Môže virtuálna realita prerušiť kábel?

Reklama

Nezmieňajme si slová: Valve je viditeľne vzrušujem nový headset pre virtuálnu realitu Spoločnosti Valve a HTC oznamujú nové VR náhlavné súpravy, ktoré sa majú dodať do Vianoc 2015Nové VR náhlavné súpravy VR od spoločnosti Valve sú to najlepšie, aké kedy svet videl. Má spoločnosť Oculus šancu? Čítaj viac .

Model Vive, ktorý bol vytvorený v spolupráci so spoločnosťou HTC, sa môže pochváliť dokonalým sledovaním vašej hlavy a dvoch ovládačov, pohodlným rozlíšením 2160 x 1200 a ultra-ostrým 90LED displejom OLED. to je vyjde tento roka ponúka interaktívne zážitky z VR, ktoré poskytujú trvalý pocit fyzickej prítomnosti vo virtuálnej scéne.

Ak chcete získať predstavu o tom, aké dobré je sledovanie, prečítajte si toto video s názvom „The Gallery“, ktorý sa hrá na VR Vive.

Výzva virtuálnej reality bez roamingu

Vive je fantastický. Ak si však prečítate recenzie prototypov náhlavných súprav, ktoré stekajú, začnete si to všimnúť jedna konkrétna sťažnosť stále sa objavuje.

Venture Beat:

"Počas môjho pokusu s prototypom som nosil opasok, ktorý mi zabráni dostať sa do zväzku šnúr - a teraz, keď na to myslím, Valve musel mať niekoho, kto chodil so mnou, aby som sa ubezpečil, že som nešiel nad akúkoľvek vôľu, ktorú som vytvoril pri pohybe room ".

instagram viewer

PC MAG:

„Pretože ide o úplne interaktívny zážitok z chôdze, je potrebné vyčistiť nábytok zo stredu miestnosti a pokúsiť sa nenaklopať cez kábel smerujúci späť k počítaču.“

Gizmodo:

„A to je pravdepodobne hlavné slabé miesto s HTC Vive. Je to ako Matrix v tom sa cítite skutočne, ale tiež v tom, že ste pripojení k počítaču pomocou kábla, ktorý vychádza zo zadnej časti hlavy. To občas obmedzí váš voľný pohyb a niekedy (ale podľa mojich skúseností nie často) je nebezpečenstvo zakopnutia. Nie je to veľmi veľký problém, ale aj tak viditeľný. “

Niečo z toho je spôsobené tým, že headset je prototyp s piatimi káblami (spotrebiteľská verzia by mala mať iba jeden, kombinovaný kábel USB a HDMI spájajúci slúchadlá s počítačom). Zdá sa však, že problém je pre káblové náhlavné súpravy zásadný ktoré vám umožňujú voľne chodiť Sledujte nás Vyskúšajte Oculus Rift Crescent Bay na CES 2015Oculus Rift Crescent Bay je úplne nový prototyp, ktorý ukazuje niektoré vzrušujúce vylepšenia technológie virtuálnej reality. Vyskúšame to na CES 2015. Čítaj viac . Šnúry sú nebezpečenstvom zakopnutia a tiež len nejakým prievanom. Bránia vám v tom, aby ste vybrali VR zariadenie z miestnosti, oveľa menej z domu.

Keď začneme používať VR ako základné rozhranie pre naše operačné systémy, stane sa to väčším problémom.

Počítače sme nemali veľmi dlho predtým, ako sme chceli mobilnú verziu tohto zážitku (notebooky, smartfóny a tablety). VR bude rovnakým spôsobom, najmä keď začíname integrovať prvky rozšírenej reality pozdĺž línie Microsoft HoloLens 8 skutočných použití pre Microsoft HoloLensHoloLens od spoločnosti Microsoft je v poriadku, ale na čo ho skutočne použijete? Znižujeme najzaujímavejšie možnosti. Čítaj viac .

Bohužiaľ sa ukazuje, že odpojenie náhlavných súprav VR od počítačov je hlavnou technologickou výzvou a stále ju nevieme vyriešiť. Na obzore sú však dve sľubné technológie, ktoré môžu pomôcť vyriešiť tento problém.

