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就在前幾天，谷歌正式發(fā)布增強現(xiàn)實軟件工具開發(fā)包ARCore 1.0，上億安卓手機將擁有AR功能。在蘋果ARKit推出半年之后，谷歌終于與蘋果正面開戰(zhàn)。
在手機AR上，相比蘋果，谷歌似乎成了后來者。
而其實，ARCore的前身——谷歌Tango早已面世幾年，谷歌才是智能手機AR的開創(chuàng)者。蘋果搶先推出在大量設(shè)備上使用的ARKit，使得谷歌迫于壓力停止Tango項目，轉(zhuǎn)而推出ARCore。看起來像只是改了個名字，但是也意味著谷歌在Tango上的心血和希冀也大部分付諸東流。
雷鋒網(wǎng)特意梳理了Tango項目的前因后果，加入多位業(yè)內(nèi)人士觀點，與您一起聊聊：谷歌砸重金的創(chuàng)新項目Tango為何行不通，以至于被蘋果搶了先機？谷歌Tango項目還有哪些可能，能給我們哪些啟示？
谷歌原本是想定義下一代智能設(shè)備。
2014年2月，谷歌先進技術(shù)和項目團隊（ATAP）發(fā)布名為”Project Tango“的新項目，以計算機視覺技術(shù)為智能手機添加運功追蹤、3D感知功能。
項目負責(zé)人Johnny Lee表示：“我們的目標是讓移動設(shè)備擁有和人類一樣的空間和運動感知能力，以增強和創(chuàng)造新的用戶體驗。”“這個手機配置了一些能繪制完整3D的硬件和軟件，它可以精確描繪關(guān)于周圍環(huán)境的3D地圖。其中的傳感器速度可以快到實時更新周圍的地理位置，并將這些數(shù)據(jù)迅速轉(zhuǎn)換成3D模型。”
Tango有三大核心組件：
運動追蹤（Motion Tracking）：通過移動設(shè)備自帶的多種傳感器，在不通過外界信號的情況下（例如GPS，WiFi，藍牙Beacon等），實時獲取設(shè)備的姿態(tài)與位置（6Dof）信息。這是Tango的核心功能，其技術(shù)實現(xiàn)方式是：tango使用視覺+慣性器件，實現(xiàn)了VIO（visual-inertial odometry）算法。
深度感應(yīng)（Depth Perception）：利用自帶的深度傳感器掃描外界三維環(huán)境，生成點云，構(gòu)筑三維模型。
環(huán)境學(xué)習(xí)（Area Learning）：可以被視作是motion tracking的增強，它可以將之前走過的路徑記錄下來，自動矯正環(huán)境構(gòu)建與運動追蹤中積累的誤差，識別重復(fù)環(huán)境，減小誤差。
Tango無疑在軟件和硬件上都很有技術(shù)含量。
在凌感科技CTO馬賡宇看來，“Tango之前，基于視覺的3D運動跟蹤和場景建模還只是一個學(xué)術(shù)研究題目，可以做些demo，但是沒有能實際應(yīng)用的系統(tǒng)。谷歌投入了大量精力，為3D運動跟蹤和場景建模專門設(shè)計了傳感器和移動計算平臺，把停留在紙面上的技術(shù)變成了能廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，使得移動AR成為可能。”
Tango并不是真正的產(chǎn)品，而是一個品牌名。Tango 是一個在規(guī)定的硬件標準下運行的軟件程序，其規(guī)定了RGB、魚眼鏡頭、深度相機、CPU/GPU規(guī)格等硬件參考設(shè)計，還涉及VIO（運動跟蹤），稀疏映射（區(qū)域?qū)W習(xí)）和密集 3D 重建（深度感知）等軟件。谷歌還與Movidius合作，為Tango打造了獨特的視頻處理芯片Myrid VPU，該芯片助力復(fù)雜的Tango算法能在手機上流暢運行。
