Kas virtuaalreaalsus võib juhet lõigata?

Reklaam

Ärgem haakige sõnu: Valve on mind silmanähtavalt äratanud uus virtuaalse reaalsuse peakomplekt Valve ja HTC kuulutavad uue VR-peakomplekti välja saatmiseks 2015. aasta jõuludeksValve uus VR-peakomplekt on parim, mida maailm kunagi näinud on. Kas Oculusel on võimalus? Loe rohkem .

Koostöös HTC-ga loodud Vive uhkeldab teie pea ja kahe kontrolleri täiuslikku jälgimist, mugavat 2160 x 1200 eraldusvõimet ja üliteravat 90Hz sagedusega OLED-ekraani. On küll sel aastal välja tulemaja see pakub interaktiivseid VR-elamusi, mis pakuvad virtuaalses stseenis püsivat füüsilise kohalolu tunnet.

Jälgimise mõistmiseks vaadake seda videot Vive'is mängitavast VR-galeriist „Galerii“.

Vaba rändluse virtuaalreaalsuse väljakutse

Vive on fantastiline. Kui aga loete trikitavate peakomplektide arvustusi, hakkate seda märkama üks konkreetne etteheide muudkui hüppab.

Venture Beat:

"Prototüübi katsetuse ajal kandsin vööd, et hoida nöörikimp kimpus - ja nüüd, kui ma selle üle mõtlen, Valve peab olema lasknud kellelgi minuga ringi kõndida, et veenduda, et ma ei kolinud üle ühegi lõtvuse, mille ma tekitasin, kolides ümber tuba. ”

instagram viewer

PC MAG:

"Kuna tegemist on täielikult interaktiivse, ringi liikuva kogemusega, peate mööbli toa keskmest välja toppima ja püüdma mitte sõita üle kaabli, mis jääb tagasi arvutisse."

Gizmodo:

„Ja see on tõenäoliselt HTC Vive'i peamine nõrk koht. See on nagu Maatriks selles mõttes, et see on reaalne, aga ka selles, et teid ühendatakse arvuti taha kaabliga, mis väljub teie pea tagant. See piirab aeg-ajalt teie vaba liikumist ja on mõnikord (kuid minu kogemuse kohaselt mitte sageli) komistamisoht. See pole a väga suur probleem, kuid niikuinii märgatav. ”

Osa sellest on seetõttu, et peakomplekt on prototüüp, millel on viis kaablit (tarbijaversioonil peaks olema ainult üks, kombineeritud USB- ja HDMI-juhe, mis ühendab peakomplekti arvutiga). Juhtmega peakomplektide puhul näib probleem siiski olevat põhiline mis võimaldavad teil vabalt kõndida Vaadake meid proovida Oculus Rifti poolkuu laht CES 2015Oculus Rift Crescent Bay on uhiuus prototüüp, mis näitab virtuaalse reaalsuse tehnoloogia põnevaid täiendusi. Proovime seda CES 2015-l. Loe rohkem . Nöörid on komistamisoht ja ka lihtsalt selline põrkeraud. Need takistavad teil VR-seadet ruumist välja viia, palju vähem maja.

See muutub rohkem probleemiks, kui hakkame kasutama VR-i oma operatsioonisüsteemide põhiliidesena.

Meil polnud väga kaua aega enne personaalarvutite kasutamist, kui tahtsime elamuse mobiilset versiooni (sülearvutid, nutitelefonid ja tahvelarvutid). VR saab olema samamoodi, eriti kui me hakkame integreerima liitreaalsuse funktsioone eeskujul Microsoft HoloLens 8 rakendust Microsoft HoloLens reaalainetesMicrosofti HoloLens on lahe, kuid milleks te seda tegelikult kasutate? Jätkame põnevamaid võimalusi. Loe rohkem .

Kahjuks selgub, et VR-peakomplektide arvutist lahti ühendamine on suur tehnoloogiline väljakutse ja üks, mida me veel ei tea, kuidas seda lahendada. Siiski on silmapiiril kaks paljutõotavat tehnoloogiat, mis võivad aidata probleemi lahendada.

