Ocam: 360度相机的算法革命&极客美学

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前言

这是一篇比较敏感的报道,因其中涉及太多商业信息和产品进度,无论是基于职业操守还是对创造力的尊重,IN2记者都暂时还无法把了解到的有关产品细节和照片公之于众。所以我们只能把更多的“惊喜”或者“震撼”交给Ocam自己,以及真正的产品使用者们。没有什么比使用产品更“真相”的事情了。

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Ocam是一款360度拍摄的全景相机,产品核心是

1、在有效解决图像拼接和画面质量上,拥有一套自己的算法,所以自主研发的后期软件(自主的意思就是没有抄或者改写任何国外的软件),可以实现17目普通镜头同步拍摄高像素画质的即时拼接。

2、能把算法界定的17个摄像头的布局规则,在一个乒乓球大小的球体上落实,并实现工业化规模生产。外型设计、材质和工艺都极具产品美学。

它几乎无法复制——不仅仅是产品意义上

算法的精妙世界

算法的精妙在于,它不仅仅是一个解决方案,它提供了一种机制和策略。在这种策略下,可以产生无数种解决方案,它不是用一种技术去战胜或者取代另一种技术的乱哄哄的所谓“颠覆”。而是创造和建立秩序。从哲学角度看,是进化和平衡

在说算法以前,先来科普几件事

1、   目前全世界的360度相机,都无法更好解决图像拼接的问题。因为任何两只镜头在拼接的时候都会有时空差异性,如果足够讲究,你一定会发现这些“拼接”的痕迹。视这些接缝正好在什么瞬间出现:如果正好是一个人脸,那你有可能就会看见一张怪异的脸。

目前360度拍摄在面临这种情况的态度基本是,大家不会看那么仔细吧。但事实真不是这样,前段时间,一位从来不知道VR是什么的10几岁的小姑娘,在第一次看了半小时GearVR后,跟IN2记者说的第一句话是:为什么画面之间有那么大的缝?

2、   因为这个原因,目前已知的用于360度全景拍摄的器材,都会采用视角较广的“鱼眼”镜头,以减少拼接。但是鱼眼镜头的画面尤其是边缘部分会很容易发生畸变

拿著名的OZO举个栗子:OZO配备了8枚摄像头,每个摄像头能够覆盖的角度为195度,8个感光元件能够同步纪录2Kx2K的图像。图像帧率为30帧每秒,虽然摄像机是可以纪录360度影像,但是其能拍摄到的范围是360度x180度,而不是360×360。因为OZO尚无进入大面积精准用户测试,目前还无法确定它的拼接效果。

3、   如果想要比OZO更全面捕捉全景画面,就需要更多的镜头,如果要求画面质量就不仅要更多镜头,还要把这些镜头不同瞬间拍摄的图像拼接到几近“天衣无缝”。解决这个问题需要通过一个软件,这个软件不仅可以较为完美解决掉“缝隙”,对于没有太多外表特征可被镜头捕捉的被摄对象(比如一面光滑的白墙),也能有效解决拼接问题

如果我们把这个软件看作是一个结果,那么导致这个结果的是一个算法

算法(Algorithm)是指对解决方案的准确而完整的描述,是一系列解决问题的清晰指令,算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制

Ocam的核心就是拥有一套能解决多镜头拍摄即时拼接的算法。如果我们用辽阔一点的眼光来看的话,它可以成就一个软件,也可以成就别的解决方案,可以用于全景相机,也可以用于其他类似的问题

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在放出枯燥的产品数据之前,我们先轻松地解释一下,这套算法为什么牛逼?