谷歌沒有把Tango的技術(shù)授權(quán)給任何第三方，想使用Tango只能去購買谷歌官方支持的幾款硬件。
（The Yellowstone Tablet）
谷歌發(fā)布了幾款硬件來主導(dǎo)Tango手機，第一款是2014年初的”花生“手機（The Peanut），第二款是”黃石“平板（The Yellowstone Tablet）。Tango平板售價起初為1000美金左右，而后降低至500美金，總共賣出1000臺左右，主要面向開發(fā)者。
（聯(lián)想Tango手機）
2016年6月，谷歌與高通合作開發(fā)消費級Tango手機，取消了Tango平板上有的視覺處理芯片，也取消了對深度相機的要求。同年，聯(lián)想發(fā)布第一款搭載Tango的智能手機——聯(lián)想Phab2 Pro，采用高通驍龍652芯片，售價400美金。隨后，2017年，華碩與谷歌合作，推出了支持Tango的ZenFone手機。從2014年到2017三年的時間里，我們也僅看到幾款支持Tango的手機，而這些手機設(shè)備也沒有引起市場太大的關(guān)注。
“看起來很酷，但是究竟要怎么用呢？“這是不少人對谷歌產(chǎn)品的感覺。
Tango究竟要用來做什么？雖然現(xiàn)在ARCore很明顯就是AR開發(fā)平臺工具，但是Tango一開始其實定位為3D感知手機，谷歌一直介紹Tango是一款——“知道自己在哪兒的手機”。基于運動追蹤和空間感知功能，谷歌一開始希望用Tango來解決室內(nèi)導(dǎo)航的問題，在室內(nèi)無法使用GPS的時候，不依靠任何外部的設(shè)備，就能提供設(shè)備的定位。
Tango與AR/VR發(fā)生關(guān)聯(lián)的重要信號在于：2016年11月，Tango項目從先進技術(shù)和項目團隊（ATAP）轉(zhuǎn)移到了Daydream部門。負責(zé)人Johnny Lee表示：Tango 團隊將會和 Daydream 團隊協(xié)調(diào)合作，兩個團隊的工作將會由谷歌 VR 部門的負責(zé)人 Clay Bavor 統(tǒng)一管理，并且 Clay 則會直接將工作匯報給谷歌CEO Sundar Pichai 。
2016年是VR的元年，HTC、Oculus、PSVR幾大高端頭顯發(fā)布，Pokemon Go的火爆也讓大家對AR充滿期待。Tango技術(shù)開始越來越多地應(yīng)用于AR。
2016年底，在谷歌與聯(lián)想合作舉辦的Tango開發(fā)者大賽上，谷歌Tango項目的研發(fā)工程師郭旭曾說：Tango技術(shù)的一個最關(guān)鍵優(yōu)勢就是易于普及，“目前，如果要推廣其他的VR/AR平臺，開發(fā)者一般都需要花費幾百美元或者上千美元去購置一套設(shè)備。但是Tango不同，它借助一個現(xiàn)有的智能手機平臺，如果推廣開來，可以很容易地達到一個非常高的市場占有率，而且像安卓一樣是免費的。更重要的是，隨著用戶數(shù)和開發(fā)者數(shù)量的持續(xù)增長，Tango將對整個AR/VR行業(yè)產(chǎn)生一個積極的推動作用。”
在馬賡宇看來，“Tango是第一個能實現(xiàn)AR功能的手持設(shè)備。它證明了手機AR可以達到以假亂真的效果。是一個具有跨時代意義的產(chǎn)品。很多用戶和開發(fā)者，都是通過Tango第一次體驗到了AR的神奇。”
然而，在2016年底，聯(lián)想Phab2 Pro發(fā)布時，Google Play商店中有僅有為數(shù)不多的幾款Tango設(shè)計的應(yīng)用：AR虛擬家居擺設(shè)、AR游戲、AR博物館等。Tango無疑是第一個能在智能手機上支持AR的平臺，可惜，卻沒能早早地普及到大規(guī)模設(shè)備，也沒有火爆的應(yīng)用誕生。
