凡讯天视用微软混合现实HoloLens深入拓展数据可视化应用场景
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助推工业 4.0
（映维网Nweon 2018年01月1日）北京凡讯天视科技有限公司是国内领先的大数据可视化产品及解决方案提供商，也是首家研发并成功在大数据可视化解决方案中融入混合现实技术的公司。凡讯天视核心团队拥有十五年以上行业研发和市场营销经验，拥有数十项自主知识产权产品，是国家级高新技术企业，具有 CMMI3、ISO9001/14001/18001/20000/27001 等多项认证。凡讯天视在智能制造、移动通信、电力能源、军工、文博教育等领域构筑了全方位解决方案，服务了包括国家电网、国家大剧院、中国移动、中国航天科工集团、中国航空工业集团、国防科大、湖南博物馆、重庆中国三峡博物馆、江苏省广电集团等多家国家/省部级政府和重点企事业单位，同时在多家世界五百强企业树立了大量标杆案例。
解决方案背景
随着物联网、云计算、混合现实与全息互动等技术的发展和普及，缔造了展示、运营、传播方式的新生。随着大数据技术的成熟，信息存储量巨大，不同行业的企业都需要通过数据可视化从庞大的数据量中挖掘其商业价值，从中找到新的商机与市场。
数据可视化是以简单、易懂的方式来呈现复杂的、不易读懂、不易理解的庞杂数据，以帮助人们了解这些数据背后的意义。传统的数据可视化模式主要是借助图片、Flash 动画等手段展现，相较枯燥庞大的数据组可以短时间内直观的展现数据，但展现平台不论是移动端、PC 端或是商用大屏，均是以二维或三维的分离模式展现。由于隔着屏幕，不能良好的实现人与数据的交互，传统的数据可视化绝大多数情况下仅被用作展示，大数据的价值没有被完全挖掘应用。
2015 年 6 月微软 HoloLens 进入中国市场。HoloLens 作为首个不受线缆限制的全息计算机设备，搭载 MR 混合现实技术，运行 Windows 10 系统，不受任何限制——没有线缆和听筒，并且不需要连接电脑，让用户在周围真实环境中，直接与数字内容进行全息影像互动，为数据可视化的移动性和交互性的实现提供了理想的平台。
行业应用痛点
在工业领域，无论是数据中心还是工业制造，都具有生产环境封闭、复杂，机器设备杂乱的特点，如果发生故障，业务中断会导致大量损失，因此需要经验丰富的工程师及时有效地解决。同时，无论是机房还是厂房，都面临着日常接待和展示任务，展示内容、形式和体验都是企业综合实力的反映。如何高效率的解决日常生产中遇到的棘手问题？如何低成本的培训新员工并且快速上手？如何更形象化展示企业的核心能力？这些都是工业领域普遍存在的共性问题。
凡讯在为各个行业用户实现数据可视化时，发现不同行业在传统的数据可视化模式下，有不同的技术难点。以天津移动 IDC 机房为例，其核心业务是机房租赁及托管，大体量的机房对安全性和稳定性都提出较高要求，由于 IDC 机房体量巨大、机柜数量众多，日常运维时，巡检人员每半小时就要进入检查一次，人员流动性大、工作枯燥繁杂，在数量庞大的机柜面前，仅凭肉眼巡视机器指示灯难以有效了解机器运转情况，缺乏统一的评判标准，巡检质量难以保证。在机器出现故障时，机房工作人员需要聘请技术专家到场维修，从发现故障、下发维修工单、执行维修审批流程，到专家赶到现场，全过程耗时长、效率低，对于数据中心来说，服务的稳定性和安全性是客户选择的重要指标，服务器极短时间的中断便会给用户带来巨大损失，这样长时间中断给数据中心及客户带来的损失将无法预估。
而在展览、展示场景下，产品价值的体现往往需要更多的客户亲自到访才能获得有效的信息传递，同样以天津移动 IDC 机房为例，出于机房安全性的考虑，客户通常不能亲身前往机房内部进行实地考察，即使可以，客户也难以通过肉眼观测直观判断各机柜、服务器的性能、稳定性和运转情况。而扩大到更多行业，如博物馆、画廊等，进入 21 世纪，人们生活节奏越来越快，对事物的关注程度和注意力持续的时间与空间越来越萎缩，快速便捷地获取信息成为广受欢迎的方式，很多展览品和产品并不适合外带展示，而产品手册、图文视频等模式在推介时又面临形式和内容单一、不够直观等问题，客户无法准确获得有效信息。
