Může virtuální realita přerušit kabel?

reklama

Nejdeme si slova: Valve je viditelně vzbudím nový headset pro virtuální realitu Společnost Valve a HTC oznamují, že do Vánoc 2015 budou dodávány nové náhlavní soupravy VRNová náhlavní souprava VR od společnosti Valve je to nejlepší, co kdy svět viděl. Má Oculus šanci? Přečtěte si více .

Vive, vytvořený ve spolupráci s HTC, se může pochlubit dokonalým sledováním vaší hlavy a dvou ovladačů, pohodlným rozlišením 2160 x 1200 a ultra-ostrým 90LED displejem OLED. Své vyjde tento rok, a nabízí interaktivní VR zkušenosti, které poskytují trvalý pocit fyzické přítomnosti ve virtuální scéně.

Chcete-li získat představu o tom, jak dobré je sledování, podívejte se na toto video Galerie, hra VR, která se hraje na Vive.

Výzva virtuální reality bez roamingu

The Vive je fantastický. Pokud si však přečtete recenze prototypů náhlavních souprav, které se tyčí, začnete si toho všimnout jedna konkrétní stížnost pořád se objevuje.

Venture Beat:

"Během mého pokusu s prototypem jsem nosil opasek, který mi z cesty zabránil - a teď, když o tom přemýšlím, Valve musel mít někoho, kdo chodil kolem se mnou, aby se ujistil, že jsem nenarazil na žádné uvolnění, které jsem vytvořil, když jsem se pohyboval kolem pokoj, místnost."

instagram viewer

PC MAG:

"Protože se jedná o plně interaktivní zážitek z procházky, je třeba vyklidit nábytek ze středu místnosti a pokusit se nenaklánět kabel vlečený zpět k počítači."

Gizmodo:

"A to je pravděpodobně hlavní slabina s HTC Vive." Je to jako Matice v tom se cítíte skutečně, ale také v tom, že jste připojeni k počítači pomocí kabelu, který vychází ze zadní části hlavy. To občas omezí váš volný pohyb a je někdy (ale podle mých zkušeností často) nebezpečím zakopnutí. To není velmi velký problém, ale stejně tak znatelný. “

Některé z nich jsou proto, že náhlavní souprava je prototyp s pěti kabely (spotřebitelská verze by měla mít pouze jeden, kombinovaný kabel USB a HDMI propojující náhlavní soupravu s počítačem). Zdá se však, že problém je pro kabelové náhlavní soupravy zásadní které vám umožní volně chodit Sledujte nás Vyzkoušejte Oculus Rift Crescent Bay na CES 2015Oculus Rift Crescent Bay je zbrusu nový prototyp, který předvádí některá vzrušující vylepšení v technologii virtuální reality. Vyzkoušáme to na CES 2015. Přečtěte si více . Šňůry jsou nebezpečím zakopnutí a také pouhým druhem čmuchání. Zabrání vám v tom, abyste zařízení VR vyjeli z místnosti, mnohem méně z domu.

Když začneme používat VR jako základní rozhraní pro naše operační systémy, stane se to větší problém.

Neměli jsme počítače příliš dlouho, než jsme chtěli mobilní verzi zážitku (notebooky, chytré telefony a tablety). VR bude stejným způsobem, zejména když začneme integrovat funkce rozšířené reality podél linií Microsoft HoloLens 8 Použití v reálném světě pro Microsoft HoloLensHoloLens společnosti Microsoft je v pohodě, ale k čemu je budete vlastně používat? Snižujeme nejzajímavější možnosti. Přečtěte si více .

Bohužel se ukázalo, že odpojení náhlavních souprav VR od počítačů je hlavní technologickou výzvou a stále ještě nevíme, jak to vyřešit. Na obzoru jsou však dvě slibné technologie, které mohou pomoci vyřešit tento problém.