首先,目前全球已知的,使用非鱼眼摄像头的全景相机只有两款。Ocam和这款德国人研发的Panono,它的使用方式很好玩,开启然后抛起它,当垂直方向的速度在力学上为零的时候,它会有一个瞬间的相对静止状态,这个瞬间开启的拍摄会极大减少拼接上的缝隙。但是,它或者忽略了在其他方向上可能发生的力的影响(比如各种方向的风),所以它其实在那个“相对静止”的瞬间仍然不会是静止的,其结果势必导致多镜头拍摄图像之间的缝隙仍然会有可能存在的问题。

不过这个产品在一向严肃看待拍摄的大多数国人眼里,怎么看怎么像是个开玩笑的脑洞。其实,按照爱运动和特别喜欢恶搞拍摄的欧美人民眼光看,这未必不是一款有趣的产品(虽然一万元拿来摔有点肉疼)。但是其外壳的工业设计目前只能允许在柔软的地面上使用,比如草坪

而同样使用17枚普通手机摄像头的Ocam,则可以轻松手持和固定机位拍摄,因为它的软件基本可实现在普通拍摄条件下的“无缝拼接”。

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现在再来看数据(不想看的话直接跳到下面):

这些枯燥的数据的意思归结起来是

1、   我们不用鱼眼,因为鱼眼比较容易造成畸变。我们有17个普通摄像头。

2、   画质能实现1.25亿的输出像素还是因为我们有17个800万像素的摄像头!

3、   我们敢弄17个手机摄像头的原因是这个软件不怕拼接。

算法的精妙在于,它不仅仅是一个解决方案,它提供了一种机制和策略。在这种策略下,可以产生无数种解决方案,它不是用一种技术去战胜或者取代另一种技术的乱哄哄的所谓“颠覆”。而是创造和建立秩序。从哲学角度看,是进化和平衡。

 极客的产品美学

关于极客的思维体系有这样的一个特点:我要搞定的是这个世界上未被证实的事情,为了证实这个事情,我不惜再创建另外100件新的科学体系或者工具来证明那件事情。

必须承认,对于大多数没有传统工业设计和生产线经验的硬件团队来说,最大的障碍之一有时候不是技术,而是技术的落实(也是算法的一个属性)。技术是关于自身的矛盾,搞定自己就搞定技术;而技术的执行则涉及自己与世界的关系,需要解决的是自己跟“除自己以外的世界剩余部分”的关系。

Ocam的17个摄像头在这么一个兵乓球大小的球面上,需要按照其算法规定的标准去布局。需要什么材料?在这样的材料球体上如何打孔?如何嵌入镜头?全无先例毫无头绪。

关于极客的思维体系有这样的一个特点:我要搞定的是这个世界上未被证实的事情,为了证实这个事情,我不惜再创建另外100件新的科学体系或者工具来证明那件事情

幸好Ocam不用另外再弄出100件新产品,他们只做了一件:为了给这个球体钻出17个符合设计规格的孔,工程师们自行研发了一款新产品,解决了这个问题。

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事实上,一台5钻的数控机床也能在这样的球体上钻17个标准的孔,但是这台机床售价要几百万,一个小时的租用费用也要几百元。对于一个创业团队来说,这基本是不作考虑的方案。他们究竟是用一个怎样的产品搞定了这件事?

像IN2这样的媒体,明明有现场拍摄而不能PO出照片的话,就一定涉及到比抛出真相更重要的事情,比如商业风险或者职业操守。这中间各种辗转曲折的情节又足以单写一篇故事了。真相有时候可以不为谨慎让路,除非这种谨慎本身就是一种策略和远见。Ocam目前的产品已经可以顺利实现这个算法的落实。这个精美的相机原型,也是实实在在被IN2的记者在手里把玩过

那种我知道我有能力飞起来可就不让你知道的感觉,你们懂。

家有极客,简直爽翻天。

原博和大明

前面曾提到说Ocam几乎无法复制,不是仅仅指向其拥有的那套算法较难逾越。更多的是这个产品团队的无法复制

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原博 

Ocam的联合创始人和CEO。武汉大学计算机系。美国佐治亚理工学院研究生

这位“女计算机硕士”一半大脑有着计算机一样的冷静和逻辑,另一半是几乎每个独立和自我女性都有的感性、直觉和坚持。比如她热爱的摄影和旅行。但是这一切之外最具个性化特质的标签页还得添加上:我相信全世界都不会拒绝我的——只要你听我说