凡讯基于混合现实技术的可视化解决方案
凡讯科技始终致力于在工业领域、三维仿真、实时数据和流程模拟方面的创新与应用，基于凡讯积累多年的业务洞察力以及深厚的技术沉淀，HoloLens 一经推出，凡讯科技在第一时间就发现其巨大的商业价值，并迅速上手开发，推出了基于混合现实技术的可视化解决方案。
该解决方案以微软混合现实眼镜 HoloLens 为核心，实现了全息数据可视化体验。HoloLens 具有全息、高清镜头、空间声响等特点，搭载了基于深度识别的 SLAM（实时定位与地图构建）技术，能够检测环境的深度信息，眼镜将会追踪用户的移动和视线，进而生成适当的虚拟物体，通过光线投射到用户的眼中。通过 HoloLens位置感知功能，用户可以通过手势与虚拟 3D 对象交互，并且看到和听到虚拟内容与现实场景结合的全息影像。HoloLens 所实现的混合现实体验不仅是炫酷的黑科技，作为凡讯解决实际业务问题的利器，让数据可视化打破过去传统展示的天花板，将数据发生的场景与使用者感官全面融合，使用者通过 HoloLens 直接进入业务场景，进入了沉浸式新阶段，数据不只是以可视化形式展示，还会具备交互能力，释放更多业务价值。
该方案涵盖了工业大数据可视化全业务流程，搭建了统一技术架构，可根据不同软硬件环境进行产品、交互模式的设计和定制。在硬件层面，凡讯解决方案中使用的 HoloLens 全息眼镜可配合超大显示屏提供实时三维超大分辨率协同播出，也可以组成多屏联放模式，实现分布式多机集群渲染，同时，支持与移动终端相连，可以跨平台展现三维影像。
在数据层和业务逻辑层，该解决方案的主要亮点在于即时数据驱动功能，可以与实时业务数据连通，让多个业务数据可以关联呈现，并支持对业务场景进行数字化仿真，通过数据可视化方式实现多场景动态分布和多数据交互显示。配合多终端输出和移动设备支持，该解决方案还可以实现多人虚实同步仿真和全息远程巡检协作，利用多设备关联控制能力，可以为客户提供灵活多样的交互方式，打破了虚拟与现实世界的隔阂，不同设备使用者都可以互动、协作，既充分利用了 HoloLens 的混合现实体验，还提供了大屏幕的大画幅展现力和移动设备的便捷性，从而使跨平台、跨终端、跨业务数据流的实时业务数据处理能力成为可能。
该解决方案的软件部分由四大模块化产品组成，渲染引擎提供基于 GPU 的三维集群渲染，适合各种规模的场景渲染，凡讯在渲染算法方面进行了大量优化和改进，有效解决了大规模渲染耗时长、渲染资源管理复杂等问题;编辑器，以可视化界面提供了实时图像内容创作和场景编辑功能，支持自助编辑和模板编辑、脚本交互、效果预览、复杂材质处理等;工具箱是凡讯科技根据应用场景提供一系列的工具，涵盖了从应用场景创建、编辑、发布到播出所需的各类工具组合，同时提供数据驱动、业务和流程节点配置功能;凡讯同时提供了面向不同行业应用的知识库，其中包括特定行业应用的业务模型、素材库、内容库、特效库、脚本库、模板库等丰富内容。
该解决方案组成灵活，功能强大，可以针对不同行业、领域和应用场景进行定制剪裁和开发，除此之外，凡讯科技认为，优秀的行业数据可视化解决方案应该是基础产品与知识库的组合因此，凡讯科技还致力于建立具有高度拓展性的行业知识库，目前，已针对机房、电力、网络、安防、办公等多个领域完善了设备知识数据，并且会根据业务和需求配置相应的知识库体系，提供定期内容更新。凡讯科技通过这种以工具库+知识库的形式，不仅发挥了 HoloLens 直观、已用、可交互的数据展现能力，还建立了基于业务、模型、数据的开放性数据平台，并且为部分行业提供了专门的产品系列，从而形成了业内别具一格、具有行业特色的混合现实数据可视化平台。