Tango為什么賣不出去？
馬賡宇分析到：“Tango手機的研發(fā)成本高。需要特殊的硬件。而且算法需要針對不同的CPU進行優(yōu)化。同時由于Tango手機少，開發(fā)者開發(fā)AR內(nèi)容的熱情不高。導(dǎo)致用戶沒有購買意愿。又進一步降低廠商研發(fā)Tango手機的熱情。”
硅谷投資人Matt Miesnieks分析到，三年來，僅有屈指可數(shù)的幾款手機搭載了Tango，其原因可能是：谷歌公司不想為每家 OEM 都進行特定的傳感器校準過程，且隨著 Android 智能手機硬件商品化，相機和傳感器堆棧是 Android 手機最后實現(xiàn)差異化的地方，所以 OEM 廠商無法滿足谷歌的要求。谷歌認為，深度相機是手機的一部分，但是深度相機增加了手機成本，這也是 OEM 廠商拒絕 Google 的另一個原因。
蘋果搶占先機
Tango發(fā)展緩慢，而蘋果借助ARKit，搶先在所有iOS設(shè)備中上線了AR功能。AR真正變得進入大眾用戶，以大量的硬件設(shè)備持有來支持消費市場的內(nèi)容開發(fā)。
2017年6月，蘋果在WWDC上公布了自己邁入 AR 領(lǐng)域的第一步——針對 iOS 11 推出 ARKit，使得上億設(shè)備瞬間擁有AR功能。開發(fā)者不需要任何別的工具，就可以輕松利用ARKit開發(fā)AR應(yīng)用。蘋果CEO庫克認為AR是等同于智能手機一樣重大的創(chuàng)新，會給人生活帶來巨大的影響，而蘋果ARKit將和App Store一樣成功。ARKit一推出就備受關(guān)注，短短半年時間，庫克稱App Store中就有超過一千款基于ARKit的AR應(yīng)用。
2017年9月，谷歌發(fā)布ARCore，與蘋果分庭抗禮，然而由于晚到一步，谷歌成為了蘋果尷尬的追隨者。
“12 個月前，Google 本就可以輕松交付能夠在 Android 系統(tǒng)上運行的 Tango手機，但 Google 沒有這樣做。如果 Google 早早將 Tango 發(fā)貨 ，那么 ARKit 的問世也只是緊跟趨勢，而非重大突破。“Matt不由得感嘆。
Matt指出，ARKit的基礎(chǔ)技術(shù)是視覺慣性測量（VIO）系統(tǒng)、簡單的2D平面檢測。ARKit可以被看成輕便的SLAM系統(tǒng)，可以將3D虛擬物體放置在真實的平面中，使得虛擬物體在平面上運動，還可以追蹤用戶的相對運動。
ARKit核心的VIO系統(tǒng)和谷歌Tango沒有區(qū)別，ARKit能實現(xiàn)的功能和Tango也幾乎一樣。但是，顯然，蘋果在軟件和硬件的整合上，甩了谷歌幾條街。Matt認為ARKit的優(yōu)勢在于蘋果公司可以負擔得起將 VIO 算法緊密耦合到手機傳感器上，并花費很多時間來校準 VIO 系統(tǒng)，以減少計算空間位置時產(chǎn)生的誤差。
賽格威機器人研發(fā)高級總監(jiān)陳子沖分析到：“單目的VIO都需要每臺手機有標定的流程。蘋果的手機因為是標準化的，一共只有幾個型號，所以他顯然做得更容易一些。Google要在android生態(tài)中要推廣普通相機使用VIO，那就要解決這個標定問題，可能是通過某種自適應(yīng)方法，使得這個步驟可以免除。但是仍然，他需要一家一家去測試，畢竟每家手機的攝像頭和IMU型號和位置都不一樣。所以你看他是一批一批的支持Android手機。“
庫克在接收英國獨立報采訪時，更為簡潔地指明了ARKit的先發(fā)優(yōu)勢：“蘋果公司自己打造手機制造軟件和硬件，這使得它在AR和其他領(lǐng)域都處于獨一無二的優(yōu)勢地位。谷歌也在對它的Pixel手機系列做同樣的事情，并整合了良好的虛擬現(xiàn)實功能，但這些手機的銷量并不大。”
