Kan virtual reality skære ledningen?

Reklame

Lad os ikke hakke ord: Jeg bliver synlig vækket af Valves nyt Virtual Reality headset Valve & HTC annoncerer nyt VR-headset, der skal sendes inden jul 2015Valves nye VR-headset er det bedste, verden nogensinde har set. Er Oculus en chance? Læs mere .

Vive, skabt i partnerskab med HTC, kan prale af perfekt sporing af dit hoved og to controllere, en behagelig 2160 x 1200-opløsning og et ultraskarpt 90 hz OLED-display. Det er kommer ud i år, og det tilbyder interaktive VR-oplevelser, der giver en vedvarende følelse af fysisk tilstedeværelse i den virtuelle scene.

For at få en fornemmelse af, hvor god sporingen er, skal du tjekke denne video af "The Gallery", et VR-spil, der spilles på Vive.

Udfordringen med fri-roaming virtuel virkelighed

Vive er fantastisk. Hvis du imidlertid læser anmeldelser af prototype-headset, der strømmer ind, begynder du at bemærke det en specifik klage bliver ved med at dukke op.

Venture Beat:

”Under min prøve med prototypen bar jeg et bælte til at holde et bundt af ledninger ude af vejen - og nu, når jeg tænker over det, Ventilen skal have haft nogen der gik rundt med mig for at sikre mig, at jeg ikke sneg over noget slap, som jeg skabte, da jeg bevægede mig rundt om værelse."

instagram viewer

PC MAG:

"Fordi det er en fuldt interaktiv, vandrende oplevelse, er du nødt til at rydde møblerne ud fra midten af ​​et rum og forsøge ikke at snuble over kablet, der trækker tilbage til pc'en."

Gizmodo:

”Og det er sandsynligvis det største svage punkt med HTC Vive. Det er ligesom Matrixen i det føles reelt, men også ved at du er forbundet til en pc med et kabel, der kommer ud fra bagsiden af ​​dit hoved. Det vil lejlighedsvis begrænse din frie bevægelighed og er nogle gange (men ikke ofte, efter min oplevelse) en snublefare. Det er ikke et meget stort problem, men bemærkes under alle omstændigheder. ”

Noget af dette skyldes, at headsettet er en prototype med fem kabler (forbrugerversionen skal kun have en, et kombineret USB- og HDMI-kabel, der forbinder headsettet til pc'en). Problemet ser imidlertid ud til at være grundlæggende for kablede headset som giver dig mulighed for at gå frit Se os Prøv Oculus Rift Crescent Bay ved CES 2015Oculus Rift Crescent Bay er en splinterny prototype, der viser nogle spændende forbedringer inden for virtual reality-teknologi. Vi prøver det på CES 2015. Læs mere . Kabler er en fare for at snuble og også bare en slags bummer. De forhindrer dig i at tage din VR-enhed ud af rummet, meget mindre huset.

Dette bliver mere et problem, når vi begynder at bruge VR som en grundlæggende grænseflade til vores operativsystemer.

Vi havde ikke pc'er i meget længe, ​​før vi ønskede en mobil version af oplevelsen (laptops, smartphones og tablets). VR vil være på samme måde, især når vi begynder at integrere augmented reality-funktioner i takt med Microsoft HoloLens 8 Real-World anvendelser til Microsoft HoloLensMicrosofts HoloLens er sejt, men hvad bruger du det egentlig til? Vi kaster ned de mest spændende muligheder. Læs mere .

Desværre viser det sig, at frakobling af VR-headset fra pc'er er en stor teknologisk udfordring, og et, som vi stadig ikke ved, hvordan vi løser. Der er dog to lovende teknologier i horisonten, der kan hjælpe med at løse problemet.

Løsning 1: PC-streaming

En åbenlys tilgang til programmet er at bruge din pc til at gengive den virtuelle verden og derefter streame de gengivne billeder til headsettet via WiFi (som Steamlink, som streamer spil fra din pc til dit tv). Problemet med denne tilgang er forsinkelse. I virtual reality ønsker du at minimere forsinkelsen mellem at bevæge sig og se den bevægelse, der reflekteres på skærmen. Søde plet er generelt aftalt at være under 20 millisekunder.

Moderne videostreaming kan komme ned til under et millisekund forsinkelse, hvilket er en god start. Desværre er en ukomprimeret 1440p 90hz videostrøm næsten 8 gigabits pr. Sekund af data. Forbruger-WiFi-routere kan håndtere omkring 100 megabits. Selv de mest avancerede industrielle routere er maks. Kl omkring 800 megabits, otte gange mindre end nødvendigt. For at løse dette skal du komprimere billederne, før du sender dem. Komprimerings- og dekomprimeringsprocessen tilføjer ca. 80 ms for latenstid, som vilje gør dig syg.