凡讯通过 HoloLens 创造了数据可视化新的应用场景，打破传统展示屏障，解决了传统数据可视化不能解决的问题，化解了诸多行业中长期存在的业务痛点：相比传统的方式，凡讯 HoloLens 数据可视化解决方案提供了分布式数字业务环境的可视化应用能力，以沉浸式混合现实体验为主，实现了场景融合和可深入业务现场的协同服务，完全实现了效能提升、成本节约、增强协同等价值，该解决方案在诸多领域创造了全新数据使用价值，助力更多行业向工业 4.0 迈进。
深耕数据可视化场景应用，释放混合现实技术的卓越价值
目前，凡讯已经多个行业客户提供先进、实用的 MR 可视化定制产品，案例遍及工业、展览展示、培训、消防、教育等领域，同时创造了多个成功的行业首创案例，分别为中国移动天津公司、湖南省博物馆、重庆中国三峡博物馆等国家/省部级重点政府、企事业单位，及多家世界五百强企业树立了大量的行业标杆案例。
在中国移动天津分公司的 IDC 机房，凡讯技术团队实现了多台 HoloLens 在同一个空间下的模型共用位置感知，通过 HoloLens 空间锚点定位，可以稳定展示 IDC 机房全息模型。结合凡讯独有算法及物联网技术，突破了核心技术挑战——准确感知大范围空间内多台 HoloLens 相互的位置;其次，在技术专家远程指导机房维修的过程中，机房及专家办公室异地同时使用 HoloLens 共享画面时，语音传输有 3 秒延迟，经过凡讯技术人员将视频流与传输路径进行优化，视频延时缩短到 1 秒以内，异地通过 HoloLens 通话时更加接近现场同步。
当移动的客户戴上 HoloLens 全息眼镜，设备开启后将自动扫描获得空间 Mesh 数据，并利用法线判断空间平面类型（例如：地面、天花、桌子或墙壁）。HoloLens 可以随着客户走动自动扫描将更新空间数据，并且将 1:1 的机房全息影像融合叠加显示在客户当前环境中。有 HoloLens 展示的全息影像还可以进行透视和分层处理，根据客户需求显示包括机房大楼每层的功能部署、机房的各种线路架构、空气流通模式、机器陈列等详细情况，甚至可以实时看到每个机柜内部机器的数据变化，包括机器温度、使用率、运转情况等。伴随项目人员的讲解，客户可以在空间内随意走动，围绕、环视或打开机柜，查看服务器详细参数。通过 HoloLens 混合现实技术，IDC 的营销展示完全打破了平面限制，实现了让客户随时随地身临其境感受 IDC 实际运转情况的体验。
在工业领域的生产环境中，凡讯 HoloLens 数据可视化方案还可以融合工业设备的实时数据，通过 MR 解放员工双手，让数据服务所见即所得，为设备维修提供全流程的 MR 服务。现在，在 IDC 机房，当佩戴 HoloLens 的巡检人员进入机房后，HoloLens 会自动调取巡检人员所视服务器相应的数据展现为全息影像，巡检人员可以直观的看到服务器实时运行状态（如 CPU、内存、磁盘使用情况）。同时，HoloLens 通过内置的标准化机柜参数可以自动甄别服务器故障状态，避免肉眼巡视带来误判。
在巡检过程中遇到机器日常故障时，巡检人员可以通过手势和语音命令控制叠加在现实世界上的虚拟菜单等控件，查看任意时间段的历史记录，调取 HoloLens 内置的机柜维修保养操作说明，根据全息影像中显示的提示进行操作。维修全过程，巡检人员无需手持、翻阅传统维修手册，HoloLens 会自动识别佩戴者及机柜位置，将具体规范操作动作的虚拟影像投影于目标机柜的相应位置，即使是初阶的巡检人员只要戴上亦可精准及时的做出判断和操作，整个操作记录都会被 HoloLens 保存，以便后期溯源和管理者检查。