谷歌的AR技術(shù)積累早于蘋果，但是由于沒有整合好軟硬件，被ARKit搶占了先機。此時，谷歌顯得十分尷尬，要么推出單目AR SDK，要么強推Tango讓安卓手機硬件升級。
Tango推出三年，也僅獲得幾款手機支持，谷歌現(xiàn)在明顯只剩下推出單目AR SDK這條路。2017年8月，谷歌在新品發(fā)布會上展示了ARCore開發(fā)者預(yù)覽版，可以支持Samsung S8和 Pixel系列手機，正式與ARKit開戰(zhàn)。ARCore被看作是輕量級的Tango，有業(yè)內(nèi)人士認為，谷歌看起來只是注釋掉了Tango深度相機部分，換了個名字。
前文介紹到，Tango有三大核心組件——運動追蹤、深度感知、環(huán)境學(xué)習(xí)。由于減少了深度相機和一些傳感器，ARCore保留了運動追蹤和一部分的環(huán)境偵測功能，其深度感知，3D建模的能力則不如Tango，而這曾經(jīng)是Tango最黑科技的一部分。
2017年12月，谷歌停止Tango項目，全力支持ARCore。
谷歌發(fā)文解釋到：“自 2014 年開始，我們一直在關(guān)注 AR 研發(fā)，并且推出 Project Tango。從 Tango 中我們積累了不少經(jīng)驗，將其應(yīng)用于 ARCore 的研發(fā)中。遺憾的是，Tango 需要定制硬件，而 ARCore 是一個快速和高性能的，可廣泛應(yīng)用的 SDK 工具，能為數(shù)百萬臺符合要求的移動設(shè)備實現(xiàn)高質(zhì)量的 AR 效果……由于我們將關(guān)注點從 AR 技術(shù)本身轉(zhuǎn)移到整個以 ARCore 為主的安卓生態(tài)系統(tǒng)，所以我們決定將停止支持 Tango。”
也就是說，在長達三年的技術(shù)探索之后，谷歌Tango的軟硬件參考設(shè)計行不通之后，谷歌要將ARCore開放給更多的安卓設(shè)備了。
而就在前幾天，谷歌宣布正式發(fā)布ARCore 1.0，可運行于13種不同型號、超過一億臺的智能手機。這13款手機包括：谷歌Pixel，Pixel XL，Pixel 2，Pixel 2 XL；三星Galaxy S7，S7 Edge，S8，S8+，Note 8；LG V30，V30+；華碩 Zenfone ；One Plus 5。谷歌也正與包括華為、摩托羅拉、華碩、小米、HMD/諾基亞、中興、索尼和 Vivo 在內(nèi)的多家智能手機廠商展開合作，在他們將推出的產(chǎn)品中搭載 ARCore。
簡化Tango，推出ARCore是谷歌不得已之舉，這意味著承認Tango項目的失利，并且承認蘋果ARKit搶占了先機，正確地引領(lǐng)了手機AR之路。
但是，谷歌或許也得感謝蘋果打開了手機AR的市場，為Tango日后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。雖然說，谷歌停止了Tango項目，放棄了以Tango為品牌打造智能設(shè)備的策略，但是并不等于谷歌會放棄繼續(xù)發(fā)展Tango的核心技術(shù)，用于ARCore的升級，以及其他的創(chuàng)新產(chǎn)品。
馬賡宇談到：”蘋果突然發(fā)布ARKit產(chǎn)品，性能與Tango相近，而且可以在普通手機上實現(xiàn)。使得還需要特別硬件的Tango方案失去了市場競爭力。Tango優(yōu)于ARkit的一點是它還可以實現(xiàn)場景的3D建模。在一些低紋理區(qū)域可以工作的更好。而且在未來的AR應(yīng)用中可以給用戶更多的信息。傳聞蘋果也在考慮加裝后攝的深度攝像頭，未來的硬件可能跟tango類似。“
