轉變 UI — 利用今天的技術設計明天的交互界面
融合真實與虛擬世界，藉助英特爾® 實感™ 技術進行 3D 創作並分享。
環顧四周， 在我們的三維世界中，您可以從任意角度查看物體，測量其尺寸，並感知它們與周圍物體之間相隔距離的遠近。 但當捕獲這些物體並展示給他人時，我們通常轉化爲 2D 靜態或動態圖片。 其中緣由很簡單，一直以來，除了專業人士和愛好者外，對於任何普通人而言，捕獲 3D 圖像都過於複雜，且成本昂貴。
近期的創新正在改變這種局面。 購物者通過佩戴不同款式的各種虛擬眼鏡，可以輕鬆使用平板電腦來查看物體的外形。 類似的 Android* 和 iOS* 應用可支持用戶預覽虛擬傢俱、服裝、玩具和其它商品並與其互動。 在大多數情況下，這些應用中使用的 3D 庫存限於由專業人員預先構建的內容。
英特爾® 實感™ 攝像頭將能夠快速讓普通大衆掌握 3D 掃描、打印和共享能力。 組合使用由英特爾® 實感™ 技術支持的手部和手指跟蹤、語音命令、面部分析和擴增實境功能，用戶將能夠與真實和虛擬對象自然互動，並執行 3D 打印。 可能的用例範圍包括實際應用（銷售、醫療、設計、教育）、休閒娛樂（遊戲、影視製作、社交活動）等。
3D Systems、Autodesk 和 DotProduct 是擁有開拓創新精神的公司，在專業 3D 內容創建和打印方面擁有深厚的根基。 他們正在實施英特爾實感技術，旨在將 3D 捕獲和分享功能推廣給普通大衆。
3D 查看與打印
3D Systems 的創始人是 3D 打印技術的發明者 Chuck Hull，該公司自 1986 年以來一直涉足汽車、航空航天、工業設計、和醫療行業。 該公司目前專注於 3D 打印大衆化。 3D Systems 首席創業官 Ping Fu 表示：“英特爾實感攝像頭是天作之合。 兩年前，大多數 3D 掃描儀的成本在 10,000 到 50,000 美元之間。 使用英特爾實感 3D 攝像頭，用戶可以訪問電腦、2 合 1 設備、AIO、超極本™ 設備或平板電腦中嵌入的 3D 掃描儀。
3D Systems 正在開發兩款支持在電腦上利用英特爾實感技術的桌面應用程序： 3DMe* 和 SENSE*。 這兩款應用均採用英特爾® 實感™ SDK 2014 開發而成。
3DMe 支持任何人將自己的臉安到喜愛的角色上；例如，NBA 球員、“星際旅行”的博格、滑雪健將、王子以及更多角色（圖 1）。 一旦捕獲，即可對該角色進行 3D 打印、製作動畫或通過社交媒體分享。
圖 1：使用 3DMe* 將用戶的臉掃描到一個角色上
SENSE 是一款對象掃描軟件。 Ping Fu 解釋道：“您可以掃描頭部、全身或物體（例如喜歡的玩具），然後執行 3D 打印或將其導出。 遊戲是一個明顯的用例。 設計和製作人員可以使用該功能創建用於細節設計的參考模型，休閒用戶可以掃描他們喜愛的東西，與朋友共享，在遊戲裏玩或 3D 打印他們自己的作品。”
3D 打印的個人掃描物品用例包羅萬象。 Ping Fu 說道：“娃娃製造商希望創造與女孩的臉匹配的個性化娃娃。 體育愛好者想要完美適合其頭部外形的頭盔。 人們希望掃腕部和手部，輕鬆製作能夠緩解腕管不適的管型。”
3DMe 和 SENSE 將物體（圖 2）捕獲爲可編輯的 3D 網格，輔以紋理映射和色彩信息。 3DMe 用戶將鏈接到 cubify.com 打印一個類似的模型；SENSE 用戶將能夠使用 3D Systems 的 CUBE* 個人 3D 打印機產品打印模型或將其上傳到雲端，使用服務中心打印。 Ping Fu 指出，CUBE 個人打印機支持用多種材質打印，而高端專業打印機和工業打印機支持的打印材質包括“金屬、陶瓷、亞克力、塑料、甚至可食用的巧克力和糖”。
圖 2：使用 SENSE* 軟件掃描物體
SENSE 應用支持將網格導出爲 OBJ、DXE、PLY 和其它 CAD 支持的文件格式。 Ping Fu 繼續說道：“大多數 CAD 用戶喜歡使用參數化網格，當他們調整幾何體時，那些變化可以傳達到表面、紋理等。 SENSE 兼容 3D Systems 的 Geomagic Solution 軟件套件，提供了一種從掃描數據轉化爲 CAD/CAM 參數模型的最快方式。”
