Může virtuální realita přerušit kabel?

Pojďme nerozbít slova: Jsem viditelně vzbuden novou soupravou pro virtuální realitu společnosti Valve Valve a HTC oznamují nové VR náhlavní soupravy k dodání do Vánoc 2015 Valve a HTC oznamují nové náhlavní soupravy VR dodávané do Vánoc 2015 Nové náhlavní soupravy VR od Valve jsou nejlepší na světě vidět. Má Oculus šanci? .

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

Chcete-li zjistit, jak dobré je sledování, podívejte se na toto video “Galerie,” VR hra hraná 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 by se mnou chodil, aby se ujistil, že jsem nenarazil prověšený, který jsem vytvořil, když jsem se pohyboval po místnosti.”

PC MAG:

“Protože se jedná o plně interaktivní zážitek z procházky, je třeba vyčistit nábytek od středu místnosti a pokusit se nenapadnout kabelem vlečeným 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 tento problém je zásadní pro kabelové náhlavní soupravy, které vám umožní volně chodit. Sledujte nás Vyzkoušejte Culcent Bay v Oculus Rift CES 2015 Sledujte nás Vyzkoušejte Crescent Bay v Oculus Rift CES 2015 Occident Rift Crescent Bay je zbrusu nový prototyp , která předvádí některá vzrušující vylepšení v technologii virtuální reality. Vyzkoušáme to na CES 2015.. Šňůry jsou nebezpečím zakopnutí a také pouhým druhem praporu. Zabrání vám v tom, abyste zařízení VR vyjeli z místnosti, mnohem méně z domu.

To začíná být problémem, když začneme používat VR jako základní rozhraní pro naše operační systémy.

Neměli jsme počítače příliš dlouho, než jsme chtěli mobilní verzi tohoto zážitku (notebooky, chytré telefony a tablety). VR bude stejným způsobem, zejména když začneme integrovat funkce rozšířené reality podle linií Microsoft HoloLens 8 Real-World Použití pro Microsoft HoloLens 8 Real-World Použití pro Microsoft HoloLens Microsoft HoloLens je v pohodě, ale to, co skutečně použijete za to? Snižujeme nejzajímavější možnosti. .

Bohužel se ukázalo, že odpojení náhlavních souprav VR od PC je hlavní technologická výzva a ta, kterou stále nevíme, jak řešit. Na obzoru jsou však dvě slibné technologie, které mohou pomoci vyřešit tento problém.

Řešení č. 1: Streamování z PC

Jedním zjevným přístupem k programu je použití počítače k ​​vykreslení virtuálního světa a poté vykreslení vykreslených obrázků do náhlavní soupravy přes WiFi (jako 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 dosahují maxima kolem 800 megabitů, osmkrát méně, než je potřeba. Chcete-li to vyřešit, musíte obrázky před odesláním komprimovat. Proces komprese a dekomprese přidává asi 80 ms latence, což 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 budou k dispozici za pět let, mohou umožnit rychlosti kolem jednoho terabitu za sekundu, což by zvládlo futuristické 8K HMD bez komprese. V nejbližším období by Li-Fi (internetová technologie založená na rychle pulzujících LEDS) mohla umožnit přenosové rychlosti 10 GB / s při velmi nízkých latencích, což by umožnilo bezdrátové verze souprav VR současných generací v příštích několika letech, ačkoli tato technologie dosud není spotřebitelům dostupná.

Toto je pravděpodobně nejlepší řešení problému, ale nebude k dispozici pro spotřebitele po dobu nejméně jednoho nebo dvou let, může být drahé a rozlišení bude pravděpodobně zaostávat za kabelovými náhlavními soupravami nejvyšší třídy, dokud nedojde k řádným sítím 5G..

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 produkuje určité vstupní zpoždění, ale ne nevolnou formu pohybu hlavy.

Standardní přístup k tomuto druhu problému je asynchronní časová deformace, která shromažďuje data z PC a deformuje je pomocí malé GPU na náhlavní soupravě, aby zobrazil starý obraz z nové perspektivy, což umožňuje náhlavní soupravu plynule aktualizovat navzdory vysoké latenci.