Řešení č. 1: Streamování z PC

Jedním zřejmým přístupem k programu je použití počítače k ​​vykreslení virtuálního světa a poté vykreslení vykreslených obrázků do náhlavní soupravy přes WiFi (jako je Steamlink, který streamuje hry z počítače do televizoru). Problémem tohoto přístupu je latence. Ve virtuální realitě chcete minimalizovat zpoždění mezi pohybem a zobrazením tohoto pohybu, který se odráží na obrazovce. Sladká skvrna je obecně dohodnuta na méně než 20 milisekund.

Moderní streamování videa se může dostat až pod jednu milisekundu latence, což je skvělý začátek. Bohužel, nekomprimovaný video tok 1440p 90 Hz je téměř 8 gigabitů za sekundu dat. Spotřebitelské WiFi routery zvládnou asi 100 megabitů. Dokonce i nejmodernější průmyslové směrovače jsou na maximum asi 800 megabitů, osmkrát méně, než je potřeba. Chcete-li to vyřešit, musíte obrázky před odesláním komprimovat. Proces komprese a dekomprese přidává 80 ms latence, která vůle udělá tě špatně.

Existuje několik možných řešení tohoto problému:

Vylepšení šířky pásma

Jedním z přístupů je pokusit se zvýšit dostupnou šířku pásma. Sítě 5G, které mají být dostupné za pět let, mohou umožnit rychlosti kolem jednoho terabitu za sekundu, což by zvládlo futuristické 8K HMD bez komprese. V nejbližším období Li-Fi (internetová technologie založená na rychle pulzujících LEDS) by mohla umožnit přenosové rychlosti 10 GB / s při velmi nízkých latencích, což by umožnit bezdrátové verze souprav VR současné generace VR, ačkoli tato technologie není spotřebitelům k dispozici dosud.

Toto je pravděpodobně nejlepší řešení problému, ale nebude k dispozici spotřebitelům alespoň rok nebo dva, může být drahé a rozlišení bude pravděpodobně zaostávat za nejmodernějšími kabelovými náhlavními soupravami až do řádných 5G sítí přijet.

Místní deformace

Složitější možností by bylo přijmout 80ms latence a pokusit se to napravit poté, co se starý obrázek pokřiví na novou pozici hlavy. To stále vede k určitému zpoždění vstupu, ale ne odpornému druhu pohybu hlavy.

Standardní přístup k tomuto druhu problému je asynchronní time-warp, který sbírá data z PC a deformuje je pomocí malého GPU na náhlavní soupravě pro zobrazení starého obrázku z nové perspektivy, umožňující náhlavní soupravu plynule aktualizovat navzdory vysoké latenci.

Zpočátku se červenat, to zní jako magická střela. Bohužel, tam jsou některé velké úlovky. Citovat Michaela Antonova, výzkumníka společnosti Oculus,

"Poziční soudce je jedním z nejzjevnějších artefaktů s orientací pouze na čas. Když pohnete hlavou, v obrazech generovaných ATW se projeví pouze další rotační komponenta, zatímco jakýkoli translační pohyb hlavy od vykreslení snímku je ignorován. To znamená, že jak pohybujete hlavou ze strany na stranu, nebo dokonce jen otáčíte hlavou, což převádí vaše oči, uvidíte objekty s více obrázky, které jsou vám blízké.

[…]

Jedním z možných způsobů, jak oslovit poziční soudce, je implementovat úplné poziční deformování, které aplikuje jak překladové, tak orientační opravy na původní vykreslený rám. Poziční deformace musí brát v úvahu hloubku původního rendrovaného rámečku a posouvat části obrazu o různé množství. Takové přemístění však generuje artefakty vyloučení na okrajích objektu, kde jsou odkryty oblasti prostoru, které nemají data v původním rámci. “

Existují několik technik pro vytváření dat tak, aby vyplňovaly díry vytvořené polohovým časovým odstupem, ale všechny z nich zanechávají artefakty a ty, které zanechávají nejmenší artefakty, jsou výpočetně nejnákladnější. Problém je podobný problému, kterému čelí tito pokouší se zobrazit video hloubky VR VR se chystá navždy změnit filmování: Zde je návodVirtuální realita je nový způsob komunikace s vaším divákem a mnoho lidí s tradičním filmovým zázemím shledává možnosti vzrušující. Přečtěte si více .

