Project Tango 的推出，能否加速視覺運算與 3D 虛實結合的應用？

Google 日前發表針對開發者的 Project Tango 平板電腦，這款開發機要價 1,000 美金，搭載 NVIDIA 的 Tegra K1 應用處理器、 4GB 的 RAM 與 128GB 的儲存空間，略為特別的是除了一般相機外它還搭載景深感測器，看到這裡一般的使用者應該會認為不過是一台高規格的 Android 平板，且就官方照片看起來也不是特別的輕薄，為何會賣到這麼高的價格？

關鍵在於它的目的並非一般日常使用，如果只是想要類似的規格其實等等同樣搭載 Tegra K1 的小米平板就可以了，關鍵在於這款平板是針對 Google 的 Project Tango 所催生的；所謂的 Project Tango 是一項結合設備上的相機、景深與動作感測器，把外界環境快速的轉化為 3D 影像的專案。

把真實環境快速的轉為 3D 影像後可以做甚麼？可以做的事情可多了，包括把真實世界的物體進行快速的建模，或是結合增強實境提供建築的預覽，或是把真實世界的場景變成遊戲的場景。

如果要把現實的物體快速轉為 3D ，其實現在已經有基於雲端的服務，例如隸屬 Autodesk 360 下的 Reality Capture 功能，就是透過拍攝多張照片上傳到雲端系統進行分析與產生 3D 模型的方案，但仍不夠快速與直觀，產生的 3D 模型也還需要花點時間調整細節。

所以 Project Tango 的方式是結合相機、景深感測器與動作感測器的特性，不僅拍攝物體與空間的照片，並且利用景深感測器蒐集畫面上的物體的距離與景深，再透過動作感測器蒐集更多拍攝者與所拍攝的物體的相對角度與位置，藉此使產生的 3D 模型更為精確，減少後續調整，使建立 3D 模型變的更快速。

過去要能夠結合感測器數據產生 3D 模型，是需要把數據提供給高效能的電腦進行運算後才能產生，然而 Preoject Tango 的重點就是如何這樣的行為透過手持設備實現；依照目前智慧手機與平板處理器的發展，在異質運算、平行運算成為趨勢下，要能夠描繪 3D 模型已經不是難事，而且近年不少手持設備 GPU 的架構也開始強調具備運算等級的架構。

以目前手持設備要能夠實現即時 3D 模型建立，可簡單分為兩種方式，一種是透過專屬的 DSP 加速器進行演算，另外的方式就是透過高效能且支援平行運算的 GPU 進行；而這款 Project Tango Tablet 則選擇後者的方式，採用 NVIDIA 最新一代的 Tegra K1 作為運算核心，希望藉由其高效能的 CPU 以及 GPU 架構作為即時演算的架構。

相較於 DSP ，使用運算級 GPU 的平行運算方式有那些好處？首先就是所使用的指令集已經是在業界開始展露頭角的 OpenCL ，表示一些在 PC 上透過 OpenCL 的演算方式能夠較容易的轉移到 Android 平台開發；另外也由於 OpenCL 廣被多款中高階的手持設備晶片支援，未來即便轉移到其它 GPU 方案，也還能將成果應用在新平台上。

至於為何選擇 Tegra K1 ？除了 NVIDIA 本身即是此專案的贊助者外，目前的手持晶片供應商當中， NVIDIA 恐怕也是具備最多視覺運算技術的廠商，尤其 Tegra K1 還採用源自於 PC 的 Kepler GPU 架構，可支援包括 OpenCL 、 OpenGL 、 OpenGL ES 、 CUDA 等指令集，也能一併吸引一些在 PC 使用 NVIDIA GPU 的開發者投入此計畫。

且對於 NVIDIA 而言，更是一個能夠讓開發者了解他們投入視覺運算多年、並且將運算級 GPU 架構導入手持設備後能夠為帶來怎樣的成果；今年 NVIDIA 在 GTC 已經展示用於行車輔助的視覺運算應用，更不斷強調 Tegra K1 的效能是將實驗室等級的視覺運算帶到手持設備。

相較於其它同樣強調具備異質運算或是平行運算的應用處理器， NVIDIA 的優勢是來自於過去打下的開發基礎，加上在 Tegra K1 推出前一年，已經先行提供 Kayla 開發板，以 Tegra 3 搭配外接 Kepler GPU 的方式做為模擬平台給開發者先行針對 ARM 平台的平行運算進行相關開發，故在發表 Tegra K1 時已經可看到不少開發成果。

不過此計畫的目的現階段是在於驗證 Android 手持設備若能及時建構 3D 模型後的應用，短時間內應該還難以看到計畫成果被導入一般的設備，但試想有一天房屋銷售員能拿著平板對著空屋拍攝幾張畫面後，示範如何裝潢與配置家具，並提供彷彿真實的增強實境效果，或是把住家環境拍攝幾張後變成遊戲內的場景，應該是很令人期待的成果。