

室内地图

此前 Google Map 就有推出室内导航，但一直都不瘟不火，主要是支持的地方太少，Google 也不可能像拍街景一样，一个又一个地方的去扫。

Bloomberg 近日报道，Google 打算正式进军室内地图市场，由 ATAP 部门负责，并且纳入 Project Tango 计划中。借助 Project Tango 设备，各种室内场景如商场、图书馆都能轻易地绘制地图。用户也可以利用手机感知周围环境的特性，达到更精准的室内导航。

凭借陀螺仪与指南针，Gear VR 和 Google Cardboard 能捕捉你的头部动作，但却无法确认空间位置。

Oculus Rift 和 HTC Vive 这类高端设备能对用户进行位置追踪，但这种 Outside-In 解决方案需要借助外部摄像头或激光发射器。

而搭载 Project Tango 技术的头显无需外部硬件配合，依靠头显自身就能完成位置追踪。这种解决方案称之为 Inside-Out。德国一个头显开发商 Durovis Dive 就曾推出过依靠 Project Tango 技术进行 Inside-Out 位置追踪的设备。

Gear VR 已经有不少应用和游戏支持了，Google 如果要在移动 VR 头显（或者一体机）上有更多作为，Project Tango 背后的技术会是关键因素。

有观点认为，Google 在移动端做研发这样具有 3D 场景感知能力的设备是为 AR 铺垫，方便交互。

Project Tango 从手机、平板入手，因为现在的计算机视觉技术应用在我们的手机上缺少传感器，不适于做实时的 AR 应用。

举个例子，比如对三维场景需要知道深度。传统相机只有一个摄像头，景深虽然能估算出来，但是既不准，还耗费计算资源。Project Tango 手机上加了一个深度传感器，就简化了很多问题。再比如，处理器有两块适于做计算机视觉的并行处理器，同样是为了加速计算。

尚且不知道谷歌是否会把这个打造成一个同 Android 类似的开源平台。但是其结合了新的硬件以及相当多的机器人技术之后，这个手机平台的系统会和 Android 差异很大，也更加智能。谷歌可以先做这样一个尝试。加上景深传感器和动作捕捉摄像头对现在用户来说必然是价格负担，但是如果它能提供一定的 AR 应用，肯定有大批用户难以拒绝。