机器的摄像头和人类眼睛有什么区别?

人类从外界环境接收的信息80%都来源于眼睛,那对于机器人而言,该如何通过视觉传感器对外界环境进行认知呢?今天我们就一起来学习学习。

移动机器人可以通过摄像头这类典型的视觉传感器,获取外界环境的数字图像信息,并以此对外界环境进行认知。



        这里只介绍了一种较为简单的数字图像处理方法,机器人还可以使用更多数字图像处理算法实现更为复杂的应用功能,大家可以去查找相关书籍和资料,将其与ROS结合,实现更多可能。

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2015年04月28日 17:38作者:广州分站编辑:文章出处:泡泡网原创

  视觉艺术:裸眼3D平板的趋势所向

  当 人们都在追求硬件性能跑分的时候,却往往会忽略很多能够增强体验感受的技术更新。裸眼3D技术被应用在数码产品上虽然并不十分广泛,但是这项功能和效果早 已被大家所熟知。笔者最早认识并接触的具备裸眼3D效果的设备是任天堂的3DS掌机,而裸眼3D真正应用在平板上则屈指可数。大巨龙D1正是这样一款名不 见经传的产品,它不仅具备播放裸眼3D视频和照片的功能,更可以通过搭载的两枚摄像头拍摄裸眼3D素材。能够将这两者相结合的,国产之中当属第一家。

  目 前手机、平板、电视等裸眼3D新品都早已加入了裸眼3D的阵营之中,国际大牌的LG,夏普和HTC等厂商都走在了业界的前列,并且也都已展示了比较成熟的 裸眼3D产品。而国内厂商跟进速度也是相当迅速,大巨龙作为一家专门从事立体科技的公司,也研发出了具有自主知识产权的裸眼3D产品——大巨龙D1裸眼3D平板。

  摄与播的裸眼3D融合 大巨龙平板D1评测

  曾 经裸眼3D技术开始应用在电子产品包括平板电视等设备上时,它的发展受到诸多因素的影响,这其中一个重要原因就是资源的匮乏。尽管裸眼3D技术可以带来更 为真实立体的视觉效果,但是匮乏的视频资源使得人们放弃了使用它的想法。现如今,随着越来越多3D电影进入影院,我们可以搜索到的3D资源也更加丰富,这 也就极大的推动了裸眼3D技术在数码产品上的发展和推广。

大巨龙D1裸眼3D平板详细参数

  大 巨龙裸眼高清3D平板搭载了MT8392八核处理器,运行Android 4.4系统,拥有2GB运行内存和32GB存储空间。此外,D1配备了分辨率达 到FullHD级别的8.0英寸高清屏幕,在特定情况下可以在2D和3D间自动切换显示效果。后置的双800万像素摄像头支持3D摄影 和3D摄像的功能。大巨龙D1平板售价2499元人民币,将首波上市10000万。

  本次评测我们将通过一下几个部分进行详细的体验

  外观做工,全金属的机身构造保证了大巨龙D1裸眼3D平板的耐用性。同时通过机身厚度可以看到搭载裸眼3D技术的摄像头使得机身在厚度上不得不做了妥协。

  作为国内第一款具备裸眼3D拍照和摄像功能的平板电脑,摄像头的裸眼3D成像效果自然成为了本篇评测的重点内容。究竟是什么样的视觉差欺骗了我们的双眼,看了这部分你会得到一些答案。

  裸眼3D技术最重要的功能当然要落实到视觉体验上,大巨龙D1搭载的裸眼3D成像效果在景深调节过程中的变化是明显的。

   如何自制裸眼3D图片

  其实根据3D成像原理我们自己也可以制作出具有3D效果的照片,只不过想要有那样的显示效果则需要具备像大巨龙D1这样能够进行3D效果图片合成的设备。

  工艺设计:全金属外壳坚固耐用

  工艺设计:全金属外壳坚固耐用

  作为这样一款具有独特亮点的产品,其工业设计究竟如何势必会成为大家颇为关注的焦点。从笔者上手的第一感觉来看,大巨龙D1从整机的磨具打造上就足见其功力,每一道边角的切割都没有多余一丝不和谐的痕迹。下面我们将从各个细节来仔细审视这款产品。

