文｜《小康》記者 洪治

聚力維度：VR的產(chǎn)學(xué)研樣本

文｜《小康》記者 洪治

“科研的目的是要滿足現(xiàn)實(shí)的需求，不能總是關(guān)在實(shí)驗(yàn)室里，要去市場(chǎng)摸爬滾打。”——聚力維度創(chuàng)始人趙天奇

把手機(jī)裝在VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）頭盔上，將設(shè)備帶在頭上，眼前就出現(xiàn)了360度環(huán)狀影院，隨著視線的移動(dòng)，模擬焦點(diǎn)落到其中一塊熒幕上，點(diǎn)擊側(cè)面的確認(rèn)鈕，手機(jī)里的照片或視頻就能近距離地出現(xiàn)在眼前。

在被稱為“VR元年”的2016年，這樣的場(chǎng)景已不足為奇，但多為2D的顯示效果，離身臨其境還有很大距離，照片、視頻如此，游戲亦是如此，這正是VR發(fā)展所遇到的瓶頸之一。如何破解？趙天奇和他的聚力維度或許可以給出一些線索。

VR是最佳的3D觀影模式

在北京聚力維度科技有限公司（下文簡(jiǎn)稱“聚力維度”）的實(shí)驗(yàn)室，《小康》記者在VR頭盔中看到了一張一百多年前的日俄戰(zhàn)爭(zhēng)照片，與普通照片不同，這張照片是以3D方式呈現(xiàn)的，加上VR近距離的感官，照片桌子上的一根蠟燭仿佛唾手可得。

隨著虛擬焦點(diǎn)的確認(rèn)，畫(huà)風(fēng)一轉(zhuǎn)，變成了一只喘氣的小狗，起初它朝左邊看，突然轉(zhuǎn)過(guò)頭撲向了記者，記者下意識(shí)舉起了雙手，沒(méi)想?yún)s撲了個(gè)空?！斑@只小狗蹦過(guò)來(lái)的時(shí)候，我們資深的設(shè)計(jì)師也嚇了一跳?！本哿S度創(chuàng)始人兼CTO（首席技術(shù)官）趙天奇笑道。

3D VR甚至還進(jìn)入了直播領(lǐng)域。畫(huà)風(fēng)又是一轉(zhuǎn)，記者出現(xiàn)在2016年上海國(guó)際電影節(jié)的紅毯邊，佟大為正帶著他的萌寶在向觀眾招手，距離最近時(shí)他的手似乎也能摸到?！癡R頭盔是觀看3D視頻的天然方式，即便用360度的2D顯示方式也很難突顯出VR的特性?！壁w天奇強(qiáng)調(diào)，“當(dāng)天我們就用這種3D的方式讓很多用戶參與了上海國(guó)際電影節(jié)?！?/p>

既然3D顯示與VR頭盔有如此高的契合度，為何市面上的產(chǎn)品卻不多呢？趙天奇的解釋是，并非是硬件技術(shù)不過(guò)關(guān)，而是由于3D視頻拍攝的難度大、范圍窄、成本高而導(dǎo)致的內(nèi)容缺乏，這直接影響了用戶體驗(yàn)。

“很多平臺(tái)提供的VR素材就幾百部，遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)影視幾十乃至上百萬(wàn)的規(guī)模，有3D360度環(huán)繞的更是少之又少，因此有些平臺(tái)就通過(guò)設(shè)計(jì)家庭影院背景皮膚來(lái)彌補(bǔ)?！盫R資深玩家郭飛說(shuō)道，“此外，3D視頻的數(shù)據(jù)量大，如果想體驗(yàn)高畫(huà)質(zhì)，網(wǎng)速跟不上，體驗(yàn)就又打折扣了。”

盡管如此，市場(chǎng)對(duì)VR卻有著非常高的預(yù)期。根據(jù)中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院旗下賽迪智庫(kù)在9月7日發(fā)布的《虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》稱，2015年中國(guó)VR行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為15.4億元人民幣，預(yù)測(cè)2016年將達(dá)到56.5億元人民幣。

在如此利好形勢(shì)下，關(guān)鍵是盡可能多地增加觀眾與VR的黏合度，因此，相較于硬件設(shè)備，VR內(nèi)容被國(guó)內(nèi)企業(yè)寄予厚望，其中3D顯示是重要組成部分，這也是聚力維度的主攻方向?！斑@些年來(lái)我們都專(zhuān)注做一件事，即用人工智能的方式實(shí)現(xiàn)2D轉(zhuǎn)3D。”趙天奇補(bǔ)充道，“你之前在VR頭盔中看到的畫(huà)面都是用這種方式實(shí)現(xiàn)的?！?/p>