陳子沖認為：“從Tango到ARCore，谷歌全面轉(zhuǎn)向了AR這個業(yè)務(wù)需求，致力于在所有的Android手機上提供給AR的SDK。在技術(shù)上是一個平移，在業(yè)務(wù)上是一個拓展（從原來少數(shù)幾款手機推廣到整個Android生態(tài)。國內(nèi)相關(guān)的手機公司大概率會和谷歌合作，獲得ARCore的支持。對于從事VR的公司也是利好，可以通過極少的技術(shù)投入，以很低的成本（android+攝像頭）實現(xiàn)一個6軸的VR頭盔。”
雖說現(xiàn)在蘋果ARKit搶先幾個月發(fā)布，但是這種領(lǐng)先估計也只能說先走了半步。ARKit 1.5 和ARCore 1.0都還是初代產(chǎn)品，不少開發(fā)者對雷鋒網(wǎng)表示，無法用它們做出很驚艷的產(chǎn)品。而不少開發(fā)者心中理想的AR開發(fā)工具還需要具備：更強大的環(huán)境理解功能、實時3D重建、多人交互、語音識別等，才能達到真正的虛擬與現(xiàn)實融合。目前，我們確實還沒有看到爆款的AR應(yīng)用。
雖然蘋果不升級硬件，搶先了半步，但是硬件升級或許是必然的。UCVR CEO胡金暉談到：“谷歌停止Tango，推出簡化版ARCore，策略上可能打算曲線救國。這些手機OEM廠商覺得Tango方案又貴，又要重新設(shè)計主板，不想采用，那就干脆先把軟件技術(shù)集成到現(xiàn)有手機上，等大家適應(yīng)了也用慣了AR手機，想要更高端的時候，只要在上面加個深度傳感器就好了。”技術(shù)總是不斷更新迭代的。
從技術(shù)史來看，從沒有一個憑空冒出來的創(chuàng)新技術(shù)，新技術(shù)一般是舊技術(shù)的組合創(chuàng)新。Tango也是一些技術(shù)組合而成，Tango項目的停止，并不會終結(jié)這些核心技術(shù)的可能性。
這一切，可以從微軟Kinect說起。
2010年，微軟為Xbox 360特意打造了Kinect。Kinect配有深度攝像頭和語音識別麥克風(fēng)的硬件，可以識別空間、人體動作，且支持語音控制，xBox立馬變身體感游戲機，增添了很多創(chuàng)新的玩法。
微軟Kinect是人機交互領(lǐng)域跨時代的作品，在此前，人機交互一直是以機器為中心的，人類學(xué)習(xí)機器的語言去和機器交流。微軟Kinect首次讓機器學(xué)會理解人類，理解人類世界。Kinect是微軟為了填補人體和設(shè)備界面之間，超越鍵盤、鼠標、觸控屏極限的一次偉大嘗試。
在雷鋒網(wǎng)此前文章《微軟的Kinect停產(chǎn)了，但它為今天的VR/AR做了很多貢獻》一文中曾寫到：
自 2010 年來，蘋果仿效 Kinect 語音控制功能，推出了 Siri 語音助手；谷歌也開始了 3D 追蹤系統(tǒng) Project Tango（該項目的領(lǐng)導(dǎo)者是曾經(jīng)研發(fā) Kinect 的 Johnny Lee）。視覺和語音系統(tǒng)幾乎成了智能手機的標配，也逐漸進入我們的家居領(lǐng)域。亞馬遜 Echo 將語音助手帶進爺爺奶奶的臥室。新一版的 Echo Show 還在 Alexa 上加裝了攝像頭。
谷歌Tango項目起源于Kinect，命運也和Kinect相似。作為開創(chuàng)性的產(chǎn)品，Kinect的黑科技難以擴展應(yīng)用場景，被市場接受。微軟停止Kinect項目，但是并沒有停止Kinect相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。