Lahendus nr 1: arvuti voogesitus

Üks ilmne lähenemisviis programmile on kasutada arvutit virtuaalse maailma renderdamiseks ja seejärel voogesitada renderdatud pilte peakomplekti kaudu WiFi kaudu (nt Steamlink, mis voogesitab mänge arvutist teie telerisse). Selle lähenemisviisi probleem on latentsus. Virtuaalses reaalsuses soovite minimeerida viivitust liikumise ja selle liikumise ekraanil kajastamise vahel. Üldiselt arvatakse, et magus koht on alla 20 millisekundi.

Kaasaegne video voogesitus võib latentsusajani ulatuda alla ühe millisekundi, mis on hea algus. Kahjuks on tihendamata 1440p 90Hz videovoog peaaegu 8 gigabiti sekundis andmeid. Tarbijate WiFi ruuterid saavad hakkama umbes 100 megabitiga. Isegi kõrgeima kvaliteediga tööstuslikud ruuterid saavad maksimaalselt läbi umbes 800 megabitti, kaheksa korda vähem kui vaja. Selle parandamiseks peate pildid enne nende saatmist tihendama. Tihendus- ja dekompressiooniprotsess lisab umbes 80 ms peiteaeg, mis tahe teeb haigeks.

Sellele probleemile on mõned võimalikud lahendused:

Ribalaiuse täiustused

Üks lähenemisviis on proovida suurendada ribalaiust. 5G-võrgud, mis peaksid valmima viie aasta pärast, võimaldavad kiirust umbes üks terabit sekundis, mis suudaks futuristlikke 8K HMD-sid ilma kompressioonita hakkama saada. Lähemal perioodil Li-Fi (kiiretel pulseerivatel LED-del põhinev Interneti-tehnoloogia) võimaldaks väga madala latentsusajaga edastuskiiruseks 10 GB / s, mis võimaldaks lubada lähiaastatel praeguse põlvkonna VR-peakomplektide traadita versioonid, ehkki see tehnoloogia pole tarbijatele saadaval veel.

See on tõenäoliselt parim lahendus probleemile, kuid see pole tarbijatele kättesaadav vähemalt aasta või kaks, võib olla kallis ja eraldusvõime jääb tõenäoliselt kõrgeimatest traadiga peakomplektidest maha kuni korralike 5G-võrkude saamiseni saabuma.

Kohalik koolutamine

Keerulisem variant oleks aktsepteerida 80 ms latentsusaega ja proovida seda pärast fakti korrigeerida, väänates vana pildi uude peaasendisse. See tekitab endiselt teatavat sisendilõiku, kuid mitte iiveldavat pea liikumist.

Tavaline lähenemisviis sedalaadi probleemidele on asünkroonne ajavõim, mis kogub arvutist andmeid ja väänab seda väikese Peakomplekti GPU, et kuvada vana pilti uuest vaatenurgast, võimaldades peakomplekti suurest latentsusest hoolimata sujuvalt värskendada.

Alguses põsepuna kõlab see nagu võlukuul. Kahjuks on mõned suured saagid. Tsiteerides Oculuse teadlast Michael Antonovit,

„Positsiooniline kohtunik on üks kõige ilmsemaid esemeid, millel on ainult orienteerumise ajavõim. Pea liigutamisel kajastub ATW-ga loodud piltides ainult täiendav pöördekomponent, samal ajal kui kõik raami renderdamise järgsed pea liikumised jäetakse tähelepanuta. See tähendab, et kui liigutate oma pead küljelt küljele või isegi lihtsalt pöörate pead, mis tõlgib teie silmi, näete teie lähedal asuvatel objektidel mitme pildi otsijat.

[…]

Üks võimalik viis positsioonilise kohtuniku poole pöördumiseks on täielik positsiooniline väändumine, mis rakendab algse renderdatud kaadri suhtes nii tõlke- kui ka orientatsiooniparandusi. Positsioonilises koolutamises tuleb arvestada algse renderdatud kaadri sügavusega, nihutades pildi osi erinevate suuruste võrra. Selline nihutamine tekitab objektide servades siiski ummistuse artefakte, kus katmata on kosmosealad, millel pole andmeid algses kaadris. "

Seal on mitu tehnikat andmete moodustamiseks, et täita positsioonilise ajavõimestiku abil tekkinud auke, kuid kõik need jätavad maha esemeid ja need, mis jätavad kõige vähem esemeid, on arvutuslikult kõige kallimad. Probleem on sarnane nende probleemiga üritatakse kuvada VR-sügavusega videot VR kavatseb filmitegemist igaveseks muuta: siin on kuidasVirtuaalne reaalsus on uus viis oma vaatajaga suhtlemiseks ja paljud traditsioonilise filminduse taustaga inimesed leiavad võimalused põnevaks. Loe rohkem .