当机器发生复杂问题，巡检人员无法解决需要远程专家支持时，HoloLens 可通过网络将全息影像传输到总部，后台将会根据实际问题匹配并快速联线相关专家进行远程协助。硬件上，HoloLens 具备 4 个空间声响和高保真麦克风，语音识别准确度极高。利用网络连接，现场图像可以实时传递到远程客户端，专家在远程协助时可获得机房内的 HoloLens 相同的视角影像，并通过屏幕标记等方式给出维修指导。得益于凡讯优化后的视频流编解码算法，在远程协作场景下，HoloLens 高清视频流的时延低于 0.5 秒，几乎实现了同步画面交互，为巡检人员提供了放心可靠的使用体验。
凡讯创新的 MR 解决方案，助力文化传播行业化被动为主动，通过 HoloLens 以互动体验的方式提高用户的参与度与兴趣度，大大提高了知识传播效率和用户学习效果。凡讯通过 HoloLens 为湖南省博物馆打造了长沙窑的制作过程的 MR 全息影像，通过 HoloLens 的 SLAM 空间锚点技术，全息影像可以准确地将窑与真实环境中的墙面结合，将颜料、工具等影像准确叠加在真实的桌面上，参观者以手势操作就可以用 HoloLens 对“真实”的器皿虚拟上釉或烧制。得益于 HoloLens 的便携性和独立工作能力，湖南省博物馆还将全息影像通过 HoloLens 带到学校，让学生在校内就能使用手势进行虚实结合的操作，体验长沙窑从造泥胚、烧制、到上釉的全部过程，从而更直观地认识和了解传统文化的精髓。
微软混合现实合作伙伴项目与凡讯共同开拓未来
目前，通过 HoloLens 实现的数据可视化业务在凡讯的营收中所占比重日益增加。随着 HoloLens 混合现实技术的不断发展和应用，凡讯认为 HoloLens 所带来的不仅是科技进步，更多的是思维模式的转变，是能够解放生产力的新生力量。凡讯相信，未来随着 5G 技术的成熟，低延时、高带宽的网络连接可以将 HoloLens 的应用场景推向更多的新领域。
HoloLens 对于凡讯来说不只是一项告别传统的技术，更是一款打开未来的产品，让凡讯实现了对数据可视化领域的应用颠覆，未来凡讯将尝试搭载更多的新技术，在 HoloLens 这款产品的基础上将尝试搭载 AI 技术和云平台，逐步应用微软智能云 Azure 和认知服务，展现更具智能的数据，“微软提供的 Azure 认知服务可以协助 HoloLens 识别图像中的信息，对视觉图像中的内容进行分类和处理，可以实现计算机辅助下的图像审查等功能，为数据可视化提供巨大帮助”，在谈及未来发展规划时，凡讯技术工程师这样介绍，“提供 Azure 强大的云计算能力，我们可以将更多数据处理任务放在云端，以近乎实时的速度分析视频，然后将结果发送到 HoloLens 或其它配套设备和软件的 API 上，进一步提升我们系统的整体性能和体验”。
同时，HoloLens 每时每刻展现的庞大的数据量与大规模的实时数据变动，都会带来大规模的数据流， Azure 云端大数据服务可以在短短几分钟之内启动新的节点或实例，针对快速计算型工作负载、频繁停止和启动等场景，提供弹性工作方式和按量计费模式，配合灵活的虚拟机服务，还可以将更多系统组成部分部署在云端，减少前期采购投入，在获得 HoloLens 混合显示体验的同时，降低企业经济成本。
微软混合现实合作伙伴计划（Mixed Reality Partner Program）是微软针对数字营销公司、系统集成商和解决方案提供商的综合性支持计划，旨在帮助他们为客户构建混合现实解决方案。作为微软 MRPP 的成员企业，凡讯将通过微软获得更多的商业渠道资源，以及更多的产品展示机会。对于合作伙伴，微软提供全方位的技术支持，在 MRPP 项目的组织下，凡讯科技参加了 2017 年 5 月在微软美国 Redmond 总部举行的 HoloLens 开发训练营，极大提升了核心开发团队的技术水平和产品体验，同时，微软还针对合作伙伴搭建了商业资源平台，为合作伙伴提供市场渠道开拓、产品宣传等支持，与合作伙伴共同面向未来，助力合作伙伴获得更坚实、更长远的发展。