深度學(xué)習(xí)的“黑匣子”

其實(shí)，趙天奇最早想做的就是人工智能領(lǐng)域，然而，當(dāng)深入了解當(dāng)時(shí)的發(fā)展動(dòng)態(tài)后，他發(fā)現(xiàn)人工智能延續(xù)的是腦科學(xué)純生物的研究路線，短時(shí)間內(nèi)很難應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，而他最想做的是能把科研成果快速應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)中，滿足人類(lèi)發(fā)展的需求。因此，他把注意力轉(zhuǎn)到了人類(lèi)獲取信息的最主要方式——視覺(jué)成像。2008年，他選擇了全息圖像作為其研究生主攻方向。

很快，他就發(fā)現(xiàn)全息圖像雖然能把真實(shí)目光還原，但并不如3D顯示的效果，在經(jīng)過(guò)一番斟酌后，他把方向定為了3D顯示與3D處理?！斑@個(gè)領(lǐng)域還有一點(diǎn)吸引我的是它的活躍度，古人說(shuō)‘眼見(jiàn)為實(shí)’，只要能把真東西拿出來(lái)給大家看，大家就服，發(fā)展非?？?。”趙天奇笑道。

2009年電影《阿凡達(dá)》的火爆讓全球影迷感受到了3D成像的魅力，這給了趙天奇極大的鼓舞，觸動(dòng)了他內(nèi)心的一根弦?！拔易隹蒲械哪康氖且獫M足現(xiàn)實(shí)的需求，不能總是關(guān)在實(shí)驗(yàn)室里，要去市場(chǎng)摸爬滾打?！壁w天奇回憶道，“3D技術(shù)包括顯示、傳輸、處理、交互，是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)?！蓖辏麆?chuàng)立了自己的工作室，次年成立了公司。

執(zhí)著 VR是最佳的3D觀影模式，這些年來(lái)聚力維度只專(zhuān)注做一件事，即用人工智能的方式實(shí)現(xiàn)2D轉(zhuǎn)3D。圖為聚力維度創(chuàng)始人趙天奇和他們的第一部人工智能2D轉(zhuǎn)3D電視劇《執(zhí)念師》。

進(jìn)入市場(chǎng)后，趙天奇發(fā)現(xiàn)一方面由于3D顯示是新興技術(shù)，很多鏡頭拍攝不了，另一方面，已有的2D拍攝產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常成熟，攝影師、調(diào)色師、剪輯師等各環(huán)節(jié)的角色轉(zhuǎn)換需要很長(zhǎng)時(shí)間，再加上成本高、投入大，導(dǎo)致市場(chǎng)上70、80%的3D顯示都是由2D轉(zhuǎn)換而來(lái)的。

“不同于人臉識(shí)別，3D顯示要求對(duì)每個(gè)畫(huà)面的每個(gè)像素值都要給出答案，就是對(duì)全圖的反饋?！壁w天奇強(qiáng)調(diào)，傳統(tǒng)的2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)主要分為4步，即圖像分割、深度繪制、補(bǔ)圖以及合成，如果每一道工序都是人工操作，那合在一起的人工成本將非常高，如果讓其自動(dòng)完成，哪怕僅僅是一道工序，也能大大降低成本。

于是，趙天奇帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始絞盡腦汁研發(fā)相關(guān)技術(shù)，2011年，他們發(fā)現(xiàn)補(bǔ)圖這一步可以通過(guò)圖像技術(shù)自動(dòng)完成，隨著這項(xiàng)技術(shù)的攻克，他們也注冊(cè)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

機(jī)會(huì)是留給有準(zhǔn)備的人，當(dāng)年正好有一部動(dòng)畫(huà)片《鄭和魔海尋蹤》需要大量的補(bǔ)圖，他們就帶著自己的技術(shù)參與投標(biāo)。當(dāng)時(shí)，一同競(jìng)爭(zhēng)的還有日本白組動(dòng)畫(huà)制作公司，白組公司為了進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，它的報(bào)價(jià)甚至比本國(guó)還要低。然而，由于他們主要依靠人工進(jìn)行補(bǔ)圖，最終的報(bào)價(jià)依然比趙天奇團(tuán)隊(duì)報(bào)價(jià)高很多。再加之本土的優(yōu)勢(shì)，趙天奇團(tuán)隊(duì)順利拿下了標(biāo)的。

一時(shí)的成功更促使趙天奇他們砥礪前行，“我們的基因決定我們要不斷研發(fā)，核心競(jìng)爭(zhēng)力不能受制于人。”趙天奇強(qiáng)調(diào)，“既然我們能寫(xiě)代碼，就要走自己的路，不能讓我們天馬行空的想法被條條框框給束縛住。”隨后，他們將更多力量投入到了研發(fā)上。