大巨龙D1内部组件包括:D1平板、MicroUSB数据线、电源适配器、说明书和保修卡

  全金属材质打造坚固机身

  大巨龙D1裸眼3D平板拿上手给人的感觉就是没有以往那些廉价平板的劣质感,整机做工的扎实程度不亚于苹果的iPad系列产品。该机无论是从产品用料还是从细节打磨,以及各个接口按键的处理都做到了国产平板的较高水准。

大巨龙D1的正面为白色边框

大巨龙D1的背面采用了全金属的设计

  大巨龙D1机身背面一体成型的金属背壳使得整机的机身强度很高,背面凸起的摄像头成为了最为醒目的部分。由于该机具备3G通话功能,所以天线和SIM卡槽被隐藏在机身顶部的银色塑料防尘盖内。

机身正面顶部的通话听筒、距离和光线传感器以及前置200万摄像头

  在大巨龙D1的机身正面顶部位置,我们可以看到作为一款通话平板的标志性长条听筒。在听筒旁边则是光线和距离传感器以及最右边的200万像素前置摄像头。而麦克风开孔则设计在机身底部的位置。

  双800万后置3D摄像头

  ipf背面醒目的双800万像素3D成像摄像头

  在大巨龙D1背面最为醒目的当属两枚对称设计的3D摄像头,这两枚摄像头的像素均为800万。而在两枚摄像头的中间也被标志性的“3D”字样所表示。作为该机最为主要的部分之一,可以看到裸眼3D摄像头迫使机身厚度做了妥协。

  机身底部的扬声器效果不俗

机身侧面的电源与音量键

  其它细节方面,SIM卡槽和TF卡槽被隐藏在了银色防尘罩的内部。机身右侧为音量键和电源键的标配组合,值得一提的是机身底部的双扬声器为该机提供了不错的音响效果保证。不过对于横向观看视频时营造的立体声效果来说,从单侧发出来的声音效果并不十分理想。

  裸眼3D成像:拍照与摄像的3D艺术

  裸眼3D技术成像原理

  先来简单介绍一下3D成像原理,与之前裸眼3D手机的原理相同,平板电脑的裸眼3D成像同样靠人两眼的视觉差产生。人的两眼之间一般会有8厘米左右的距离,要让人看到3D影像,必须让左眼和右眼看到不同的影像,两副画面实际有一段小差距。也就是模拟实际人眼观看时的情况,这样的才能有3D的立体感觉。

裸眼3D造成人眼视觉差

  而 裸眼3D成像则是根据人类双眼视觉差的原理,从不同角度拍摄同一个物体,然后将得到的照片在电脑上合成,覆上由条状透镜组成的光栅,呈现在我们面前的就是三维立体效果图。大巨龙D1配备两枚对称设计的同像素级别的摄像头也正是为了拍摄出两幅不同角度的图片,然后通过机身内置的3D效果软件进行计算合成。

通过两枚摄像头拍摄的图片进行3D合成

  同 时,这个方法告诉了我们,同样的一幅图,为什么远距离的物体就会失去立体感的原因,这是因为我们在拍摄时,不可能对同一幅画面进行两次对焦,或者是条件所限,拍摄间隔无法扩大和延伸。而我们在观看近距离的物体时,我们的眼睛就无法或者同时对远距离的物体进行聚焦,也就失去了对远距离物体的立体感觉。

  自制3D图片 景深随意调节

  具备裸眼3D拍摄和播放功能的大巨龙D1搭载了两套拍摄和媒体播放APP,而其中最主要的两个则被放置在了桌面最为醒目的位置。一个是3D媒体库,另一个则是3D相机。前者主要是经过3D处理的视频和照片,后者则是我们这一部分主要讲解的功能。

3D 媒体库和3D相机图标被摆放在最为醒目的位置

  作 为大巨龙D1裸眼3D平板最具亮点的两个功能之一的3D相机图标就在桌面的首页位置,功能和图标区别于Android原有的拍照功能。启动后两枚800万 像素相机同时唤醒,该3D相机不能在2D和3D之间切换,仅能拍摄3D视频和照片。而Android原有的相机启动的是机身背面靠下方的那枚,同样也不能切换到3D拍照模式。