Na první začervenání to zní jako kouzelná kulka. Bohužel, tam jsou některé velké úlovky. Cituji Michaela Antonova, výzkumníka společnosti Oculus,

“Poziční soudce je jedním z nejzjevnějších artefaktů s orientací pouze na čas. Když pohnete hlavou, na 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 hranách objektu, kde jsou odkryty oblasti prostoru, které nemají data v původním rámci.”

Existuje několik technik pro zpracování dat, aby se vyplnily díry vytvořené polohovým časovým odstupem, ale všechny z nich zanechávají artefakty a ty, které zanechávají nejmenší artefakty, jsou z hlediska výpočtů nejdražší. Problém je podobný problému, kterému čelí ti, kteří se pokoušejí zobrazit video s hloubkou VR. VR se chystá navždy změnit filmařství: Zde je návod, jak se VR chystá změnit filmařství navždy: Zde je návod, jak virtuální realita představuje nový způsob komunikace s divákem a mnoha lidmi s pozadím v tradičním filmu najít možnosti vzrušující. .

Aby byl tento problém dokonale vyřešen, musí vývojáři najít způsob, jak přenášet další data, aby vyplnili díry. Několik možných přístupů:

• Renderujte objekty vzdálené a blízké pole samostatně a streamujte oba obrázky
• Vykreslete světelné pole, které lze znovu promítnout pomocí velkých korekcí hlavy bez rozostření
• 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 Microsoft HoloLens a Samsung Gear VR. Není mnoho informací o pěti otázkách HoloLens o projektu Microsoft „Project HoloLens“ Pět otázkách o projektu Microsoft „Project HoloLens“ Nová sluchátka společnosti Microsoft s rozšířenou realitou jsou velmi vzrušující - ale mohou vyřešit základní problémy AR? , ale převodovka VR má řadu závažných omezení. Jeho mobilní GPU zvládne některé skromné ​​zážitky s VR (s intenzivní optimalizací), ale sotva. Řízení teploty je problém, rozlišení a obnovovací frekvence se nezvýší na úroveň potřebnou pro přítomnost ve scéně a náhlavní souprava nemá žádné polohové sledování. 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, velmi vysokou obrazovku 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 grafických jednotek pro notebook, ventilátor a velkou baterii. Toto zařízení bude mít tvarový faktor podobný Walkmanu a bude řídit HMD pomocí jediného kabelu.

Aktuální vlajková loď GPID NVIDIA, GTX 980, kterou společnost Oculus používá interně, je pouze o 40% rychlejší než její mobilní protějšek, 980M, a je to drobný. Pravděpodobně je možné dva z nich vložit do fantastického balíčku, s prostorem pro zbytek střev malého mobilního počítače.

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 naznačuje cenu asi 2500 USD. Je možné, že se moderní spotřebitelé nezajímají o produkty, které jsou nepraktické. 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 nevyužitelné položky. Je tu 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 “maják” Technologie polohového sledování je skvělým řešením: 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, kterou poskytují domácnosti a podniky, podobně jako WiFi je dnes, což vám umožní používat mobilní VR hardware ve většině krytých prostorů.

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 udělat matematiku Mooreova zákona tím, že přijdeme na to, kolik zdvojení jsme daleko od toho, abychom byli schopni vykreslit fotorealistické virtuální světy na mobilních zařízeních. Špičkové počítače jsou možná 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 dohnali počítače vyšší třídy.

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

Dokud ten den nepřijde, mám podezření, že na chvíli uvidíme 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 divize se mobilní náhlavní soupravy budou i nadále zlepšovat a oddělovat podíl na trhu od počítače, když se dostáváme dostatečně daleko nahoru po křivce klesajících výnosů, přičemž stále více lidí je ochotno obětovat skromnou věrnost za flexibilitu . 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 Via Shutterstock, “Nahrávání Isanova… ”, od Edvvc, “Phubby,” autor: Kevin Lin, “HTC VR,” od HTC, “Parní spoj,” od Valve, “Mooreův zákon,” Wikimedia