自動(dòng)補(bǔ)圖僅僅解決了一個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題，還有三個(gè)環(huán)節(jié)怎么辦？其實(shí)第一步的圖像分割是最耗人工的，而且立體程度越高意味著分割越細(xì)。“我們也找過(guò)很多圖像方面的技術(shù)，但都是看起來(lái)很美，卻解決不了生產(chǎn)力的問(wèn)題?！壁w天奇皺眉道，比如一片樹(shù)葉，在實(shí)驗(yàn)室里用前沿技術(shù)很容易實(shí)現(xiàn)景深分割，而且效果非常炫麗，但關(guān)鍵問(wèn)題是影視作品內(nèi)容的無(wú)規(guī)律性可能讓整部電影都沒(méi)有一片樹(shù)葉?！斑@樣的例子還有很多，這是傳統(tǒng)圖形圖像學(xué)的一個(gè)死門(mén)?！壁w天奇苦笑道，“還不如一個(gè)讓人工操作不需等待的實(shí)時(shí)顯示算法實(shí)用?！?/p>

難道就沒(méi)有自動(dòng)轉(zhuǎn)換的方法了嗎？彼時(shí)，趙天奇回憶起了2008年的一篇論文，文章通過(guò)統(tǒng)計(jì)的方法，在數(shù)學(xué)建模上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了圖像的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。然而，當(dāng)他把這篇文章翻出來(lái)應(yīng)用于實(shí)踐時(shí)，對(duì)于某一個(gè)小類(lèi)別圖像成像確實(shí)3d效果很好，但當(dāng)圖像元素過(guò)多，這種基于概率的方式再次進(jìn)入了死門(mén)。

到處碰壁并沒(méi)有讓他們喪失信心，他們想到了最初的興趣點(diǎn)：人工智能。“深度學(xué)習(xí)”的概念隨之進(jìn)入了視野。早在2006年，有關(guān)深度學(xué)習(xí)的論文就已經(jīng)發(fā)表，但到2009年才逐漸形成了影響力，2012年深度學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)圖像處理競(jìng)賽中的應(yīng)用更讓其備受關(guān)注?！吧疃葘W(xué)習(xí)底層算法的趨勢(shì)就是為了解決未知的、沒(méi)有設(shè)定好的元素，這不正好破了那道死門(mén)嗎？”趙天奇興奮地說(shuō)道。

如同發(fā)現(xiàn)獵物的獵人，趙天奇帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)立即著手對(duì)深度學(xué)習(xí)進(jìn)行跟進(jìn)學(xué)習(xí)和研發(fā)，經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間，終于在2014年底實(shí)現(xiàn)了第一張全圖的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。2015年初，第一個(gè)有生產(chǎn)價(jià)值的模型研發(fā)成功，他們親切地稱它為“機(jī)器立體設(shè)計(jì)師”，并將其命名為“崢嶸一號(hào)”?！皪槑V一號(hào)”第一次的視頻轉(zhuǎn)制測(cè)試大大超出了他們的預(yù)期，但在細(xì)節(jié)部分還滿足不了消費(fèi)者的要求。于是，聚力維度進(jìn)一步深挖，2015年年終，“崢嶸一號(hào)”最終成型。

“深度學(xué)習(xí)就像一個(gè)黑匣子，我們也不知道最終會(huì)出現(xiàn)什么效果。”趙天奇說(shuō)道。有一次，“崢嶸一號(hào)”在轉(zhuǎn)換圖像時(shí)，在一幀畫(huà)面中突然蹦出一個(gè)人影，技術(shù)人員都認(rèn)為這是計(jì)算錯(cuò)誤，因?yàn)樵谠?huà)面中并沒(méi)有看到這個(gè)人，后來(lái)通過(guò)調(diào)高對(duì)比度才發(fā)現(xiàn)，原來(lái)他藏在原畫(huà)中的陰影里。

“深度學(xué)習(xí)的效果大家有目共睹，目前已經(jīng)達(dá)到了準(zhǔn)商業(yè)的門(mén)檻?！壁w天奇笑道，如今，“崢嶸二號(hào)”已經(jīng)誕生，“崢嶸三號(hào)”也在研發(fā)中，隨著“崢嶸”系列的發(fā)展，聚力維度已完成了第一部2D轉(zhuǎn)3D的電視劇，并將投放入VR平臺(tái)的內(nèi)容庫(kù)中。未來(lái)，聚力維度還將進(jìn)一步用深度學(xué)習(xí)技術(shù)精耕2D轉(zhuǎn)3D產(chǎn)業(yè)鏈。

