Opteyes嘗試結(jié)合AR和AI打造虛擬試戴服務(wù)

眾所周知，微軟 HoloLens 這樣的比較成熟的 AR 產(chǎn)品仍然在探索應(yīng)用場(chǎng)景，以致于人們想起 AR，首先聯(lián)想到的就是娛樂應(yīng)用，比如手游精靈寶可夢(mèng) Go，短視頻里的卡通換頭特效，iOS 系統(tǒng)里的擬我表情（Emoji）。

但事實(shí)上，AR 這個(gè)概念最早誕生于工業(yè)制造領(lǐng)域，無論是嚴(yán)肅性，還是應(yīng)用價(jià)值都毫不遜于 AI。兩者結(jié)合的產(chǎn)物，很可能成為未來傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。 一家名為 Opteyes 的中國(guó)公司，正在嘗試結(jié)合 AR 和 AI 兩項(xiàng)新興技術(shù)，打造一套遠(yuǎn)程選配眼鏡的虛擬試戴服務(wù)。

這家公司 2019 年成立于上海，由波士頓咨詢集團(tuán)數(shù)字風(fēng)險(xiǎn)投資公司（BCG Digital Venture）和一家全球領(lǐng)先的視光學(xué)巨頭共同打造。前者是知名咨詢機(jī)構(gòu)波士頓咨詢集團(tuán)（BCG）全資子公司，專門負(fù)責(zé)挖掘并發(fā)展突破性的數(shù)字化產(chǎn)品和平臺(tái)。 所謂突破性，就是在傳統(tǒng)行業(yè)模式中找到突破口。對(duì)于 Opteyes 來說，他們希望借助在眼鏡行業(yè)，尤其是眼鏡挑選和試戴環(huán)節(jié)，引入 AR 和 AI 技術(shù)，推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

AR 和 AI 強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，打造逼真的虛擬試戴 在互聯(lián)網(wǎng)思維普及的今天，眼鏡行業(yè)仍然依賴于線下零售，配鏡流程十分傳統(tǒng)。 如果你戴眼鏡，不妨想想上次配眼鏡的經(jīng)歷。面對(duì)成百上千副鏡架，再雷厲風(fēng)行的人都可能被逼出選擇困難癥。而且有的鏡架看著好看，但戴起來不一定合適，于是就要不停的摘、戴眼鏡，整個(gè)過程繁瑣且充滿隨機(jī)性。 一番周折選好眼鏡后，又要面對(duì)驗(yàn)光和配鏡的漫長(zhǎng)等待。不知不覺，一天時(shí)間就過去了。對(duì)于許多上班族來說，難以在快節(jié)奏的現(xiàn)代社會(huì)中兼顧視力健康和時(shí)間成本。

想要在電商上遠(yuǎn)程選鏡，又有許多無法解決的痛點(diǎn)，比如驗(yàn)光不準(zhǔn)確，看不到實(shí)物鏡架，僅憑照片無法判斷尺寸和風(fēng)格是否合適，而且選鏡技術(shù)不成熟 —— 一些網(wǎng)站直接在顧客照片上貼上鏡框，根本不能作為判斷依據(jù)，無法給予用戶信任感。 針對(duì)這些問題，Opteyes 研發(fā)了一套基于移動(dòng)端應(yīng)用的虛擬試戴系統(tǒng)，其中用到了三項(xiàng)核心技術(shù)：AR 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，3D 拓?fù)浼夹g(shù)和 AI 推薦算法。

比如說，遠(yuǎn)程配鏡的最大弊端是無法直觀感知眼鏡大小是否合臉，風(fēng)格是否合適。 從技術(shù)的角度來看，想要解決這個(gè)問題，需要一套虛擬試戴解決方案。為了最佳用戶體驗(yàn)，必須要獲得人臉數(shù)據(jù)和鏡架數(shù)據(jù)。 人臉數(shù)據(jù)因人而異，因此只有 2D 數(shù)據(jù)的普通照片是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。Opteyes 利用了 iPhone 系列智能手機(jī)上的前置景深攝像頭，通過面部掃描來測(cè)量鼻寬、鼻高、面寬以及瞳距等相關(guān)信息。 具體來說，自 iPhone X 以來，所有型號(hào)都配有 TrueDepth 原深感攝像頭，其性質(zhì)是基于紅外結(jié)構(gòu)光的深度相機(jī)系統(tǒng)，除了普通感光元件，還集成了泛光感應(yīng)元件，紅外鏡頭和點(diǎn)陣投影儀。