Aby byl tento problém dokonale vyřešen, musí vývojáři najít nějaký způsob přenosu dalších dat, aby vyplnili díry. Několik možných přístupů:

• Renderujte objekty vzdálené a blízké pole samostatně a streamujte oba obrázky
• Vykreslení a světelné pole, které lze znovu promítnout pomocí velkých korekcí hlavy bez rozrušení
• Vyvíjejte mimořádně sofistikované modely pohybu hlavy a pomocí predikce minimalizujte chyby v rozostření

Není jasné, jaké je nejlepší řešení. Žádný z přístupů, o kterých víme, není dokonalý a některé z nich vyžadují další výzkum. Zjistit, zda je opětovné promítání dobrým nápadem, se snižuje, jak moc můžeme artefakty minimalizovat. Je to slibná možnost, ale existuje mnoho nezodpovězených otázek.

Řešení č. 2: Místní vykreslování

Zcela odlišnou strategií je zapomenout na PC a provádět vykreslování lokálně na náhlavní soupravě. Takto fungují technologie HoloLens a Samsung Gear VR od společnosti Microsoft. Není toho moc známo o HoloLens Pět otázek týkajících se projektu „HoloLens“ společnosti MicrosoftNový headset společnosti Microsoft pro Augmented Reality je velmi vzrušující - ale mohou vyřešit základní problémy AR? Přečtěte si více , ale převodovka VR má řadu závažných omezení. Jeho mobilní GPU zvládne některé skromné ​​zážitky s VR (s intenzivní optimalizací), ale stěží. Řízení tepla je problém, rozlišení a obnovovací frekvence se nezvýší na úroveň potřebnou pro přítomnost ve scéně a náhlavní souprava nemá žádné sledování polohy. Některé z nich jsou způsobeny omezeními mobilní technologie a brzy se zlepší, vzhůru přílivem Mooreova zákona.

Některé z těchto problémů jsou však výsledkem nutnosti navrhnout smartphone, který nebyl navržen pro VR. Pokud jste stavěli mobilní VR náhlavní soupravu od nuly, můžete dělat spoustu věcí jinak. Designéři by mohli mít dvě špičkové mobilní GPU, obrazovku s velmi vysokou obnovou a velkou baterii. Mohou také rozložit komponenty pro lepší distribuci hmotnosti a řízení tepla. Výsledný tvarový faktor může vypadat podobně jako Sony Morpheus.

Nebo, pokud by se inženýři chtěli stát ambicióznějšími, mohli by postavit něco spíše jako mini-PC: malý nositelný blok computronia obsahující jednu nebo více laptopových GPU, ventilátor a velkou baterii. Toto zařízení by mělo tvarový faktor podobný Walkmanu a řídilo by HMD pomocí jediného kabelu.

Aktuální vlajková loď NVIDIA GPU, GTX 980, kterou Oculus používá interně, je pouze o 40% rychlejší než jeho mobilní protějšek, 980M, a je to drobný. Pravděpodobně je možné je vložit do fanny packu, s prostorem pro zbytek střeva malého mobilního PC.

Poznámka pro vývojáře hardwaru: za žádných okolností neumožňují tisku popisovat váš produkt jako „fanny pack“.

Tento tvarový faktor by byl robustnější než samostatná náhlavní souprava, nemluvě o drahé - zadní část obálky matematika navrhuje cenu asi 2500 USD. Je možné, že se moderní spotřebitelé nezajímají o produkty, které jsou těžkopádné. Je to však jediný způsob, jak mohou mobilní VR sluchátka s mikrofonem poskytovat výkon konkurenceschopný s PC VR, a mám podezření, že na to půjdou tvrdí hráči a další nenahraditelné položky. Existuje dlouhá historie nerdů, kteří řídí přední místo technologie tím, že jsou ochotni nosit výrobky, díky nimž vypadají směšně.

