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发帖数: 17972 | 1 【 以下文字转载自 ScitechNews 讨论区 】
发信人: Cnews (chinanews), 信区: ScitechNews
标 题: [KJPT]谷歌街景探秘：从佩奇座驾到大峡谷谷底(图)
发信站: BBS 未名空间站 (Sun Mar 10 22:07:54 2013, 美东)
编者按：据国外媒体报道，谷歌街景（Street View）让科幻小说中的瞬间移动（Teleportation）成为了现实，现在只需轻点鼠标，人们就能实现“远途旅行”。然而一旦技术变得无处不在，人们就往往会忽略其背后的不为人知的故事。
“瞬间移动——将物质从一个点传向另一点，而不需要穿越任何物理空间。这与早期的Apport概念有些相近，这个词曾被应用于唯心主义文章中。”
对于不少人来说，能够在世界各地自由穿梭，而不需要真的进行“实体”旅行，实在算得上是一个伟大的成就。无需经过严酷的穿越，就能够探索数千英里之外的物理空间，听上去就和科幻小说的情节一样梦幻。而现在，谷歌街景已经让人们离瞬间移动的目标更近一步——只是，当然，它不能真的对实体物品进行转移。
街景的前身是斯坦福大学的一个研究项目，之后这项技术被引入了谷歌联合创始人兼CEO拉里·佩奇（Larry Page）的座驾中。在这个星球每一个角落拍摄图片，让人们就可以宅在自己舒适的房间里，或是通过移动设备周游世界。这是谷歌探索世界的一个新的方式，也是技术进步的标志。
我花了整整一天的时间，和谷歌街景团队的初始成员交流，以了解这样一个某人脑海中的灵感，是怎么蜕变为了一个实用的工具。人们会不假思索地加以使用，而在某种程度上，它甚至已经成为了我们生活的一部分。
项目起步的时候，还只是固定在拉里·佩奇车上的照相机，后来随着街景技术的发展，它逐渐被添加到了小货车、小轿车、三脚架、背包、自行车，甚至雪地摩托上。
2007年5月25日街景推出之后，人们就开始透过谷歌来观察世界。虽然这一产品仍然饱受争议，但是谷歌显然已经取得了长足的进展。
身未动 心先行
在与谷歌地图的工程总监吕克·文森特（Luc Vincent）以及工程经理丹尼尔·菲利普（Daniel Filip）进行会面之前，我已经下功夫对谷歌地图的历史，进行了相当多的研究。我从来没有意识到，谷歌街景究竟是这样的“空中楼阁”——实际上，一旦技术变的无处不在，人们就很容易出现这样简单的误解。
文森特向我透露了谷歌街景的最初概念——起先斯坦福大学的马克·勒沃伊（Marc Levoy）教授进行了一系列试验，而谷歌对这一项目进行孵化。勒沃伊和他的学生，研究出了一种将视频信息拼凑到到图片中，获得立体显示的方法。而谷歌决定投入一些资金，以进行更多的试验，并尝试拍下旧金山地区，每一条街道的照片。通过一帧一帧地分析视频，可以获得一个相当“长”的图片，甚至是整条街的外观。当然，这样的图片是扭曲的，但是，谷歌却从中看到了街景理论的基石。
那些长而抖动的早期街道图像中，让文森特的团队感到非常有趣。很有可能就是在那一刻，谷歌街景就此诞生。
文森特透露，在那次测试之后，拉里·佩奇（Larry Page）将一个摄像头固定在自己的汽车上，对整个旧金山地区进行拍摄。这些图像，以及一些基本的街道数据，被拼凑在了一起，得到了一些看上去并不是很实用，但是却很有趣的东西。