Riešenie č. 1: Streamovanie z PC

Jedným zrejmým prístupom k programu je použitie počítača na vykreslenie virtuálneho sveta a potom vykreslenie vykreslených obrázkov do náhlavnej súpravy cez Wi-Fi (napríklad Steamlink, ktorý streamuje hry z počítača do televízora). Problémom tohto prístupu je latencia. Vo virtuálnej realite chcete minimalizovať oneskorenie medzi pohybom a videním pohybu, ktorý sa odráža na obrazovke. Sladká škvrna sa všeobecne považuje za menej ako 20 milisekúnd.

Moderné streamovanie videa sa môže znížiť na menej ako jednu milisekundu latencie, čo je skvelý začiatok. Bohužiaľ, nekomprimovaný videostream 1440p s frekvenciou 90 Hz je takmer 8 GB za sekundu údajov. Spotrebiteľské WiFi smerovače dokážu spracovať asi 100 megabitov. Dokonca aj tie najmodernejšie priemyselné smerovače dosahujú maximum asi 800 megabitov, osemkrát menej, ako je potrebné. Ak chcete tento problém vyriešiť, musíte obrázky pred odoslaním skomprimovať. Proces kompresie a dekompresie sa zvyšuje 80 ms latencie, ktorá vôľa aby si bol chorý.

Existuje niekoľko možných riešení tohto problému:

Vylepšenia šírky pásma

Jedným z prístupov je pokúsiť sa zvýšiť dostupnú šírku pásma. Siete 5G, ktoré majú byť k dispozícii o päť rokov, môžu umožniť rýchlosti okolo jedného terabitu za sekundu, ktoré dokážu zvládnuť futuristické 8K HMD bez kompresie. V najbližšom období Li-Fi (internetová technológia založená na rýchlo pulzujúcich LEDS) by mohla umožniť prenosové rýchlosti 10 GB / s pri veľmi nízkych latenciách, čo by v najbližších rokoch umožňujú bezdrôtové verzie náhlavných súprav VR súčasnej generácie, hoci táto technológia nie je dostupná pre spotrebiteľov ešte.

Toto je pravdepodobne najlepšie riešenie problému, ale nebude k dispozícii spotrebiteľom najmenej rok alebo dva, môže byť drahé a rozlíšenie bude pravdepodobne zaostávať za káblovými náhlavnými súpravami s najvyšším koncom až do správnych sietí 5G prísť.

Miestne deformácie

Komplikovanejšou možnosťou by bolo akceptovať 80 ms latencie a pokúsiť sa ju napraviť po tom, čo zvráti starý obraz na novú pozíciu hlavy. To stále vyvoláva určité vstupné oneskorenie, ale nie nepríjemný druh pohybu hlavy.

Štandardným prístupom k tomuto druhu problému je asynchrónna časová osnova, ktorá zhromažďuje údaje z počítača a deformuje ich pomocou malého GPU na náhlavnej súprave zobrazuje starý obrázok z novej perspektívy, čo umožňuje náhlavnú aktualizáciu náhlavnej súpravy aj napriek vysokej latencii.

Na prvý začervenanie to znie ako kúzelná guľka. Bohužiaľ, existujú nejaké veľké úlovky. Citovať Michaela Antonova, výskumníka spoločnosti Oculus,

„Pozičný sudca je jedným z najzreteľnejších artefaktov s orientáciou iba na čas. Keď pohnete hlavou, na obrázkoch generovaných ATW sa prejaví iba dodatočná rotačná súčasť, zatiaľ čo akýkoľvek pohyb translácie hlavy od vykreslenia rámca sa ignoruje. To znamená, že keď pohybujete hlavou zo strany na stranu alebo dokonca len otáčate hlavou, ktorá prekladá vaše oči, uvidíte objekty, ktoré sú vám blízko, na viac obrázkov.

[…]

Jedným z možných spôsobov riešenia pozičného chvenia je implementácia úplného pozičného zvlnenia, ktoré aplikuje tak prekladové, ako aj orientačné opravy na pôvodný vykreslený rámec. Pozičné deformácie musia brať do úvahy hĺbku pôvodného vykresleného rámu a premiestniť časti obrazu o rôzne množstvá. Takéto posunutie však vytvára artefakty z oklúzie na okrajoch objektu, kde sú odkryté oblasti priestoru, ktoré neobsahujú údaje v pôvodnom rámci. “

Existujú niekoľko techník na vytvorenie údajov na vyplnenie dier vytvorených pozičným časovým odstupom, ale všetky z nich zanechávajú artefakty a tie, ktoré nechávajú najmenšie artefakty, sú z hľadiska výpočtovej techniky najdrahšie. Problém je podobný problému, ktorému čelia tí Pokúšam sa zobraziť video hĺbky VR VR sa chystá navždy zmeniť filmovanie: Tu je návodVirtuálna realita je nový spôsob komunikácie s vašim divákom a veľa ľudí so zázemím v tradičnej filmovej tvorbe považujú tieto možnosti za vzrušujúce. Čítaj viac .