據 Ping Fu 所述，英特爾實感技術能將全局精度保持在 1 毫米以內。“這個精度足以適用於許多個性化產品，包括量身定製眼鏡、鞋或用於修復肢體的管型等醫療設備。 工業設計用例方面，人們會將 3D 掃描應用到 CAD 環境，更精細地完善參考設計。”
Ping Fu 的 3D 掃描經驗可以追溯到 1996 年，當時她是 Geomagic 的聯合創始人兼首席執行官，該公司是一家世界知名 3D 掃描軟件公司，於 2013 年被 3D Systems 收購。 她一直希望全民普及 3D 掃描，並致力於在 3D 掃描和 3D 打印之間建立關聯。 在英特爾，她找到了一種相似的精神。 她說道：“我們與英特爾的關係是我們最富有成效、意義重大的合作關係之一。 我們意見一致。 英特爾實感技術促進直觀的交互，英特爾實感攝像頭捕獲原始數據。 我們的軟件將其作爲點雲，並轉化爲適用於多種下游用途的全綵特徵模型。 我們雙方都將所需的專業技術在 3D 應用中變得簡單易用並且有趣。”
Ping Fu 提到英特爾在集成硬件與優化軟件方面的專業技術是其中的關鍵所在。 “英特爾實感 SDK 團隊不同凡響。 他們知道怎樣支持開發者社區。” 每一方都爲另一方的工作提供支持。 3D Systems 使用英特爾實感軟件 SDK 構建他們的應用，利用 SDK 來打造攝像頭控制、深度圖像和麪部識別功能。 “我們與英特爾用戶體驗團隊密切合作創造直觀易用的應用，並在此過程中獲得了巨大的幫助。”
3D Systems 同樣爲英特爾實感 SDK 提供了重要支持，推動該套件增加了掃描數據處理功能，讓其他開發人員能夠獲取點雲數據並將其轉化爲網格。 Ping Fu 說道：“3D 掃描的一個難題是原始數據通常很雜亂。 我們提供了非常全面的清理功能，包括根據表面的曲率填補孔洞的功能。 此功能會爲用戶呈現一個非常自然的外觀，無需重新掃描物體。” 3D Systems 還支持在保持物體整體形狀的基礎上向下採樣。遊戲開發人員可以利用此功能實現低多邊形計數對象，以便更輕鬆地進行渲染。 最獨特的算法是“所見即所得”(WYSIWYG) 掃描工藝，讓消費者可以輕鬆掃描並自動建模。
3D System 團隊從開發經歷中獲得了哪些寶貴經驗？ Ping Fu 說道：“準確的 3D 掃描非常困難。 要讓一種新技術被接受，用戶體驗是關鍵。 在英特爾的幫助下，我們在性能調整、用戶測試和市場反饋方面學到了大量寶貴經驗。 英特爾還把我們介紹給其它獨立軟體開發商、電腦原始設備製造商和零售商。 這些聯繫已經轉化爲寶貴的合作伙伴關係。”
通過 3D 查看增強 2D 圖像
世界領先的 3D 設計、工程和娛樂軟件公司 Autodesk 正在使用該技術捕獲 3D 圖像數據，以便用戶能夠輕鬆強化二維照片。 Autodesk 的高級軟件經理 Gareth Pennington 說道：“英特爾實感技術能夠完美配合我們的 Pixlr* 圖像編輯應用。 我們對背景分割和從二維圖像中獲得一個新維度的能力尤其感興趣。”
背景分割使用深度數據來確定或“分割”前景和背景的內容，然後提取、替換或增強該圖像的不同方面，這一切均爲實時操作（圖 3）。 英特爾實感 SDK 的分割算法同時着眼於顏色和深度數據，確定要顯示和提取的內容，然後以 60 fps 的高清視頻提交結果。
圖 3：使用 Pixlr* 應用執行背景分割
Pennington 表示：“我們將提供非常有趣的用例，例如讓用戶能夠只捕獲他們的頭部，並自動去掉背景，這樣就能將他們的頭部圖像轉化爲圖像戳，用於疊加到其它圖像上， 也可以創建個性化的笑臉和其它表情，在電子郵件或文本中使用。 例如，如果您正在乘坐船或飛機，您可以自拍一張照片並加一個對您有效的綠色濾鏡（不包括背景），暗示您暈船。”
Pennington 建議其它開發人員“儘快探索代碼示例，因爲當您研究具有超多功能的大型 SDK 時，很難了解重點在哪裏。”