商詢科技CTO鄔浩告訴雷鋒網(wǎng)：“Kinect二代停產(chǎn)，也僅僅是用于xbox的Kinect硬件設(shè)備賣的不好，所以硬件不再生產(chǎn)了，但Kinect技術(shù)線是一直持續(xù)的。HoloLens自身屬于Kinect四代技術(shù)，而Kinect五代技術(shù)一直在研發(fā)中，并且已經(jīng)就要發(fā)布了，而這就是HoloLens二代。“
即便是硅谷消息最靈通的科技記者，也經(jīng)常不知道幾大科技巨頭公司都有哪些部門，每個部門實際上在從事著什么樣的研究。在雷鋒網(wǎng)看來，Tango項目雖然停止了，但是其后續(xù)影響力肯定還將持續(xù)。
谷歌在Tango的技術(shù)積累可以幫助ARCore更新迭代，這自然不必再說，Tango還有其他更多的炫酷應(yīng)用。
iPhone X人臉識別
（iPhone X原深度攝像頭系統(tǒng)）
2017年10月，蘋果發(fā)布了iPhone X，其最大的特色是增添了一個擁有數(shù)十顆傳感器的”原深度攝像頭“。這個攝像頭可以實現(xiàn)人臉識別，使得人臉解鎖代替指紋解鎖，同時還可以實現(xiàn)人臉3D重建，方面AR貼紙功能。iPhone X的深度攝像頭用到是和Kinect、Tango一樣的結(jié)構(gòu)光技術(shù)。
目前，3D機器視覺獲取深度信息的辦法主要有三種：結(jié)構(gòu)光、TOF 時間光、雙目立體成像。Kinect一代和Tango一代采用結(jié)構(gòu)光的方法，2013年蘋果收購了Kinect的開發(fā)商PrimeSense，Kinect二代和Tango二代都改為采用TOF感知深度信息。
榮耀V10發(fā)布會，華為宣布正在開發(fā)“占云深度攝像頭”
去年11月，華為在榮耀V10發(fā)布會上，推出“點云深度攝像頭”散班結(jié)構(gòu)光手機配件，可以感知用戶臉部的深度并對臉部建模。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，華為不僅會做前置的深度攝像頭，也會做后置攝像頭。另有消息，小米和OPPO將在明年發(fā)布的智能新機中，使用3D感應(yīng)的面部解鎖方案。
雖然現(xiàn)在前置的原深度攝像頭主要用于人臉識別，相信日后我們會看到更強大的可以理解環(huán)境、理解物體的深度攝像頭。Tango首先讓人們看到了搭載深度攝像頭的智能手機的潛力，iPhone X的人臉識別讓這個技術(shù)先一步普及，未來，深度攝像頭將成為智能手機的標配。
工業(yè)機器人
2014年，谷歌Tango就曾被用在NASA的空間站機器人SPHERES上，幫助機器人執(zhí)行通訊、拍照、和處理能力。在裝上Tango之前，SPHERE可以做的事情僅僅是在空間站里飛來飛去，借助Tango的運動追蹤、環(huán)境感知能力，這些機器人可以從事修理、運輸、搜尋物品的工作。如果NASA采用定制的深度攝像頭將會比Tango貴1000倍，真是節(jié)省了不少錢。
Tango的技術(shù)可以對機器人領(lǐng)域有所助益。在機器人領(lǐng)域，感知環(huán)節(jié)是進展緩慢且相對薄弱的環(huán)節(jié)。傳感器和環(huán)境感知技術(shù)的進步，會使得機器產(chǎn)業(yè)有較大的跳躍。
谷歌很多的產(chǎn)品都相當?shù)目幔鏕oogle Glass，例如Tango。而這些產(chǎn)品似乎都有一個共同的問題：Google還沒有想好要怎么用，不過這是大多市場引領(lǐng)者都會面臨的問題。谷歌雖然停止了Tango項目，但是我們現(xiàn)在看到了ARKit和ARCore的分庭抗禮。俗話說，走的人多了，自然就有了路。隨著更多玩家的加入，AR的發(fā)展會越來越清晰，谷歌之前借Tango暢想的新一代智能設(shè)備，也變得更加切實。
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