Aby sa tento problém vyriešil dokonale, vývojári musia nájsť nejaký spôsob prenosu ďalších údajov, aby vyplnili diery. Niekoľko možných prístupov:

• Renderujte objekty z ďalekého poľa a blízkeho poľa osobitne a streamujte oba obrázky
• Vykreslenie a svetelné pole, ktoré môžu byť znovu premietnuté veľkými posunmi hlavy bez rozpadu
• Vyvíjajte mimoriadne sofistikované modely pohybu hlavy a pomocou predikcie minimalizujte chyby vylúčenia

Nie je jasné, aké je najlepšie riešenie. Žiadny z prístupov, o ktorých vieme, nie je dokonalý a niektoré z nich vyžadujú viac výskumu. Zistenie, či je opakovaná projekcia dobrý nápad, sa znižuje na to, do akej miery môžeme minimalizovať artefakty. Je to sľubná možnosť, ale existuje veľa nezodpovedaných otázok.

Riešenie č. 2: Miestne vykresľovanie

Úplne iná stratégia je zabudnúť počítač a vykreslenie vykonať lokálne na náhlavnej súprave. Takto fungujú modely HoloLens a Gear VR od spoločnosti Microsoft. Nie je známe veľa o HoloLens Päť otázok týkajúcich sa projektu „HoloLens“ spoločnosti MicrosoftNové náhlavné súpravy spoločnosti Microsoft s rozšírenou realitou sú veľmi vzrušujúce - môžu však vyriešiť základné problémy AR? Čítaj viac , ale výbava VR má množstvo vážnych obmedzení. Jeho mobilný GPU zvládne niektoré skromné ​​zážitky s VR (s intenzívnou optimalizáciou), ale sotva. Problémom je hospodárenie s teplom, rozlíšenie a obnovovacia frekvencia sa nezvýšia na úroveň potrebnú pre prítomnosť na scéne a náhlavná súprava nemá žiadne sledovanie polohy. Niektoré z nich sú spôsobené obmedzeniami mobilnej technológie a čoskoro sa zlepšia vďaka vlne Mooreovho zákona.

Niektoré z týchto problémov sú však výsledkom toho, že musíte navrhnúť smartfón, ktorý nebol navrhnutý pre VR. Ak ste stavali mobilnú náhlavnú súpravu VR od začiatku, môžete robiť veľa vecí inak. Dizajnéri by mohli mať dve špičkové mobilné GPU, obrazovku s veľkým obnovením a veľkú batériu. Mohli by tiež rozložiť komponenty pre lepšie rozloženie hmotnosti a riadenie tepla. Výsledný tvarový faktor by mohol vyzerať podobne ako Sony Morpheus.

Alebo, ak by sa inžinieri chceli stať ambicióznymi, mohli by zostaviť niečo viac ako mini-PC: malý nositeľný blok výpočtov, ktorý obsahuje jednu alebo viac grafických jednotiek pre laptop, ventilátor a veľkú batériu. Toto zariadenie by malo tvarový faktor podobný Walkmanu a poháňalo HMD prostredníctvom jediného kábla.

Aktuálna vlajková loď GPID NVIDIA, GTX 980, ktorú Oculus interne používa, je iba o 40% rýchlejšie ako jeho mobilný náprotivok, 980 M, a je maličký. Pravdepodobne je možné umiestniť dvoch do fantastického balenia s priestorom pre zvyšok vnútorností malého mobilného počítača.

Poznámka pre vývojárov hardvéru: tlačiareň za žiadnych okolností nedovoľuje, aby váš produkt označil ako „vynikajúci balík“.