Der er et par mulige løsninger på dette problem:

Forbedringer af båndbredde

En fremgangsmåde er at forsøge at øge, hvor meget båndbredde der er tilgængelig. 5G-netværk, som antagelig er tilgængelig om fem år, kan muliggøre hastigheder på omkring en terabit per sekund, hvilket kan håndtere futuristiske 8K HMD'er uden komprimering. På det nærmere sigt Li-Fi (en internet-teknologi baseret på hurtigt pulserende LEDS) kunne tillade overførselshastigheder på 10 GB / s ved meget lave latenstider, hvilket ville tillader trådløse versioner af aktuelle generation af VR-headset i de næste par år, selvom teknologien ikke er tilgængelig for forbrugerne endnu.

Dette er sandsynligvis den bedste løsning på problemet, men det vil ikke være tilgængeligt for forbrugere i mindst et år eller to, kan være dyrt, og opløsningen vil sandsynligvis hænge bag de højeste ende kablede headset, indtil de rette 5G-netværk ankomme.

Lokal krængning

En mere kompleks mulighed ville være at acceptere 80ms latenstid og forsøge at korrigere for det efter kendsgerningen ved at skubbe det gamle billede til den nye hovedposition. Dette giver stadig noget input-forsinkelse, men ikke den kvalmende hovedbevægelsesart.

Standardtilgangen til denne form for problem er asynkron tidsvarp, som indsamler data fra pc'en og snyder dem ved hjælp af en lille GPU på headsettet for at vise det gamle billede fra et nyt perspektiv, så headsettet kan opdateres flydende trods den høje latenstid.

Ved første rødme lyder dette som en magisk kugle. Desværre er der nogle store fangster. For at citere Michael Antonov, en Oculus-forsker,

”Positionsdommer er en af ​​de mest åbenlyse artefakter med kun orientering af timewarp. Når du bevæger dit hoved, afspejles kun den ekstra roterende komponent i de ATW-genererede billeder, mens enhver translationel hovedbevægelse siden rammen blev gengivet ignoreres. Dette betyder, at når du bevæger dit hoved fra side til side eller endda bare roterer dit hoved, der oversætter dine øjne, vil du se dommer med flere billeder på objekter, der er tæt på dig.

[…]

En mulig måde at adressere positionsdommer på er at implementere fuld positioneret vridning, der anvender både oversættelses- og orienteringsopsætninger på den oprindelige gengivne ramme. Positioneret vridning skal overveje dybden af ​​den originale gengivne ramme og forskyde dele af billedet med forskellige mængder. En sådan forskydning genererer imidlertid dis-okklusions-artefakter ved objektkanter, hvor områder af plads er afsløret, som ikke har data i den originale ramme. "

Der er flere teknikker til at udarbejde data for at udfylde de huller, der er skabt af positionel tidsforbindelse, men alle af dem efterlader artefakter, og dem, der efterlader de færrest artefakter, er de mest beregningsmæssigt dyre. Problemet ligner det, som disse står overfor forsøger at få vist VR-dybdevideo VR er ved at ændre filmfremstilling for evigt: Sådan gør duVirtuel virkelighed er en ny måde at kommunikere med din seer på, og mange mennesker med baggrund i traditionel filmskabelse finder mulighederne spændende. Læs mere .

For at løse dette problem perfekt, er udviklere nødt til at finde en måde at overføre ekstra data for at udfylde hullerne. Et par mulige tilgange:

• Gendan objekter i fjernt felt og nær felt separat og stream begge billeder
• Gengiv en lys felt, som kan genprojekteres af store hovedforskyvninger uden diskriminering
• Udvikl ekstremt sofistikerede hovedbevægelsesmodeller, og brug forudsigelse for at minimere mislykkethedfejl

Det er ikke klart, hvad den bedste løsning er her. Ingen af ​​de tilgange, vi kender til, er perfekte, og nogle af dem kræver mere forskning. At finde ud af, om genprojektion er en god idé, koger ned til, hvor meget vi kan minimere artefakterne. Det er en lovende mulighed, men der er mange ubesvarede spørgsmål.

Løsning 2: Lokal gengivelse

En helt anden strategi er at glemme pc'en og gøre gengivelsen lokalt på headsettet. Sådan fungerer Microsofts HoloLens og Samsungs Gear VR. Ikke meget vides om HoloLens Fem spørgsmål om Microsofts "Project HoloLens"Microsofts nye Augmented Reality-headset er meget spændende - men kan de løse de grundlæggende problemer med AR? Læs mere , men Gear VR har en række alvorlige begrænsninger. Dens mobile GPU kan håndtere nogle beskedne VR-oplevelser (med intensiv optimering), men næppe. Varmehåndtering er et problem, opløsningen og opdateringsfrekvensen stiger ikke til det niveau, der er nødvendigt for tilstedeværelse i scenen, og headsettet har ingen positionssporing. Noget af dette skyldes begrænsningerne i mobilteknologi og vil snart blive bedre, bøjet af tidevandet af Moore's Law.