Právě teď trpí mobilní náhlavní soupravy neschopností zajistit poziční sledování, což způsobuje nevolnost, že svět je při pokusu o pohyb připoután k vašemu trupu. Tento problém však může být brzy vyřešen. V krátkodobém horizontu, Valve Technologie pozičního sledování „majáku“ je skvělé řešení: laserové projektory jsou hloupé, což znamená, že mohou být obloženy tak, aby pokryly velké prostory, a mohou obsluhovat mnoho zařízení najednou. Výsledkem je, že během příštích několika let by se sledování majáků mohlo stát levnou službou, v níž sídlí a podniky poskytují, podobně jako dnes WiFi, vám umožňují používat mobilní VR hardware ve většině indoorových mezery.

Z dlouhodobějšího hlediska, jak se hloubkové kamery zlepšují v rozlišení a hladině šumu, by mělo být možné začít je používat pro sledování polohy s dostatečnou přesností, aby poskytovaly pocit přítomnosti VR. To umožní samostatné VR produkty vhodné pro venkovní a rozšířenou realitu.

Budoucnost mobilní VR

Z dlouhodobého hlediska jsou mobilní náhlavní soupravy místem, kde se technologie VR děje.

Můžeme dělat matematiku Mooreova zákona tím, že přijdeme na to, kolik zdvojnásobení jsme daleko od toho, abychom byli schopni vykreslit fotorealistické virtuální světy na mobilních zařízeních. Špičkové počítače jsou asi pětkrát zdvojnásobeny (další generace konzoly) od schopnosti poskytovat fotorealistické herní zážitky při 1080p. Pro VR potřebujeme jedno zdvojnásobení pro 3D a další tři pro vykreslení na 8K na oko, které je potřeba k odstranění rozmazání a efektu dveří obrazovky. Abychom mohli zohlednit mobilní platformu, potřebujeme další čtyři zdvojnásobení, abychom dohonili špičková PC.

Pokud sečtete všechna zdvojení a vynásobíte-li osmnácti měsíci diktovanými Mooreovým zákonem, dostanete zhruba dvacet let (2035), což je bod, ve kterém nikdo nebude schopen rozeznat rozdíl mezi scénou VR vykreslenou na chytrém telefonu a bodem vykresleným na herním počítači vyšší třídy. V tuto chvíli už nebude důvod znovu používat náhlavní soupravu poháněnou počítačem.

Dokud ten den nepřijde, mám podezření, že se na chvíli podíváme na kabelové i bezdrátové VR PC řízené náhlavní soupravy VR. Bezdrátové náhlavní soupravy budou pohodlnější, ale kabelové náhlavní soupravy nabízejí lepší rozlišení - alespoň do doby, než budou 5G sítě plně vyzrálé.

Na druhé straně této divize se mobilní náhlavní soupravy budou i nadále zlepšovat a zvyšovat tržní podíl z počítače, když se posuneme daleko dostatečně nahoru na křivku klesajících výnosů, přičemž stále více lidí je ochotno obětovat skromnou věrnost flexibilita. Konkurence bude tvrdá a doufejme dobrá pro spotřebitele. Osobně nemůžu čekat.

Jste nadšeni bezdrátovými náhlavními soupravami? Víte o technologii, kterou jsme zmeškali? Dejte nám vědět v komentářích!

Obrazové kredity: Barone Firenze Prostřednictvím Shutterstocku „Recording Isan's…“ od Edvvc „Phubby, “Od Kevin Lin,„ HTC VR, ”od HTC,„Parní spoj, „Od Valve,“Mooreův zákon, “Od Wikimedia