自拉里·佩奇的“采样车”之后，一些谷歌员工使用他们20%时间，组成了早期街景团队。他们给一辆商务舱安装了采样摄像头，并且添加了GPS和激光器。激光器被用来获取数据，这样团队就能搞清相机和建筑物外墙之间的距离。这样的空间识别，能够帮助谷歌将全部图片拼凑在一起，并且带来3D的感觉。相机拍摄了很多的照片，而这些设备都连接到了车后装载的电脑上。这样，一个非常独特的数据集，成就了谷歌街景。
只不过采样车看上去并不很美观，文森特表示，“这辆车看上去就像是个怪物，但是它的确帮助我们在旧金山湾地区，捕获了足够多的数据。我们从安全团队借来了一辆小货车，它能够在城市中行使，但是偶尔会抛锚，突然停止工作，而电脑也会显示错误。”
大量投入
在谷歌的项目中使用自己20%的时间，只是战斗的一部分。吸引其他天才员工加入团队，并且最终让项目获得批准，则是一个完全不同的新障碍。文森特透露，在收集到了所有的数据之后，人们就开始拼凑它们。
2005年第三季度的一个星期五，文森特和他的团队在谷歌进行技术研讨，他们获批吸引更多的员工，使用自己的20%自由时间加入这个团队，这其中还包括一个重要的工程副总裁。
2005年10月，街景终于得到了批准，能够进一步扩大。而这里没有回头路。世界被这些天才们一个像素一个像素地映射而出，而他们希望搞清楚，究竟怎样才能给车上安装更多的设备，并且不会每五英里就会出现一次故障。尽管当时街景仍然处于检测过程之中，文森特却开始招兵买马，而丹尼尔·菲利普就是第一人。现在，这两个人仍然在这项产品中工作，这也是这一团队进展的最好佐证。
2006年初，谷歌街景仅有7名全职员工，把创造出一个“真正的产品”作为自己的目标。
文森特这样描述，“在那个时候，有一些东西，让我们非常感兴趣。透视全景功能非常酷，但是却难以实现。我们的团队中，只有一个UI/UX工作人员能够搞清楚如何将它整合到地图中，但是却没有太好的方式展示出来，因为在我们开始之初，并没有‘谷歌地图’。”
是的，现在你所能看到的谷歌地图的全部基础设施，在当时都并不存在，也就是说，街景团队甚至已经超越了谷歌当前的计划以及轨迹。
文森特分享道，“我们所做的，是打造了一个新的平台，我们希望建立一些可靠、可扩展的东西，并把它安装到汽车上。我们需要一些高速照相机拍摄照片，于是将8个单反相机放置在一个花环装置上，采集车身周围的环境图像。那时我们的一个想法是，想要覆盖的更全面，就需要更高昂的项目支出。”
这个“花环设计”（rosette design），最初包括5个镜头，一个主要的L2鱼眼镜头，已经成为了“街景项目车辆”的必要装备。这种设想和信息采集方法一确立，谷歌就知道它是可行的。
数据
街景以及谷歌所做的全部工作，都围绕着它收集到的数据展开。谷歌一直对获取各种数据非常痴迷，不过这种方法，让很多担心隐私问题的人，感到不寒而栗。但是谷歌则一直秉承了，“收集尽可能多的资料，之后再去思考如何应用，并且合理地展示它们”的方法，周而复始地进行研发。
街景收集了大量的数据，而文森特的团队必须要找到一种方式，改装那些原始的车辆，从而获得尽可能多的数据，而不需要在一条路线上行驶多次。他们将激光器放至在车上，每边有4个，能够获得距离信息。并添加更多的GPS，以收集风速数据及其他的信息。他表示，这种方法很简单——“收集尽可能多的数据，然后再研究究竟如何利用。”
不过如何在旧金山地区之外，继续数据采集工作？现在，谷歌街景拥有世界3000多个城市、47个国家的信息，因此，在项目得见天日之前，还有很多的工作要做。
文森特表示，“在采样车的车厢中，我们配备了一个由四五个设备组成的机架，不过有些东西总是出现问题。我们建立了三四个这样的东西，并在加州采集图像。但是汽车总是遇到故障，所以我们难以扩展。”