Pixlr 目前提供在線網頁應用和適用於 Windows* 和 Mac OS、iOS 和 Android 的原生應用。 支持英特爾實感技術的版本是 Windows 原生應用。 展望未來，Pennington 說道：“思考我們能利用英特爾實感技術支持的所有其它功能做些什麼 — 移動追蹤、面部識別，還有測量物體並可能重新調整……這些真的非常有趣，令人歎爲觀止。 英特爾實感 SDK 還有許多功能等待我們探索。 隨着時間推移，消費者能夠獲得更多支持英特爾實感技術的設備，我們將激發他們的創造力。 我們對未來躍躍欲試。”
在平板電腦上查看 3D
自 2012 年成立以來，DotProduct 曾經服務過專業市場和早期採用 3D 激光掃描技術的公司，包括石油、天然氣和電力公司；工程公司；以及取證和歷史文檔行業。 DotProduct 首席執行官 Brian Ahern 解釋道：“那些行業依賴於 3D 成像技術。 他們在 3D 環境下設計並運行，在 3D 環境中維護並升級設施。”
DotProduct 意識到小型 3D 傳感器爲工業級掃描儀提供了經濟實惠的替代選項，於是創造了一款基於 Android 平板電腦的手持式解決方案，可以現場生成精確的 3D 模型。 該系統標價 5,000 美元。 現在，該公司正與英特爾密切合作開發一款基於英特爾實感技術的成本更低的平板電腦解決方案。
Ahern 說道：“我們對英特爾實感技術充滿激情。 如果將英特爾實感 3D 攝像頭嵌入到市售的平板電腦中，預計我們的市場將呈指數增長。” Ahern 設想 DotProduct 將成爲以軟件爲中心的公司，向集成英特爾實感技術的原始設備製造商和原始設計製造商出售許可。
像 3D Systems 和 Autodesk 一樣，DotProduct 正努力將其解決方案變得更適合消費者，從而吸引更多的用戶。 “2.0 beta 版具有完全重建的 UI。 其導航、查看和渲染功能非常直觀易用 [圖 4]。”
圖 4：DotProduct 重建了用戶界面。
Ahern 認爲，注重 3D 圖像捕獲和分享的專業消費者將成爲採用新產品的首批用戶。 “我們的一個競爭優勢是無損圖像壓縮算法專利技術，可以支持用戶通過電子郵件發送 3D 點雲，而無需構建消耗大量存儲空間的網格。” 例如，免費的查看器應用將支持用戶分享臥室的模型，在平板電腦上打開，將點雲轉化爲可從任意角度查看並測量的網格。
DotProduct 的核心技術基於 Android，但“並不依賴於 Andorid。 Android 是包裝形式，我們的核心代碼採用了 C++。 我們目前沒有移植到 Windows”，Ahern 說道。 2015 年發行該產品時，將在兩個平臺上運行。 英特爾實感技術產品經理 Kenn Walker 補充道：“當你評估那些能夠利用英特爾實感技術的應用時，一些將藉助更高級的 SDK 進行開發。 DotProduct 應用的運行更接近金屬，以其原始形態處理數據。
處理該數據需要什麼類型的處理能力？ Ahern 說道：“包括 CPU、GPU 和 RAM 在內的幾乎所有方面都非常重要。 更強大的能力會爲我們帶來更好的結果。”
Ahern 展望了所有用例的形式，從遊戲到銷售、寓教於樂以及更多內容。 “在一些設計企業，設計人員必須人工測量物體、房間和設施。 這是一個耗費時間的過程。 在物體周圍、下方或上方移動時在平板電腦上輕鬆點選一個物體（圖 5）或房間，然後點擊‘完成’即可在平板電腦上顯示模型，這將改變工作格局。”
圖 5：使用平板電腦掃面
Ahern 在講述開發過程中獲得的重要經驗時說道：“我們瞭解到，即便是工程師有時也會低估消費者技術的發展速度。 我們知道嵌入式 3D 移動設備即將上市，但實際速度比我們預期的更快。”
Ahern 和他的 DotProduct 團隊還意識到，讓消費者爲新技術感到激動還遠遠不夠。 “你必須要創造一種能夠無縫集成到他們現有工作流的解決方案，或者爲他們提供在工作和娛樂環境中使用數據的直觀新流程。 我們過去幾年就是在做這些工作，必須持之以恆才能讓所有的細節準確無誤。”
資源
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