圖 | TrueDepth 攝像頭的三個(gè)核心組件

三個(gè)組件構(gòu)成了 TrueDepth 攝像頭的核心，其中最重要的是點(diǎn)陣投影儀。它可以在人臉上投射超過 3 萬個(gè)不可見的紅外光點(diǎn)，再由紅外鏡頭捕獲這些光點(diǎn)，計(jì)算得出人臉 3D 數(shù)據(jù)，再結(jié)合普通攝像頭的 2D 圖像數(shù)據(jù)，就能建立精準(zhǔn)的 3D 人臉數(shù)字模型。 相比 TOF 等景深攝像頭，TrueDepth 攝像頭所用的結(jié)構(gòu)光技術(shù)，在分辨率，材質(zhì)和顏色還原度，以及深度數(shù)據(jù)完整性上具有天然優(yōu)勢(shì)。由此得到的 3D 人臉模型，被蘋果用于 FaceID 生物特征識(shí)別功能中，其保真度可見一斑。這也為實(shí)現(xiàn)虛擬試戴打下了基礎(chǔ)。 在沒有 TrueDepth 攝像頭的安卓手機(jī)上，Opteyes 則利用 Unity 3D 追蹤技術(shù)，ARCore 框架和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉的建模和追蹤。 拿到人臉數(shù)據(jù)后，Opteyes 構(gòu)建了基于 ARKit 或 Unity3D 的 AR 算法（取決于 iOS 還是安卓），用于實(shí)現(xiàn)虛擬試戴功能，并搭載于同名應(yīng)用 Opteyes 中。 所謂的虛擬試戴，并非簡(jiǎn)單粗暴地把眼鏡貼到人臉上。在 AR 技術(shù)支持下，應(yīng)用里的你其實(shí)是一個(gè) 3D 模型，而非 2D 貼圖。應(yīng)用會(huì)捕捉你的臉部、頭部運(yùn)動(dòng)，用幾秒鐘的時(shí)間鎖定雙眼的位置，然后就能給你戴上眼鏡。

這里就需要用到鏡架數(shù)據(jù)了。為了最大程度還原真實(shí)鏡架的細(xì)節(jié)，Opteyes 利用了 3D 拓?fù)浼夹g(shù)對(duì)鏡架建模。 3D 拓?fù)涫且粋€(gè)非常復(fù)雜的過程，簡(jiǎn)單來說就是如何用最少的面還原出實(shí)物的真實(shí)走形，可以在保證高分辨率的前提下，保證模型不會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中卡頓和變形。 之于鏡架來說，其款式不計(jì)其數(shù)，而每款鏡架的材質(zhì)、紋理、圖案、尺寸、配色五花八門，都要用技術(shù)手段保證高分辨率和保真度。另外，Opteyes 還為鏡架供應(yīng)商開發(fā)了素材預(yù)覽工具，以便快速核對(duì)鏡架屬性。 有了準(zhǔn)確的臉部模型和鏡架模型之后，才能將虛擬眼鏡 “佩戴” 在人臉上。 虛擬試戴時(shí)，用戶可以隨意轉(zhuǎn)動(dòng)頭部，從多個(gè)角度觀察和比較不同鏡架上臉的效果，無論是凹出各種造型，還是把手機(jī)拿遠(yuǎn)和靠近，或者是只露出半邊臉，都不會(huì)出現(xiàn) “眼鏡掉落” 的情況。

為了方便用戶觀察鏡架，Opteyes 還用到了四倍抗鋸齒和光線估算技術(shù)。 前者通常是運(yùn)用在游戲中的技術(shù)，可以保證模型邊緣在放大后仍然平滑，用在這里可以保證鏡腿和鏡框的細(xì)節(jié)清晰度。后者則是結(jié)合蘋果 ARKit 或安卓 ARCore 鏡片素材，在明亮及昏暗環(huán)境下均能顯示眼鏡反光亮度及顏色，增加真實(shí)感。 值得一提的是，Opteyes 還在虛擬試戴中提供了拍照和錄屏功能，方便回看試戴效果 —— 虛擬試戴時(shí)用戶可能會(huì)摘下眼鏡，近視用戶可能看不清試戴效果。 至于如何挑選鏡架，在傳統(tǒng)零售店中，導(dǎo)購(gòu)扮演了推薦鏡架的角色，但在數(shù)字化模式下，AI 算法其實(shí)更能勝任這份工作。比如電商平臺(tái)上常見的個(gè)性化商品推薦，京東還推出了 AI 導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人 JOY，背后都是 AI 算法。