產(chǎn)學(xué)研注入勃勃生機(jī)

學(xué)習(xí)創(chuàng)業(yè)兩不誤。在創(chuàng)業(yè)過(guò)程中，趙天奇還順利地拿到了北京郵電大學(xué)博士學(xué)位并進(jìn)入清華大學(xué)做博士后?！皠e看我開(kāi)公司好像不務(wù)正業(yè)，實(shí)際上，無(wú)論是在高校，還是在企業(yè)，我都是在做同一件事，技術(shù)研發(fā)?！壁w天奇笑道。

如今，聚力維度依然保持著與北郵、清華以及澳大利亞阿德萊德大學(xué)等高校的緊密合作。“早在2009年我創(chuàng)業(yè)的時(shí)候，就寫(xiě)下了一個(gè)簽名：做而不學(xué)則淺，學(xué)而不做則浮?！壁w天奇回憶道。為了接地氣，趙天奇經(jīng)常與產(chǎn)業(yè)界的同人交流挖掘用戶需求，為了掌握最前沿的技術(shù)和動(dòng)態(tài)，他不斷閱讀最新的論文成果并與高校科研團(tuán)隊(duì)探討?！罢怯羞@樣的信念讓我時(shí)刻牢記自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力?！?/p>

清華大學(xué)自動(dòng)化系戴瓊海教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)是聚力維度的重要合作伙伴，他們非常認(rèn)可這種合作。“產(chǎn)學(xué)研是一種很好的高校與產(chǎn)業(yè)界合作的模式。”戴瓊海團(tuán)隊(duì)的核心成員徐楓博士說(shuō)道，“對(duì)于工程學(xué)科，研究的本質(zhì)目的是為產(chǎn)業(yè)服務(wù)，如果長(zhǎng)期不能與產(chǎn)業(yè)結(jié)合，就背離了本質(zhì)目標(biāo)。”

產(chǎn)學(xué)研的核心是對(duì)變化的快速反應(yīng)，因此，聚力維度非常推崇扁平化管理，趙天奇在公司的主要辦公位就設(shè)在研發(fā)中心，他的獨(dú)立辦公室也經(jīng)常處于開(kāi)放狀態(tài)?！拔覀兊母?jìng)爭(zhēng)力是高科技，現(xiàn)在高科技領(lǐng)域百花齊放，變化非?？?，因此，執(zhí)行力非常關(guān)鍵。”趙天奇表示，“我們會(huì)選擇扁平化的制度一直走下去?！?/p>

正是有這樣的理念和制度，在與清華大學(xué)合作的過(guò)程中，雙方基本沒(méi)有磨合期?！半p方本身就有非常好的互信基礎(chǔ)，就是要把清華最前沿的新媒體和人工智能技術(shù)送出象牙塔，連接最真實(shí)的需求，創(chuàng)造最大的價(jià)值。”徐楓說(shuō)道。

隨著產(chǎn)學(xué)研的推進(jìn)，雙方都獲得了巨大的收獲，清華大學(xué)的團(tuán)隊(duì)因?yàn)槭袌?chǎng)對(duì)真實(shí)場(chǎng)景的需求而激發(fā)出了很多靈感，釋放了更大的科研潛力，不僅實(shí)現(xiàn)了諸多人工智能和VR領(lǐng)域的科研突破，也修整了諸如圖像深度估計(jì)研究等產(chǎn)業(yè)前端的算法。

而這樣的碰撞也讓聚力維度產(chǎn)生了對(duì)VR領(lǐng)域獨(dú)到的理解和認(rèn)知?！盁o(wú)論VR還是AR，從本質(zhì)上講，它們都在顛覆人和世界的關(guān)系?！壁w天奇分析道，“在科幻小說(shuō)中，有神經(jīng)元與電腦相連接通世界的橋段，這畢竟離我們太過(guò)遙遠(yuǎn)。改變這種關(guān)系的主要路徑是修改現(xiàn)實(shí)世界，球幕電影、主題樂(lè)園都是如此，但成本非常高，難度非常大。相對(duì)而言，可穿戴設(shè)備則是最簡(jiǎn)單的方式，VR就是用視覺(jué)顛覆了這種關(guān)系，這不是一個(gè)具體的行業(yè)，很可能要覆蓋所有行業(yè)。學(xué)習(xí)成本非常高，怎么辦？用虛擬現(xiàn)實(shí)。去不了美國(guó)、法國(guó)，怎么辦？戴上VR頭盔就好了。這將釋放多大的生產(chǎn)力？形成多大的需求？”