Может ли виртуальная реальность разрезать шнур?

Рекламное объявление

Давайте не будем обдумывать слова: меня явно возбуждают новая гарнитура виртуальной реальности Valve & HTC объявляют о выпуске новой гарнитуры VR к Рождеству 2015 годаНовая VR-гарнитура Valve - лучшее, что когда-либо видел мир. Есть ли у Oculus шанс? Подробнее .

Vive, созданный в сотрудничестве с HTC, может похвастаться идеальным отслеживанием вашей головы и двумя контроллерами, удобным разрешением 2160 x 1200 и ультра-четким OLED-дисплеем с частотой 90 Гц. Это выходит в этом годуи предлагает интерактивный опыт виртуальной реальности, который обеспечивает устойчивое ощущение физического присутствия на виртуальной сцене.

Чтобы понять, насколько хорошо отслеживание, посмотрите это видео «The Gallery», VR-игры, в которую играют на Vive.

Вызов виртуальной реальности свободного роуминга

Vive это фантастика. Тем не менее, если вы читаете обзоры прототипов гарнитур, которые начинают работать, вы начинаете замечать, что одна конкретная жалоба продолжает появляться.

Венчурный ритм:

«Во время испытаний с прототипом я носил пояс, чтобы не мешать пачке шнуров - и теперь, когда я об этом думаю, У Valve, должно быть, кто-то ходил со мной, чтобы убедиться, что я не споткнулся о любую слабину, которую я создал, когда я двигался вокруг номер."

ПК МАГ:

«Поскольку это полностью интерактивная прогулка, вам нужно убрать мебель из центра комнаты и постараться не споткнуться о кабель, тянущийся обратно к ПК».

Gizmodo:

«И это, наверное, главное слабое место HTC Vive. Это как Матрица это кажется реальным, но также и то, что вы подключены к ПК с помощью кабеля, который выходит из затылка. Это иногда ограничивает ваше свободное движение и иногда (но не часто, по моему опыту) представляет опасность для спотыкания. Это не очень большая проблема, но в любом случае заметная.

Отчасти это связано с тем, что гарнитура представляет собой прототип с пятью кабелями (потребительская версия должна иметь только один, комбинированный кабель USB и HDMI, соединяющий гарнитуру с ПК). Тем не менее, проблема, кажется, является фундаментальной для проводных гарнитур которые позволяют вам свободно ходить Посмотрите, как вы попробуйте Oculus Rift Crescent Bay на выставке CES 2015Oculus Rift Crescent Bay - это совершенно новый прототип, демонстрирующий некоторые впечатляющие улучшения в технологии виртуальной реальности. Мы попробуем это на CES 2015. Подробнее . Шнуры представляют собой опасность споткнуться, а также просто облом. Они мешают вам вынимать ваше устройство VR из комнаты, а тем более из дома.

Это станет большей проблемой, когда мы начнем использовать VR в качестве основного интерфейса для наших операционных систем.

У нас не было ПК очень долго, прежде чем мы хотели получить мобильную версию (ноутбуки, смартфоны и планшеты). VR будет таким же образом, особенно когда мы начнем интегрировать функции дополненной реальности в соответствии с Microsoft HoloLens 8 реальных применений для Microsoft HoloLensHoloLens от Microsoft - это круто, но для чего вы на самом деле будете его использовать? Мы используем самые захватывающие возможности. Подробнее .

К сожалению, оказывается, что отключение виртуальных гарнитур от ПК является серьезной технологической проблемой, которую мы до сих пор не знаем, как ее решить. Однако на горизонте есть две перспективные технологии, которые могут помочь решить проблему.

Решение № 1: потоковое ПК

Одним из очевидных подходов к программе является использование вашего ПК для рендеринга виртуального мира, а затем потоковая передача визуализированных изображений в гарнитуру через WiFi (например, Steamlink, который транслирует игры с вашего компьютера на телевизор). Проблема с этим подходом заключается в задержке. В виртуальной реальности вы хотите минимизировать задержку между движением и отображением этого движения на экране. Обычно считается, что сладкое место составляет менее 20 миллисекунд.

Поток современного видео может быть меньше одной миллисекунды, что является отличным началом. К сожалению, несжатый видеопоток 1440p 90 Гц - это почти 8 гигабит в секунду данных. Потребительские WiFi-роутеры могут обрабатывать около 100 мегабит. Даже самые высокопроизводительные промышленные маршрутизаторы максимально около 800 мегабитв восемь раз меньше, чем нужно. Чтобы это исправить, вам нужно сжать изображения перед их отправкой. Процесс сжатия и распаковки добавляет о 80 мс задержки, которая буду сделать тебя больным

Есть несколько возможных решений этой проблемы:

Улучшение пропускной способности

Один из подходов - попытаться увеличить доступную пропускную способность. Сети 5G, которые должны появиться через пять лет, могут обеспечивать скорость около одного терабит в секунду, что может обрабатывать футуристические 8K HMD без сжатия. В ближайшем будущем Li-Fi (интернет-технология, основанная на быстро пульсирующих светодиодах), может обеспечить скорость передачи 10 ГБ / с при очень низких задержках, что в ближайшие несколько лет появятся беспроводные версии VR-гарнитур текущего поколения, хотя эта технология недоступна для потребителей пока что.

Возможно, это лучшее решение проблемы, но оно не будет доступно потребителям, по крайней мере, год или два, может быть дорогим, и разрешение, вероятно, будет отставать от проводных гарнитур самого высокого уровня до тех пор, пока не появятся надлежащие сети 5G прибыть.