进入3D相机后取景截屏后的效果

  由于截屏不能带来人眼视觉差的效果,所以我们看到的是两个相机同时成像后在屏幕上出现的“幻影”。造成这种现象原因正是因为两个相机从不同的角度拍摄两幅图像出现在同一个画面时所导致的视觉差,而通过拍摄这样的图像最终合成为3D照片。

盖住右侧摄像头则失去了视觉差的效果

通过调节屏幕顶部的长条可以调节图片的景深效果

3D 拍照的照片最大像素为500万

  在拍照过程中我们可以对图片横向和纵向的景深效果进行调节,屏幕顶部的长条用于调节水平方向的景深效果,而左侧的长条则用于调节画面纵向的景深效果。同时在照片尺寸上我们发现,原来两枚800万像素的相机在拍摄3D图片的时候只能选择500万和100万像素两个档位。

  3D摄影效果:3D视频播放体验

  相信很多网友之前都尝试过自制3D图片,而自制3D图片的原理基本上和大巨龙D1的双摄像头拍摄方法相同,都是通过两个不同的角度拍摄两张照片进行合成后所得。与3D拍照相比,该机在3D摄影方面同样可以带来很好的效果。

3D 摄影可以进行白平衡的调节

  与3D拍照相比而言,大巨龙D1的3D摄影则显得更为简单。在摄影过程中可供调节的设置并不多,我们也不能进行景深的调节,只能对白平衡和延时等进行简单的设置。

  如何自制3D图片?

  其实根据3D成像原理我们自己也可以制作出具有3D效果的照片,只不过想要有那样的显示效果则需要具备像大巨龙D1这样能够进行3D效果图片合成的设备。通过将两张角度错位的照片进行合成,我们便可以看到具有立体感的图片。

  如上面两张图所示,我们通过设备将两张角度有些许错位的照片合成在同一张里,由于人眼的视觉差效果所以会感觉看上去的物体更具立体感。注意观察上图合成后模特身体边缘的虚化效果,这正是两张照片错位所带来的细小误差。

  3D媒体库 打造自己的3D多媒体

  前面我们讲述了大巨龙D1是如何拍摄3D照片和视频的,但是以上所有的这些都是要在3D媒体库下运行才能有它期望的效果。可以说3D媒体库搭载了该机最为重要的3D合成技术,正是这个APP才能够将所需要的效果呈现在用户眼前。

3D 媒体库可以浏览所有3D照片和视频

  通过点击右上角的3D效果切换按钮我们可以看到3D图片

  进入到3D图片库,通过点击屏幕右上角的3D效果切换按钮,我们便可以看到3D图片。再点击右上角的3D景深调节按钮,我们依旧可以对图片的景深效果进行调节。值得注意的是,任何图片都可以点击3D按钮,但是非3D图片经过合成之后效果是惨烈的。

  播放3D电影 非3D片源切勿尝试

  而作为裸眼3D效果最为华丽的部分当属观看3D影片,需要注意的是进入3D媒体库里我们可以对所有视频开启3D效果,但是实际上非3D片源所显示出来的画面是错位的,根本无法正常观看。

  电影在3D和2D模式下均可正常观看

通过拖拽两个调节按钮可以对景深进行调整

当底部景深调节到最右侧时会令人感到不适

  同 样点击右上角我们可以在2D和3D效果之间进行切换,与3D图片不同的是3D视频在2D和3D模式下均可正常观看,只不过2D模式的视频更为平面化而已。 当我们将横向景深调节到最右侧的时候,会对视觉造成极大的伤害,能够明显的感觉到晕眩感,所以强烈建议大家慎用这个功能以免感到不适。

  综合性能:八核处理器保驾护航

  虽然被网友们戏称为娱乐兔,但安兔兔系统评测这款软件依然凭借其全面的数据库,以及历代版本跑分成绩可被继承对比的特性被众多媒体、用户所采用。那么伴随着智能移动终端设备的成长,安兔兔系统评测已经从当初的新生代变成了现在的老江湖。