類比到 Opteyes 上，在挑選鏡架的過程中，如果用戶拿不準(zhǔn)自己的臉型和風(fēng)格，不知道哪些哪些鏡架適合自己，就可以利用應(yīng)用中的 AI 推薦功能。 該功能使用了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的 AI 算法，會(huì)從用戶臉型、鏡架偏好、使用行為、驗(yàn)光及處方結(jié)果等多個(gè)維度進(jìn)行評(píng)估，最終給出個(gè)性化推薦鏡架。 Opteyes 表示，其 AI 算法是自主研發(fā)和訓(xùn)練的，可以利用大數(shù)據(jù)快速優(yōu)化和迭代，以適應(yīng)流行趨勢(shì)。

不僅僅是虛擬試戴和人工智能

當(dāng)然，配眼鏡不僅只有挑選鏡架一個(gè)環(huán)節(jié)，還涉及到驗(yàn)光、挑選鏡片、制作鏡片等多個(gè)流程。 目前來說，像驗(yàn)光這樣精細(xì)的、需要驗(yàn)光師職業(yè)經(jīng)驗(yàn)的工作還很難遠(yuǎn)程完成。在 Opteyes 的服務(wù)流程中，驗(yàn)光也是在線下完成的。 為了提升效率，Opteyes 選擇了企業(yè)作為線下切入點(diǎn)，工作人員和驗(yàn)光師會(huì)攜帶驗(yàn)光設(shè)備前往寫字樓或辦公區(qū)域，為企業(yè)客戶的員工提供全套驗(yàn)配鏡服務(wù)。對(duì)于有配鏡需求的人來說，可以通過 AR 虛擬試戴節(jié)省逛眼鏡店的時(shí)間，只專注于驗(yàn)光即可，一個(gè)人平均需要 20-30 分鐘。 據(jù) Opteyes 介紹，他們的驗(yàn)光設(shè)備是來自于德國(guó)光學(xué)巨頭蔡司的 i.Profilerplus 屈光分析儀，集波前像差、自動(dòng)驗(yàn)光、角膜地形圖和角膜曲率測(cè)量功能為一體，大約 60 秒就能完成測(cè)量且全程自動(dòng)化。在保證屈光度誤差小于 1% 的前提下，還能捕捉淚膜病變和角膜異常等眼病風(fēng)險(xiǎn)。

驗(yàn)光完成后，用戶會(huì)獲得個(gè)人視力健康檔案。這些隱私數(shù)據(jù)，連同 AR 試戴時(shí)捕獲的人臉數(shù)據(jù)，都會(huì)經(jīng)過加密保護(hù)。比如人臉數(shù)據(jù)是不會(huì)儲(chǔ)存在后端服務(wù)器上的，AI 算法完成計(jì)算后就會(huì)銷毀。 至于未來的發(fā)展方向，Opteyes CEO 王潔瑋在接受采訪時(shí)表示，“我們希望未來能更好地利用 AI 技術(shù)，將更多的線下服務(wù)轉(zhuǎn)移到線上，比如實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程驗(yàn)光，利用 AI 推薦鏡片等等。在為用戶帶來更流暢的配鏡體驗(yàn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)真正的一站式數(shù)字化配鏡?！?其實(shí)就像 AI 剛剛進(jìn)入我們生活的某些領(lǐng)域時(shí)一樣，在特定應(yīng)用場(chǎng)景下，我們會(huì)覺得沒這個(gè)必要，因?yàn)橐呀?jīng)習(xí)慣了傳統(tǒng)方式。 之于目前的眼鏡行業(yè)也是一樣，雖然 Opteyes 也沒有解決全部的痛點(diǎn)，比如仍然需要線下驗(yàn)光，以及依賴于驗(yàn)光師的經(jīng)驗(yàn)。但他們?cè)?AR 和 AI 技術(shù)上的突破性嘗試，兼顧創(chuàng)意和用戶體驗(yàn)的虛擬試戴，都足以讓人眼前一亮。 或許這就是科技改變生活的價(jià)值所在。

原文標(biāo)題：德資入股，上海團(tuán)隊(duì)打造新一代科技配鏡公司，引入AR和AI技術(shù)，將手機(jī)變成個(gè)人專屬眼鏡店

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