无论说多长时间,原博叙述事情的逻辑永远清晰,试试在任何一处去打断她的话,几分钟后她都能“原路寻回”。逻辑思维是衡量一个人判断力的重要指数。

现在快进一下,原博回国后加入了云天使基金,参与了创建并任VP,她投过的项目有个漂亮的数字证明其成功率,记者因此理解这还是来自优秀的判断力和对创造独有的热情。这也是当她作为投资人,看到Ocam的算法发明者那份用几页word描述的纯技术文档时,能够充满兴趣逐字读完,并立即反应到这意味着什么。

接下来就是又一个“投资人变合伙人”的桥段:在成功获得云基金的300万人民币天使轮之后,原博决定亲自去做这个自己投的项目,加入当时只有一位创始人的团队,去担任联合创始人。是什么原因让她放弃多金投行女的身份,去加入艰苦的创业?她会秒答:算法。只有一个学计算机的女生,在跟你描述一套卓越的算法时,脸上的表情像是看见了神和乐园

虽然像大多数人一样不懂算法,但是IN2记者愿意相信真正算法具有的那种无以言传的魅力,以及一个“女计算机硕士”的逻辑和判断力。

看上去,她就像这个项目天生的伙伴和创始人,懂算法、能组队、可以把控除算法之外这个项目与世界其他部分的关系,解决掉算法世界之外的几乎所有的问题。而成就这一切的基础还是刚才提到的她那种独有的特质,即在从始至终保有最大的热情的同时,拥有不亚于这份热情的冷静和判断力,以及豪不妥协的极客式审美标准。

从2015年初到现在,一年来,Ocam从一个精妙的算法到成型的软件,再到大家眼前看到的产品原型,如果肯花时间听原博讲述这个过程,一定是一本不错的故事。我们把这个故事还是留给原博自己吧。毕竟她的讲述是那么精彩和妙趣横生。

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大明

在没有见到郝大明本人前,按照通常意义的理解,这是一位迷恋于算法世界的极客。在原博的描述下,他有着超乎常人的属性和天赋:你可以试试6年什么都不干就写算法吗

直到大明坐在对面,记者发现这样一个事实:这就是传说中的世界上最幸福的人。因为他拥有最合适的天赋去做100%满足自己快乐的事情

郝大明,Ocam联合创始人和CTO。西安交通大学电子系研究生。事实上,大明也是一位摄影爱好者,与原博不同的是,他的兴趣在全景拍摄上,2002年,如果没记错,那时候谷歌正在开始拍摄街景。在读研一的大明因为对当时所有的图像拼接不满意,开始自己写算法软件。

当时的数码相机只有单一镜头,大明写的代码,可以实现360度多层拼接。然后他就举着单镜头数码相机各种拍,在电脑上用自己的软件拼接完成图像。今天看来这种举动又呆萌又认真。所以大明决定还是得先解决硬件——最好有多镜头的全景相机。那是2004年

正在此时大明毕业了,在面试IBM的时候,当他聊起这套自己写的算法时,IBM产生了极大的兴趣。此后在IBM三年半的时间里,大明共参与研发了8项获得专利的技术。却没有一项是自己念念不忘的图像拼接。

2008年,大明还是决定辞职,回家潜心研发自己心心念念的这套算法。直到今天,当全景相机和拍摄火遍世界的时候,有关全景拼接的算法在大明之前,谷歌和微软都有论文发表,其中依然有无解的技术难题。这也是一位10几岁的小姑娘会在今天第一次体验Gear VR时说,为什么画面之间会有那么大的缝?

从2008年到2014年,大明卖了一套房子,每天幸福地窝在家里搞自己的算法。是真的什么都不干,不是因为没时间,是因为除了算法他对其他事情几乎全无兴趣。每当他聊起这6年的独自研发的过程,那种幸福满溢的神态让任何人都会明白什么才是快乐的真正表达。

你当初知道这个算法会一直做了6年吗?”