Nogle af disse problemer er imidlertid resultatet af, at vi er nødt til at konstruere omkring en smartphone, der ikke var designet til VR. Hvis du bygger et mobilt VR-headset fra bunden af, kunne du gøre en masse ting anderledes. Designere kunne have to avancerede mobile GPU'er, en meget høj opdateringsskærm og et stort batteri. De kunne også sprede komponenter ud for bedre vægtfordeling og varmestyring. Den resulterende formfaktor kan se meget ud som Sony Morpheus.

Eller hvis ingeniører ønskede at blive ambitiøse, kunne de bygge noget mere som mini-pc: en lille bærbar blok af computronium, der indeholder en eller flere bærbare GPU'er, en ventilator og et stort batteri. Denne enhed ville have en formfaktor, der ligner en Walkman, og ville køre en HMD via et enkelt kabel.

Den nuværende NVIDIA-flagskib GPU, GTX 980, som Oculus bruger internt kun ca. 40% hurtigere end dens mobile modpart, 980M, og det er lille bitte. Det er sandsynligvis muligt at passe to af dem i en fanny-pakke, med plads til overs til resten af ​​tarmen på en lille mobil pc.

Bemærk til hardwareudviklere: Lad pressen under ingen omstændigheder beskrive dit produkt som en 'fanny pack'.

Denne formfaktor ville være tykkere end et selvstændigt headset, for ikke at nævne dyre - bag på konvolutematikken antyder et prispoint på omkring $ 2500. Det er muligt, at moderne forbrugere ikke vil være interesseret i produkter, der er uhåndterlige. Det er dog den eneste måde for et mobilt VR-headset at levere ydeevne, der er konkurrencedygtige med PC VR, og jeg formoder, at hardcore-spillere og andre irredeemables vil gå til det. Der er en lang historie med nørder, der kører i spidsen for teknologi ved at være villige til at bære produkter, der får dem til at se latterlige ud.

Lige nu lider mobile headset af en manglende evne til at give positionssporing, hvilket skaber en kvalmende fornemmelse af, at verden er knyttet til din overkrop, når du prøver at bevæge dig. Imidlertid kan dette problem snart løses. På kort sigt er Valves “Fyrtårn” -positioneringsteknologi er en fantastisk løsning: laserprojektorerne er stumme, hvilket betyder, at de kan flislægges til at dække store rum, og de kan betjene mange enheder på én gang. Som et resultat af, at fyrtårnsporing i løbet af de næste par år kan blive en billig service, som boliger og virksomheder leverer, ligesom WiFi er i dag, så du kan bruge mobil VR-hardware i de fleste indendørs rum.

Når dybdekameraer forbedres i opløsning og støjniveau på længere sigt, bør det begynde at være muligt at bruge dem til positionssporing med tilstrækkelig præcision til at give en følelse af VR-tilstedeværelse. Dette giver mulighed for selvforsynede VR-produkter, der er egnede til udendørs og augmented reality-brug.

Fremtiden for mobil VR

I det lange løb er mobile headset, hvor VR-teknologien bevæger sig.

Vi kan gøre matematikken i Moore lov ved at finde ud af, hvor mange fordoblinger vi er væk fra at være i stand til at gengive fotorealistiske virtuelle verdener på mobile enheder. High-end pc'er er måske fem fordoblinger (en anden konsolgenerering) væk fra at være i stand til at levere fotorealistiske spiloplevelser på 1080p. For VR har vi brug for en fordobling til 3D og tre til at gengive med den 8K-per-øje, der er nødvendig for at eliminere sløring og skærmdør-effekten. For at redegøre for den mobile platform har vi brug for yderligere fire fordoblinger for at indhente high-end pc'er.

Hvis du tilføjer alle fordoblingerne og ganges med de atten måneder, der er dikteret af Moores lov, får du omtrent tyve år (2035), hvilket er punkt, hvor ingen vil være i stand til at fortælle forskellen mellem en VR-scene gengivet på en smartphone og en gengivet på en high-end gaming-pc. På det tidspunkt er der ingen grund til nogensinde at bruge et pc-drevet headset igen.

Indtil den dag kommer, formoder jeg, at vi vil se både kablede og trådløse VR-pc-drevne VR-headset i et stykke tid. Trådløse headset vil være mere praktiske, men kablede headset tilbyder bedre opløsning - mindst indtil 5G-netværk er fuldt modne.

På den anden side af kløften vil mobile headset fortsætte med at forbedre sig og fjerne markedsandele fra pc'en, når vi glider langt nok op kurven for aftagende afkast, med flere og flere mennesker, der er villige til at ofre en beskeden mængde troskab for fleksibilitet. Konkurrencen vil være hård og forhåbentlig god for forbrugeren. Personligt kan jeg ikke vente.

Spændt over trådløse headset? Kender du til en teknologi, vi gik glip af? Fortæl os det i kommentarerne!

Billedkreditter: Barone Firenze Via Shutterstock, "Optagelse af Isan's ...", af Edvvc, "Phubby, ”Af Kevin Lin,“ HTC VR, ”af HTC,“Steam Link, "Af Valve,"Moore's Law, ”Af Wikimedia