  那么从版本号进入3.0时代开始,安兔兔系统评测一直在更新着其内置的3D图形测试引擎,再加上CPU整数/浮点运算性能、内存读写性能、数据库IO以及SD卡读写等项目,整个测试平台由8项测试内容所组成,通过一套换算评分系统对用户手中设备的整体性能进行评估。

  由 于安兔兔存在为个别厂商做优化、防作弊措施不完善等负面评论,使得我们一直在寻找一款更新及时且伴有权威性的综合性测试软件。Rightware,一家不 太被国内网友所熟悉的芬兰公司, 在最近几年接连推出了多款Basemark系列的基准软件,用于测试智能手机、平板电脑以及其它嵌入式系统的综合处理性 能,其中较为知名有Basemark X以及Basemark OS

综合类系统性能测试软件:Basemark OS Ⅱ

  Rightware建立的基准开发项目,其成员包括了AMD、Imagination、Intel、nVidia、Qualcomm等多家业内翘楚,其软件测试结果的可参考 性要高于安兔兔系统评测。Basemark OS Ⅱ是Rightware公司公布的新版综合性测试软件。其测试项目包含了系统测试、内存测试、图形测试 以及网页测试四大板块,另外在额外测试中还加入了对摄像头、电池的测试项目。

  此 外,我们在对Android机型的横向评测文章中不止一次用到了Mobile XPRT软件。Mobile XPRT分为性能测试和UX测试两个方面。对 于性能测试中,不像我们传统熟知的Antutu、3DMark等使用浮点运算等计算机硬件的底层应用给出性能评分,Mobile XPRT中的性能测试使 用基于真实场景的终端用户体验相关测试内容。包括人脸识别、照片特效、照片拼接、创建幻灯片以及内容加密五个部分。

  安卓PCMark采用了一种新方法来对智能手机和平板电脑进行基准测试。它在测评设备的性能和电池使用寿命时将设备作为一个整体而不是一组互相独立的组件。而且这一测试是基于常见的日常任务,而不是抽象的算法。

  详细的硬件监控图表显示基准测试运行时的 CPU 时钟速度、温度和电池充电量的变化情况。

  使用这些图表了解CPU使用率和热管理如何影响你的设备性能和电池使用寿命。

  图形性能:Mali系列GPU强劲

  图形性能:Mali系列GPU强劲

  虽 然移动平台的游戏基本上都是使用OpenGL-ES API图形接口来做开发的(Windows系统这边为DirectX),但由于不同的GPU设计制造 厂商使用了不同的纹理压缩标准等因素,所以在实际的使用过程中需要寻找不同的数据包去对应不同产品的不同GPU芯片。如此一来为了相对公平的体现不同产品 的图形处理性能,我们还是以两款业内知名跑分软件的成绩作为参考。

  GFXBench(前 身为GLBenchmark)是一款基于OpenGL-ES图形API接口的移动设备图形处理性能的基准软件,从问世之初便有着跨多平台的特性,目前已经加入了对Windows系统的支持。这款测试应用的重点主要在GPU测试部分,相信这个大家都有所了解,其测试场景包括理论性能测试以及实际渲染模拟两个部分,另外还有一个额外的续航能力测试。

  GFXBench 3是今年一月份由Kishonti组织推出的GFXBench测试软件的最新版,软件界面布局进行了重构,且同时兼容智能手机与平板电脑。核心内容方面,该 版本中加入了全新的Manhattan(曼哈顿)测试场景,对应Open-ES 3.0 图形API接口。新的渲染质量测试模式,可以用来测试设备在高端 游戏场景中的视觉保真度。最后不能被忽略的就是官方为其加入了多语言的支持(包括简体中文)。

  3DMark原本是Futuremark公司在PC端推出的一款专门测量显卡性能的软件,不过随着版本的更迭,3DMark已经渐渐转变成了衡量整机性能的软件,在发烧友心中更是树立起了测试标杆的形象。2013年2月,继3DMark 11之后,新一代产品以“3DMark”这个复古的名字重磅亮相。