Selle probleemi täiuslikuks lahendamiseks peavad arendajad leidma mooduse, kuidas aukude täitmiseks lisaandmeid edastada. Mõned võimalikud lähenemisviisid:

• Renderdage kauge- ja lähivälja objektid eraldi ja voogesitage mõlemad pildid
• Renderdada a kerge väli, mida saab suurte peaga nihutada ilma diskopoolsuseta
• Töötage välja äärmiselt keerulised pea liikumismudelid ja disklusiivsete vigade minimeerimiseks kasutage ennustust

Pole selge, milline on siin parim lahendus. Ükski neist lähenemisviisidest, millest me teame, pole täiuslikud ja mõned neist nõuavad rohkem uurimist. Kui välja mõelda, kas ümberprojitseerimine on hea mõte, langeb kokku see, kui palju suudame artefakte minimeerida. See on paljulubav võimalus, kuid vastamata küsimusi on palju.

Lahendus nr 2: kohalik renderdamine

Täiesti erinev strateegia on unustada arvuti ja teha renderdamine peakomplektil kohapeal. Nii töötavad Microsofti HoloLens ja Samsung Gear VR. Pole palju teada HoloLens kohta Viis küsimust Microsofti projekti HoloLens kohtaMicrosofti uus liitreaalsuse peakomplekt on väga põnev - kuid kas need saavad lahendada AR põhiprobleeme? Loe rohkem , kuid Gear VR-l on mitmeid tõsiseid piiranguid. Selle mobiilne GPU saab hakkama mõne tagasihoidliku VR-elamusega (intensiivse optimeerimisega), kuid vaevalt. Soojusjuhtimine on probleem, eraldusvõime ja värskendussagedus ei tõuse stseenil viibimiseks vajalikule tasemele ning peakomplektil puudub positsiooniline jälgimine. Osa sellest on tingitud mobiiltehnoloogia piirangutest ja see muutub varsti paremaks, kui Moore'i seadused seda tõrjuvad.

Kuid mõned neist probleemidest on tingitud nutitelefoni ümberkujundamisest, mis ei olnud mõeldud VR-i jaoks. Kui ehitaksite mobiiltelefoni VR-peakomplekti nullist, saaksite paljusid asju teisiti teha. Disaineritel võiks olla kaks tipptasemel mobiilset GPU-d, väga värskendatav ekraan ja suur aku. Samuti võiksid komponendid paremaks kaalu jaotamiseks ja soojuse juhtimiseks laiali minna. Saadud vormitegur võib sarnaneda Sony Morpheusega.

Või kui insenerid soovivad ambitsioonikad olla, võiksid nad ehitada midagi enamat nagu mini-PC: väike kantav arvutiplokk, mis sisaldab ühte või mitut sülearvuti GPU-d, ventilaatorit ja suurt akut. Sellel seadmel oleks Walkmaniga sarnane kuju, ja see juhiks HMD-d ühe kaabli kaudu.

Praegune NVIDIA lipulaev GPU, GTX 980, mida just Oculus sisemiselt kasutab ainult umbes 40% kiiremini kui selle mobiilne vaste 980M ja see on pisike. Tõenäoliselt on võimalik mahutada kaks neist fanny packi, kus on ruumi väikese mobiilse arvuti ülejäänud sisemuse jaoks.

Märkus riistvaraarendajatele: ärge mingil juhul lubage ajakirjandusel kirjeldada teie toodet kui "fanny packi".