Tento tvarový faktor by bol robustnejší ako samostatná náhlavná súprava, nehovoriac o drahé - zadná strana matematiky naznačuje, že cena okolo 2500 dolárov. Je možné, že súčasní spotrebitelia nebudú mať záujem o výrobky, ktoré nie sú náročné. Je to však jediný spôsob, ako môžu náhlavné súpravy s mobilným VR dosiahnuť konkurenčnú výkonnosť s PC VR a mám podozrenie, že na to pôjdu hardcore hráči a ďalšie nenahraditeľné položky. Existuje dlhá história hlupákov, ktorí poháňajú popredné miesto v technológii tým, že sú ochotní nosiť výrobky, vďaka ktorým vyzerajú smiešne.

V súčasnosti trpia mobilné náhlavné súpravy neschopnosťou poskytnúť polohové sledovanie, čo spôsobuje nepríjemný pocit, že svet je pri pokuse o pohyb spojený s vaším trupom. Tento problém sa však môže čoskoro vyriešiť. Z krátkodobého hľadiska je to Valve's „Pozičná“ technológia sledovania polohy „majáka“ je skvelé riešenie: laserové projektory sú nemé, čo znamená, že sa dajú obkladať tak, aby pokryli veľké priestory, a môžu slúžiť viacerým zariadeniam naraz. Výsledkom je, že v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov by sa sledovanie majákov mohlo stať lacnou službou, v ktorej sídlia a podniky poskytujú, podobne ako dnes WiFi, umožňujú vám používať mobilný hardvér VR vo väčšine vnútorných priestorov priestory.

Z dlhodobého hľadiska, keď sa hĺbkové kamery zlepšujú v rozlíšení a hladine hluku, malo by sa začať používať na sledovanie polohy s dostatočnou presnosťou, aby poskytli pocit prítomnosti VR. Toto umožní samostatné VR produkty vhodné pre vonkajšie a rozšírené použitie v realite.

Budúcnosť mobilného VR

Z dlhodobého hľadiska sú mobilné náhlavné súpravy miestom, kde sa odohráva technológia VR.

Môžeme robiť matematiku Mooreovho zákona tým, že zistíme, koľko zdvojení máme, aby sme nemohli vykresliť fotorealistické virtuálne svety na mobilných zariadeniach. Počítače vyššej kategórie sú asi päťnásobné (ďalšia generácia konzoly) od schopnosti poskytovať fotorealistické herné zážitky pri rozlíšení 1080p. Pre VR potrebujeme jedno zdvojnásobenie pre 3D a ďalšie tri pre vykreslenie pri 8K na oko potrebné na odstránenie rozmazania a efektu dverí obrazovky. Aby sme zodpovedali za mobilnú platformu, potrebujeme ďalšie štyri zdvojnásobenia, aby sme dobehli počítače vyššej kategórie.

Ak spočítate všetky zdvojenia a vynásobíte osemnásť mesiacov diktovanými Mooreovým zákonom, dostanete zhruba dvadsať rokov (2035), čo je bod, v ktorom nikto nebude schopný rozlíšiť rozdiel medzi scénou VR vykreslenou na smartfóne a scénou vykreslenou na hernom počítači vyššej kategórie. V tomto okamihu už nebude dôvod na opätovné použitie náhlavnej súpravy s počítačom.

Až do toho dňa príde podozrenie, že sa na chvíľu uvidíme káblové aj bezdrôtové VR náhlavné súpravy poháňané VR počítačom. Bezdrôtové náhlavné súpravy budú pohodlnejšie, ale káblové náhlavné súpravy poskytnú lepšie rozlíšenie - aspoň do úplného vyspelosti 5G sietí.

Na druhej strane tejto divízie sa mobilné náhlavné súpravy budú naďalej zlepšovať a zvyšovať podiel na trhu od PC, keď sa posúvame ďalej dostatočne hore krivka klesajúcich výnosov, pričom stále viac ľudí je ochotných obetovať skromné ​​vernosti flexibilita. Konkurencia bude tvrdá a, dúfajme, dobrá pre spotrebiteľa. Osobne nemôžem čakať.

Ste nadšení pre bezdrôtové náhlavné súpravy? Poznáte technológiu, ktorú nám uniklo? Dajte nám vedieť v komentároch!

Kredity obrázkov: Barone Firenze Prostredníctvom Shutterstock, „Recording Isan's…“, autor Edvvc, „Phubby“Od spoločnosti Kevin Lin,„ HTC VR “, od spoločnosti HTC,„Parné spojenie“Od spoločnosti Valve,„Mooreov zákon, “Od Wikimedia