在行驶了500多外英里之后，现在这样的故障已经寥寥可数。
让数据有意义
所有这一切听起来都很奇妙——在一个城市中驾车，就能够收集数据和照片——不过让这些数据真的发挥用处，谷歌的团队还需要想办法将它进行可视化改造，并且在用户体验的角度进行调整。那些抽象的0、1码，只会让数学怪才们感到兴奋，不过我们的父辈们似乎很难理解这种事情。想要实现谷歌地图和街景的全部体验，设计就必须要近乎完美——就好像你第一次进入一个陌生的城市，然后脑袋就开始不断环顾四周。
为了完成这些任务，街景团队还打造了一些内部工具，用来处理所有的地理信息：他们将一层层的照片放在一起，利用激光在建筑物和地标上的反射，然后确定是否可用。这一过程，需要一系列繁杂的工作。
采样车的驾驶者负责数据由收集，并且将装满硬盘带回谷歌。司机们会在五个硬盘全部灌满之后，才发送数据。数据将会被运送到数据中心，并且上传，然后所有的信息都被放到核心数据库之中，并且经过几个加工步骤处理。
这些处理步骤之中，有一项是模糊人脸和汽车号牌。这是一些显而易见的隐私问题，不过在这个产品出现之前，没有人注意到。于是，谷歌需要研发新的技术，以系统化完成这些额外的任务。每一个最终完成的拍摄和角度，都由15张图片组成，而谷歌的软件能够把这些图像整合到一起，调整光照、阴影以及色差以及亮度。这就是“完美”全景图像的处理过程。
在这期间，谷歌检测并提取信息，包括路牌等在内的，以反馈到谷歌地图主产品。这要求很高的负载。
车顶上的每一个摄像机，都能够抓拍图片，而位置信息也就能够与空间信息层关联，这样街景团队就能够将所有需要的角度缝合在一起，创造出一个梦幻般的全景图像。
正面、侧面、 背面的照片，以及鱼眼镜头向上拍摄建筑的照片，形成了我们现在能够享用的3D视图。
我了解到一件很酷事情，那就是由于车辆前、后的摄像机，部分视野被车身阻挡，谷歌发明了一种使用其他角度照片，平滑图片的技术，这就是为什么最后得出的三维图像，丝毫看不到采样车存在的迹象。
街景的推出以及现状
2007年，谷歌街景正式推出，但仅限于旧金山、纽约、拉斯维加斯、迈阿密和丹佛地区使用。当时采用的相机仅有500万像素，甚至还没有我们现在手机上的摄像头清晰。而现在谷歌街景项目的相机，已经能够达到7500万像素。
街景一经推出，就快速取得了成功。不过当时街景团队，甚至谷歌都不知道是否能够被接受。
文森特回忆起了发布之初的感受，我们看到流量很快直逼上限，几乎达到了我们所能服务的最高值，而且一切仿佛就是在一瞬之间。在谷歌工作的伟大之处在于，你需要保证流量并且追随人们兴趣。显然这次发布显示了人们的浓厚兴趣——网络如雨后春笋般冒出来了很多网站，并且搜罗来了一些我们捕捉到的搞笑图片。
这些有趣甚至让人有些不安的图像，立刻引起了轰动，而有些时候，谷歌也不得不为自己辩护。
早期，谷歌的采样车并没有这么强的可扩展性，而使用这种技术，而现在的“瓢虫”（ladybug）相机，8个相同的镜头以及一个鱼眼镜头，需要被放置在汽车上，并且开到世界各地，你很有可能在路上也见到过。
在谈到街景时，文森特表示，“我们花了不少的时间，才到达了现在得高度”，所有的“新玩意”都得到了反复使用，谷歌最终研制出了自己的相机以及自定义操纵平台。一旦核心技术确定，谷歌街景就开始覆盖一些其他国家的小城市、城镇，于是这一团队将设备安装到了其他工具上，比如自行车。街景三轮车（ Street View Trike）能够操纵方向，在大街小巷里轻松进出，在大的地标周围行驶，甚至进入宽度不允许面包车、小轿车通过的街道。