See vormitegur oleks turskem kui autonoomne peakomplekt, rääkimata kallist - ümbriku matemaatika tagakülg soovitab umbes 2500 dollari suurust hinnapunkti. Võimalik, et tänapäevased tarbijad ei tunne huvi toodete vastu, mis on ebamaised. Kuid see on ainus viis, kuidas mobiilne VR-peakomplekt pakub PC VR-iga konkurentsivõimelist jõudlust, ja ma kahtlustan, et hardcore-mängijad ja muud pöördumatud tooted lähevad sellele järele. On olnud pikk ajalugu, mille jooksul on tehnoloogia esirinnas juhtivad noored, kes on valmis kandma tooteid, mis muudavad need naeruväärseks.

Praegu kannatavad mobiilsed peakomplektid suutmatuse korral positsiooni jälgimist pakkuda, põhjustades iiveldavat tunnet, et maailm on teie keha külge kinnitatud, kui proovite liikuda. Kuid see probleem võib varsti lahendada. Lühiajaliselt Valve’s „Tuletorni“ positsioneerimistehnoloogia on suurepärane lahendus: laserprojektorid on lollid, mis tähendab, et neid saab plaatidena katta nii, et need kataksid suured ruumid, ning need võivad korraga teenindada paljusid seadmeid. Selle tulemusel võib tuletornide jälgimine järgneva paari aasta jooksul muutuda odavaks teenuseks, mis kodustab ja ettevõtted pakuvad, nagu WiFi on tänapäeval, mis võimaldab teil kasutada mobiiltelefoni VR-riistvara enamikus siseruumides tühikud.

Pikemas perspektiivis, kuna sügavuskaamerate eraldusvõime ja müratase paranevad, peaks olema võimalik neid kasutada positsioneerimisjälgimiseks piisavalt täpsusega, et pakkuda VR-i olemasolu. See võimaldab iseseisvaid VR-tooteid, mis sobivad kasutamiseks välitingimustes ja liitreaalsuses.

Mobiilse VR tulevik

Pikemas perspektiivis on VR-tehnoloogia liikumiseks mobiilsed peakomplektid.

Saame Moore'i seaduse matemaatikat teha, mõeldes, kui palju kahekordistusi oleme eemal sellest, et saaksime mobiilseadmetele fotorealistlikke virtuaalmaailma renderdada. Tipptasemel personaalarvutid on ehk viis kahekordistumist (teine ​​konsoolide põlvkond) kaugusel võimalusest pakkuda fotorealistlikke mängukogemusi 1080p-s. VR-i jaoks on vaja ühte kahekordistamist, 3D-d ja veel kolme, et renderdada 8K-silma kohta, mis on vajalik hägususe ja ekraaniukse efekti kõrvaldamiseks. Mobiiliplatvormi arvestamiseks vajame nutitelefonide järelejõudmiseks veel umbes neljakordistamist.

Kui liita kokku kõik kahekordistused ja korrutada Moore'i seadusega ette nähtud kaheksateistkümne kuuga, saad umbes kahekümne aasta (2035), mis on punkt, kus keegi ei suuda öelda erinevust nutitelefonis kuvatava VR-stseeni ja nutitelefonis kuvatava VR-stseeni vahel. Sel hetkel pole mingit põhjust arvutit kasutavat peakomplekti uuesti kasutada.

Kuni selle päeva saabumiseni näeme mõnda aega nii juhtmega kui ka traadita arvutiga töötavaid VR-peakomplekte. Traadita peakomplektid on mugavamad, kuid traadiga peakomplektid pakuvad paremat eraldusvõimet - vähemalt seni, kuni 5G-võrgud on täielikult küpsed.

Teise lõhe poole jäävad mobiilsete peakomplektide paremaks muutmine ja kahandavad turuosa arvutist kaugemale libisedes piisavalt väheneva tulu kõver, üha rohkem inimesi on nõus ohverdama tagasihoidliku koguse truudust paindlikkus. Konkurents on tihe ja loodetavasti ka tarbijale hea. Isiklikult ei saa ma oodata.

Kas olete huvitatud traadita peakomplektidest? Kas teate tehnoloogiat, mille jätsime vahele? Andke meile kommentaarides teada!

Pildikrediidid: Barone Firenze Shutterstocki kaudu, „Salvestamine Isani on…”, autor Edvvc, „Lihav, ”Autor Kevin Lin,“ HTC VR ”, HTC“,Aurulink, ”Autor Valve,“Moore'i seadus, ”Autor Wikimedia