Phab2Pro體驗&Tango技術簡介

最近入手了聯想的Phab2 Pro，作為“全球首款搭載Tango技術的智慧手機”，還是挺讓人期待的，先來幾張真機實拍：

Phab2 Pro

6.4英寸螢幕，4GB記憶體，64G儲存空間，定製版的8核高通處理器，前置800w畫素攝像頭後置1600w，當然這些都不是重點，重點是它背面的幾個感測器，從上到下分別是：

1. 1600w畫素RGB攝像頭
2. TOF深度感測器-紅外光接收器
3. TOF深度感測器-紅外光發射器
4. 閃光燈
5. 魚眼廣角攝像頭
6. 指紋識別感測器

與Tango技術相關的主要是TOF深度感測器和魚眼廣角攝像頭，這裡的TOF感測器是PMD和Infineon倆家公司合作研發的。TOF技術原理容易理解，向目標點發射特定的光，然後根據發射到接收反射光所花的時間，乘上光速就得到了目標點離感測器的距離，這就要求感測器有相當的靈敏度和很高的資料處理速度，並且要對抗日常環境光的干擾。實際上，在深度獲取方面，TOF已逐漸成為主流，相比雙目視覺方法，其精確度、穩定性、抗干擾性以及適用場景都要好不少。

Phab2 Pro加裝的魚眼廣角攝像頭主要用於運動追蹤，普通手機都內建了陀螺儀和加速度計，通過這兩個感測器，可以粗略地得到裝置的運動資訊，做一些簡單的AR應用(如Pokemon Go)，但如果僅依靠陀螺儀和加速度計，要做類似SLAM的大範圍運動追蹤，不僅準確度不夠，Drift也會非常嚴重以至於不可接受，因此Tango用一個魚眼攝像頭來輔助運動追蹤，廣角可以拍攝到更大範圍的周圍環境，從官方視訊來看，猜測這個攝像頭是單色的，並且採用了光流法來做特徵點的跟蹤。

AR應用

Google Play上的Tango應用並不是很多，且都沒怎麼更新，究其原因，可能一方面沒有好的應用場景，另一方面是目前的技術距離大眾期望還有較大差距。Phab2 Pro有將精選的幾個Tango應用放在一起，這裡貼一些應用的截圖：

首先是Google IO 2016上的現場演示Demo：https://youtu.be/yvgPrZNp4So?t=796，科技感很強，根據真實環境構建虛擬環境，最後還有實景結合的部分。

然後是一些經典的AR應用：在實景中增加虛擬物體，實測可以感受到Tango的運動追蹤效果確實比較好

最後值得一提的是測量類應用，如 Measure，可以直接測量實景中物體的尺寸，實測準確度挺高

Tango 技術

如官方介紹，Tango技術主要分為三部分：運動追蹤、區域學習和深度感知。

1、運動追蹤(Motion Tracking)

運動追蹤好理解，即確定裝置的空間位置和姿態，可用六個引數來表示(6-DOF)。通常我們說“定位”，大家會想到GPS，GPS技術是通過確定裝置和外部幾個參考點(衛星)的距離來確定自身位置，而運動追蹤則不一樣，它沒有固定的外部參考點，僅僅是依靠自身來完成“定位”，當然，如前面說的，Tango除了使用陀螺儀和加速度計，還增加了魚眼相機，通過拍攝周圍環境，結合影像特徵點來提高運動追蹤的精度。官方提供了一個通過運動追蹤來顯示裝置軌跡的Demo：

2、區域學習(Area Learning)

區域學習是在運動追蹤的基礎上進行的，“學習”可以簡單地理解為記錄運動追蹤過程中魚眼相機的資料，並建立索引，其作用主要有兩方面：

1. 提升運動追蹤軌跡的精確度；
2. 在已知環境中重定位。

提升軌跡的精確度不難理解，當追蹤過程中拍攝環境提取特徵資料後，如果匹配上之前某個位置的資料，即可知回到了上次的位置，因此可以修正軌跡構成環路。所以如果你想得到某條彎曲小路的軌跡，就拿著手機來回多跑幾次，軌跡也就越準確。

通過記錄運動追蹤資料，可以看做裝置對周圍環境有了“記憶”，載入某個環境的“記憶”後，重新開啟運動追蹤，就能立馬知道自己在這個環境中的位置，也即“重定位”。打個比方，你拿著手機在停車場把各個角落都給“學習”了，儲存下來，下次開啟手機，立馬就知道自己在停車場什麼位置。

3、深度感知(Depth Perception)

深度感知是基於前面說的TOF感測器，得到的是稀疏的點雲，這裡的點雲只有位置座標，如果要進行彩色3D重建，需要再結合RGB攝像頭拍攝到的影像資料。

暢想

整體上看，目前的Tango技術似乎並沒有達到讓人滿意的效果，但不可否認這是很有意義的技術方向，最基本的，Tango技術增強了裝置與外部環境的互動，類似於GPS，Tango能使裝置知道自己在環境中的位置，而且是室內的高精度定位，這是GPS做不到的；更重要的，Tango使裝置能“採集環境的空間資訊”，想象有一天，滿大街都是帶Tango技術的智慧裝置，所有裝置都將採集到的環境資訊上傳到資料中心，從而構建出一個更精細的3D世界地圖，這個地圖還包含商場、車庫等建築的內部空間結構資訊，甚至重建出整個地球的表面結構，再結合AR、VR等技術，人們的生活可能會發生不可想象的變化。