处理器GPU性能测试软件:3DMark

  3DMark不仅跨平台,而且在Windows RT/8平台上用到了著名的Direct X API,而在Android和iOS等移动平台则用到了OpenGL ES 2.0。3DMark移动版的测试场景依旧画面绚丽,考虑到移动级GPU的处理能力,测试场景从PC平台的三个精简到现在的一个,测 试成绩可参考性很高。在最近一版的更新中加入了对简体中文语言的支持,可以说中国市场也越来越收到海外的重视了。

  运算网络:运算性能和网络性能

  出 自Primate Labs的Geekbench系列处理器性能测试软件,是目前少有的支持iOS系统同时也是跨多平台的Benchmark类跑分测试软 件,所以说我们会在几乎所有采用iOS系统的设备的评测文章中找到它的身影。它的评测范围较AnTuTu以及Basemark OS要精简很多,仅限于处 理器的整数/浮点运算、内存读写性能等内容。

  Geekbench 3是这款评测软件目前的最新版,依旧有iOS、Android、Mac、Windows、Linux等多平台的版本。相比以往的版本,其界面适配了苹 果 iOS 7系统的扁平化UI样式,并且被引入到了其它平台中。功能方面,Geekbench 3引入了真实环境测试,模拟用户的多任务应用运行场景。 另外Geekbench 3可以充分利用处理器的多核心特性,释放整个平台的潜能。

  Windows平台下知名解压缩WinRAR的移动版本,基础功能与PC版保持一致,少了分卷压缩、压缩包加密等较为实用的附加功能。说到其平时的用途,解压缩邮件或者 是网上下载的压缩包肯定是最主要的,而现在我们将使用它做CPU处理性能的对比测试。其实Android APK应用的安装过程就是一个解压缩的过程,所以通过这项测试也能够检测出哪款机器在安装应用的时候速度更快。

  Vellamo网络性能测试

的轻量级压力测试,这些测试项目包括处理器的浮点/整数运算性能,内存的读取/写入性能以及峰值带宽等等,我们进行测试时主要是使用这款软件的HTML5模式对采用Android系统的平板进行网络浏览以及网页渲染方面的测试。

  当 然加入再多的内容也无法掩盖Vellamo在网页基准测试项目上的执着,它依旧是市面上这个领域内功能最为全面的测试软件没有之一。Vellamo能够对 移动设备浏览器性能以及稳定性进行测试,包括Canvas、JavaScript引擎、图像、文字处理、网络存取加载等项目,综合得分越高也就意味着测试 设备网页浏览体验越好。Vellamo基于统一的Android内置浏览器进行测试,因此很具公平性。

  SunSpider JavaScript Benchmark是一款由苹果开发的浏览器JavaScript引擎测试工具,目前最新的测试版本为1.0.2。Sunspider测试实质是对JavaScript引擎 性能的测试,通过该项基准测试,可以了解浏览器内核在处理JavaScript代码以及其它编码时的能力。与其它测试软件有所不同的 是,SunSpider测试的成绩越低则代表其处理能力越强。

  续航总结:裸眼3D的世界才刚开始

  我们使用MP4格式的本地视频,在WiFi开启,屏幕亮度调节至二分之一,音量三分之一的情况下连续播放2小时的视频进行。

播放本地视频2小时 亮度50% 音量开启三分之一 WiFi开启

播放本地视频2小时剩余68%电量 预计续航时间为本地视频播放6.25小时

  能够将裸眼3D拍摄和播放二者融为一体这实属不易,虽然我们不敢保证是全球第一家,但是在国内来讲它的确是第一款具备这样功能的产品。 大巨龙D1裸眼3D平板带给了我们足够惊艳的裸眼3D体验感受,经管这么酷炫的技术在8英寸显示屏上总是显得有些施展不开全椒,但是实际效果的确令人满 意。

  尽管在硬件技术成本上裸眼3D或许还不能平易近人,但是相信随着时间的推移,以及更多资源的丰富,这项技术会被消费者更为广泛的应用。 在我们享受大巨龙D1带来的3D效果时,还不要忘记它还是一款具备支持双3G通话功能的通话平板,能够将诸多优点融于一身也是实力的一种体现。

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