Kan virtual reality skære ledningen?

Lad os ikke hakke ord: Jeg bliver synlig vækket af Valves nye Virtual Reality-headset Valve & HTC Annoncer nyt VR-headset til forsendelse inden jul 2015 Valve & HTC Annoncerer nyt VR-headset til afsendelse inden jul 2015 Valves nye VR-headset er det bedste, verden nogensinde har nogensinde set. Er Oculus en chance? .

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 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, tjek denne video af “Galleriet,” et VR-spil, der spilles på Vive.

Udfordringen med fri-roaming virtuel virkelighed

Vive er fantastisk. Men hvis du 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, havde jeg et bælte til at holde et bundt af snore ude af vejen - og nu, når jeg tænker over det, må Valve have haft nogen der gik rundt med mig for at sikre mig, at jeg ikke snublede over nogen slap, som jeg skabte, da jeg bevægede mig rundt i rummet.”

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 vigtigste 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 undertiden (men ikke ofte, efter min oplevelse) en snublefare. Det er ikke et meget stort problem men bemærkes alligevel.”

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 dog ud til at være grundlæggende for kablede headset, der giver dig mulighed for at gå frit. Se os Prøv Oculus Rift Crescent Bay på CES 2015 Se os Prøv Oculus Rift Crescent Bay på CES 2015 Oculus Rift Crescent Bay er en helt ny prototype der viser nogle spændende forbedringer inden for virtual reality-teknologi. Vi prøver det på CES 2015.. 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 tråd med Microsoft HoloLens 8 Real-World Uses til Microsoft HoloLens 8 Real-World Uses til Microsoft HoloLens Microsofts HoloLens er sejt, men hvad vil du faktisk bruge det til? Vi kaster ned de mest spændende muligheder. .

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 skal løse. 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, der streamer spil fra din pc til dit tv). Problemet med denne tilgang er latenstid. 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 højeste ende industrielle routere maks. Ud på ca. 800 megabits, otte gange mindre end nødvendigt. For at løse dette skal du komprimere billederne, før du sender dem. Komprimerings- og dekomprimeringsprocessen tilføjer cirka 80 ms latens, hvilket vilje gør dig syg.

Der er et par mulige løsninger på dette problem:

Forbedringer af båndbredde

En metode 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 kunne Li-Fi (en internetteknologi baseret på hurtigt pulserende LEDS) tillade overførselshastigheder på 10 GB / s ved meget lave latenstider, hvilket ville give mulighed for trådløse versioner af den nuværende generation af VR-headset i de næste par år, selvom teknologien endnu ikke er tilgængelig for forbrugere.

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 der kommer ordentlige 5G-netværk.

Lokal krængning

En mere kompliceret 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 snor dem ved hjælp af en lille GPU på headsettet for at få vist det gamle billede fra et nyt perspektiv, der tillader headsettet at opdatere 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,

“Positiv dommer er en af ​​de mest åbenlyse artefakter med kun orientering 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 afdækket, der ikke har data i den originale ramme.”

Der er adskillige teknikker til at udarbejde data til 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 dem, der forsøger at få vist VR-dybdesvideo, VR er ved at ændre filmfremstilling for evigt: Sådan fungerer VR ved at ændre filmfremstilling for evigt: Sådan er Virtual reality en ny måde at kommunikere med din seer og mange mennesker på med baggrund i traditionel filmskabelse finder mulighederne spændende. .

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 et lysfelt, som kan projiceres på ny af store hovedforskyvninger uden diskriminering
• Udvikl ekstremt sofistikerede hovedbevægelsesmodeller, og brug forudsigelse for at minimere mislykkede fejl

Det er ikke klart, hvad den bedste løsning er her. Ingen af ​​de tilgange, vi kender, er perfekte, og nogle af dem kræver mere forskning. At finde ud af, om omprojektion 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. Der vides ikke meget om HoloLens Five-spørgsmål om Microsofts "Project HoloLens" Fem spørgsmål om Microsofts "Project HoloLens" Microsofts nye Augmented Reality-headset er meget spændende - men kan de løse de grundlæggende problemer med AR? , men Gear VR har en række alvorlige begrænsninger. Dens mobile GPU kan håndtere nogle beskedne VR-oplevelser (med intensiv optimering), men næppe. Varmestyring er et problem, opløsningen og opdateringsfrekvensen stiger ikke til det niveau, der kræves 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 skulle 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.

Det nuværende NVIDIA-flagskib GPU, GTX 980, som er, hvad Oculus bruger internt, er kun omkring 40% hurtigere end sin mobile modpart, 980M, og det er lille bitte. Det er sandsynligvis muligt at passe to af dem i en fanny pack, 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 selvforsynende headset, for ikke at nævne dyre - bag på kuvertets matematik antydes 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 Valves “fyrtårn” positionssporingsteknologi er en fantastisk løsning: laserprojektorerne er stumme, hvilket betyder, at de kan flislægges til at dække store rum og kan betjene mange enheder på én gang. Som et resultat af, kan fyrtårnsporing i løbet af de næste par år blive en billig service, som hjem 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 selvstændige 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's 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 yderligere til at gengive med den 8K-per-øje, der er nødvendig for at eliminere sløret og skærmens døreffekt. For at redegøre for den mobile platform har vi brug for ca. fire yderligere 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 cirka tyve år (2035), hvilket er det 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 eek væk fra markedsandelen fra pc'en, når vi glider langt nok op på kurven for faldende 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 en teknologi, vi gik glip af? Fortæl os det i kommentarerne!

Billedkreditter: Barone Firenze Via Shutterstock, “Optager Isans… ”, af Edvvc, “Phubby,” af Kevin Lin, “HTC VR,” af HTC, “Steam Link,” af Valve, “Moore's Law,” af Wikimedia