我当时想最多一年我就搞定了,然后一年过去了,我于是想最多再搞一年吧,然后一年又过去了……” 大明这么说的时候一点都不认真就像在说段子一样开心。

直到2014年,有个朋友在深交会有个免费的展位,让大明带着自己的产品原型去展会露个脸。大明就带着这个黑乎乎的模型去了。接下来的故事就可以接上原博的那部分。

与其说这个产品很难复制,不如说这个组合无法复制。因为产品的DNA从本质上说是由创造者的基因决定的。

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中国的苹果

苹果从不考虑竞品,因为它唯一

在早春第一次跟原博畅聊的时候,曾经问过她,“要把这个产品做成怎样?”她随口说出那个应该是早有思考的答案:我们要做中国的苹果

苹果是一个偶然。偶然的事情之所以罕见和引人注目,是因为常人靠经验和能力无法企及。

偶然的概率就像它本身一样稀少,好处是也像它本身一样难以复制。

Ocam的独家秘笈是它的后期拼接软件,这个软件的先进性,按照大明的判断,应该拥有足够长的时间让Ocam保持领先。最关键的还在于,这种具备先进机制的算法,同时具备可以建立行业标准的属性

而目前的全景拍摄,无论器材还是软件,都还是各自为营,小作坊遍地开花。按照人类科技世界的发展规律,最后真正能在广阔的应用市场实现的技术,一定是要统一标准和势必被两到三家在技术上拥有绝对话语权的企业所把控,比如手机领域的安卓和ios系统,分别由苹果和谷歌来制定规则。

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全景相机也一样。只要360度拍摄能成为未来人们对于影像诉求的主流和趋势,就一定会有规则和技术体系。

另一方面。系统不怕封闭,只要建立良好的生态和品牌特性——这种产品特性最终的胜利,是如同苹果做到的那样——已不太好区分这是一部分人性还是产品性了。

Ocam的未来的产品策略正好具备这种生态型设计:用户可以在一段时间内无需换掉机身,通过升级系统软件来更新相机的新功能即将发布的Ocam第一代产品实现的是全景照片的实时拍摄和输出,预计今年之内即可实现全景视频的实时拍摄和输出。同时Ocam也在搭建基于自身产品的内容平台。

这里当然存在着一个风险:相信世界上还有很多“苹果”系的产品,之所以我们不知道它们,或许因为它们所代表的技术并没有成为一种大众市场的应用。

全景拍摄会是未来大众市场级别的应用吗?除了FB的扎克伯格,目前尚无法印证。写到这里恰好看见Facebook新发布的17目全景相机的新闻

好消息是,未来的大众市场未必由目前的豪门继承。就像Jessse N. Schell在去年年底就虚拟现实未来发展趋势的预测之一:到2018年末,会有一个VR社交平台成为这个领域的佼佼者,而它八成不会是Facebook

谁是未来全景相机的“苹果”,我们无法预知,面对未知,算法拥有优先的路径。

当记者问Ocam主创,你们最担心的是什么?

大明:我最担心自己的算法不够领先?

记者:什么样才叫足够领先?

大明:5年不被追上。

原博:我最担心对生产线的控制。

(对了,Oculus和HTC目前也没法很好掌控生产线。)

这里面没有“竞品”,连假想的也没有。

苹果也不考虑“竞品”,因为它唯一。

后记

很不喜欢“创业”这个词

“业”不是用来“创”才有的。人类从树上下来算不算创业?大地早于人类就有,对于第一个落地行走的人类来说,不是创造了大地,而是突破了自身。人类始终有一些想法,等着第一个有办法有能力,还正好想去做的人去实施。

Ocam的主创,几乎都是自己所在行业的翘楚,放弃数百万年薪潜心8年研发,不是因为要去凑去年才成为“爆款”的VR和全景相机的“热闹”。

当一件产品远超大众目力所及和所谓时代潮流的时候,它的存在意味着什么?

Ocam的产品测试和样片,待产品正式发布后,IN2会继续跟进报道。

作者:DXM

[IN2与原创资讯转载请注明来源及链接 图片除标注外均为IN2拍摄]

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