甚至后来，有一个团队成员表示，希望在2010年温哥华冬奥会的时候，在山上进行街景处理。为什么不呢？于是乎谷歌街景技术，被用到了雪地摩托等设备上。这样的严寒条件对于相机来说太冷了，文森特说，这位工程师不得不脱去自己的外套，来为设备保暖。随着越来越多的数据得到采集，更多的图像在网络上显示，想法更新得速度也就来的越来越快。
什么你们要止步于室外图像？为什么没有做一些室内的全景图像，尤其是在一些著名的博物馆中的？于是，街景小车就此诞生了。关于室内街景，文森特表示，“我们采用了微型计算机，然后把所有的工具都缩小了型号，把它们放到手推车上，以进出大的室内空间——三脚架实在是太浪费时间了。我们面临的另外挑战是，在室内并没有GPS，于是我们只能创造一些复杂的算法，在不使用GPS的情况下，仅依靠激光以及数据信息，提取小车的位置”。这样的小车，已经帮助50余家博物馆，进行室内街景采样。
现在你开始获取图片。一项技术的缺乏，并不会阻止谷歌人前进的脚步。一旦有些新的创意初露头角，并且看上去酷酷的、有用武之地，谷歌就会分配资金以及资源。
目前，街景相机由15个摄像头组成（不再需要鱼眼镜头），因为文森特感觉到街景获得照片并不够多。现在，谷歌还在不断突破质量和准确度的极限。这也就不难解释，为什么苹果想要打造自己的地图产品，但会最终落得如此狼狈。
2005年起，谷歌就开始了街景项目的研发，不仅如此，在2007年，该公司还开始了大规模的工作。所有的经验教训，所有的数据，所有的人力时间，意味着谷歌不仅仅是这一领域第一个吃螃蟹的人，还推动了领域边界的发展。想要赶上他们，需要大费周折。
在我即将结束与谷歌街景工作人员的会谈时，我问文森特（Vincent），为什么他会开始所有这一切的研究。他的答案率直、严肃，展现了宽阔的眼界——“我们想将人与人连接起来。”
让复杂的事情变得简单
谷歌的不少技术，实际上是在我们的电脑、手机的后台运行，而我们对这些技术的工作原理浑然不知。而这恰好就是神奇的源泉——就好比你虽然对如何制作香肠毫不感冒，但是你却会对它的美味垂涎三尺。当某种食物尝起来很妙的时候，你会变成回头客，并且吃的更多，甚至会把这个美味分享给你的朋友。文森特喜欢人们把这款谷歌产品当作是理所当然的，因为这将驱动他们加速创新。
在未来，谷歌街景能够完成更多的事情。凭借Trekker背包设备，谷歌可以在树木茂盛的区域进行标记，以寻找失踪人员。即使你足不出户，也可以一览大峡谷（Grand Canyon）的壮丽景色。
尽管早期版本的谷歌街景并不美观——无论是奇形怪状的“街景神器”，东拼西凑出的完整图像。不过人们还是欣然接受了这个理念，乐在其中，并想要获得更多的功能。只要谷歌继续trekking，搜罗更多集尽可能多的数据，然后再去解决如何将其呈现，我们就能够享受到更多的新产品。
虽然你也许无法做到幻影移形，你的心可以漫游到你想去的任何地方，此刻的世界就好像真的成了一个地球村。这种连接人与人的方式，是其他任何一种技术无法企及的。
最棒的是，谷歌街景的工作构架中很大一部分都是开源的，仿佛在说“来吧，来使用我们吧”。你能追上谷歌的脚步吗？当你使用谷歌地图的时候，最好有一辆性能良好的汽车，因为它们几乎无处不在，哪里都能拍到。
而在你使用智能手机标出感兴趣的区域时，地图可以流畅、快速地显示出来。谁知道呢，说不准哪天你就加入到这个项目中呢。使用谷歌眼镜，你或许可以拍摄下你周围的景色，然后上传到谷歌街景中。
听起来有点像痴人说梦？这听起来就好像把一个数码相机绑到创始人的汽车上一样疯狂。 |
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