Локальное деформирование

Более сложным вариантом было бы принять задержку в 80 мс и попытаться исправить ее по факту, деформировав старое изображение в новое положение головы. Это все еще производит некоторую задержку ввода, но не тошнотворный вид движения головы.

Стандартный подход к решению проблемы такого рода - асинхронная временная деформация, которая собирает данные с ПК и деформирует их, используя небольшой Графический процессор на гарнитуре для отображения старого изображения с новой точки зрения, что позволяет плавно обновлять гарнитуру, несмотря на большую задержку.

На первый взгляд, это звучит как волшебная пуля. К сожалению, есть некоторые большие уловы. По словам Михаила Антонова, исследователя Oculus,

«Позиционное дрожание - это один из наиболее очевидных артефактов с временной ориентацией только на ориентацию. Когда вы перемещаете голову, в сгенерированных ATW изображениях отражается только дополнительный вращательный компонент, а любое поступательное движение головы с момента рендеринга кадра игнорируется. Это означает, что, перемещая голову из стороны в сторону или даже просто поворачивая голову, которая переводит ваши глаза, вы увидите дрожание нескольких изображений на объектах, которые находятся рядом с вами.

[…]

Одним из возможных способов решения проблемы определения местоположения является реализация полного позиционного деформирования, которое применяет исправления перевода и ориентации к исходному визуализированному кадру. Позиционная деформация должна учитывать глубину исходного визуализированного кадра, смещая части изображения на разные величины. Однако такое смещение приводит к появлению артефактов смещения на краях объекта, где области пространства, которые не имеют данных в исходном кадре, не обнаружены ».

Существуют несколько техник для создания данных, чтобы заполнить дыры, созданные позиционным временным изменением, но все они оставляют после себя артефакты, а те, которые оставляют наименьшее количество артефактов, являются наиболее дорогостоящими в вычислительном отношении. Проблема похожа на ту, с которой сталкиваются те, пытается отобразить глубину видео VR VR собирается изменить кинопроизводство навсегда: вот какВиртуальная реальность - это новый способ общения с вашим зрителем, и многие люди, имеющие опыт традиционного кинопроизводства, находят эти возможности захватывающими. Подробнее .

Чтобы полностью решить эту проблему, разработчики должны найти способ передачи дополнительных данных, чтобы заполнить дыры. Несколько возможных подходов:

• Рендеринг объектов дальнего и ближнего поля по отдельности и потоковая передача обоих изображений
• Визуализировать световое поле, который может быть повторно спроецирован на большие смещения головы без размежевания
• Разрабатывайте чрезвычайно сложные модели движений головы и используйте прогнозирование, чтобы минимизировать ошибки при отклонении

Не ясно, какое лучшее решение здесь. Ни один из известных нам подходов не является идеальным, и некоторые из них требуют дополнительных исследований. Выяснение, является ли ре-проекция хорошей идеей, сводится к тому, насколько мы можем минимизировать артефакты. Это многообещающая возможность, но есть много вопросов без ответа.

Решение № 2: Локальный рендеринг

Совершенно другая стратегия заключается в том, чтобы забыть о ПК и выполнять рендеринг локально на гарнитуре. Вот как работают Microsoft HoloLens и Samsung Gear VR. Не так много известно о гололенах Пять вопросов о Microsoft Project "HoloLens"Новая гарнитура Microsoft дополненной реальности от Microsoft очень интересна, но могут ли они решить фундаментальные проблемы AR? Подробнее Но у Gear VR есть ряд серьезных ограничений. Его мобильный графический процессор может справиться с некоторыми скромными впечатлениями от виртуальной реальности (с интенсивной оптимизацией), но с трудом Управление теплом является проблемойразрешение и частота обновления не повышаются до уровня, необходимого для присутствия на сцене, а гарнитура не имеет позиционного отслеживания. Отчасти это связано с ограничениями мобильных технологий, и скоро они станут лучше благодаря поддержке закона Мура.

Тем не менее, некоторые из этих проблем являются результатом необходимости разработки смартфона, не предназначенного для виртуальной реальности. Если бы вы создавали мобильную виртуальную гарнитуру с нуля, вы могли бы сделать многое по-другому. У дизайнеров могут быть два высокопроизводительных мобильных графических процессора, экран с очень высокой частотой обновления и большая батарея. Они также могут распределять компоненты для лучшего распределения веса и распределения тепла. Получившийся форм-фактор может сильно походить на Sony Morpheus.

Или, если инженеры хотели стать амбициозными, они могли бы создать нечто более похожее на мини-ПК: небольшой носимый блок компутрония, содержащий один или несколько графических процессоров для ноутбука, вентилятор и большую батарею. Это устройство будет иметь форм-фактор, похожий на Walkman, и будет управлять HMD через один кабель.

Текущий флагманский графический процессор NVIDIA, GTX 980, который Oculus использует внутри, только примерно на 40% быстрее чем его мобильный аналог, 980M, и это крошечный. Вероятно, можно поместить два из них в фанни-пачку, чтобы освободить место для остальной кишки небольшого мобильного ПК.

Примечание для разработчиков оборудования: ни при каких обстоятельствах не позволяйте прессе описывать ваш продукт как «фанатский пакет».

Этот форм-фактор был бы короче, чем автономная гарнитура, не говоря уже о дороговизне - задняя часть математического конверта предполагает цену около 2500 долларов. Возможно, что современные потребители не будут заинтересованы в продуктах, которые громоздки. Тем не менее, это единственный способ для мобильной гарнитуры VR обеспечить производительность, конкурентоспособную с ПК VR, и я подозреваю, что хардкорные геймеры и другие негодяи пойдут на это. Существует долгая история ботаников, которые стоят на переднем крае технологий, желая носить продукты, которые делают их смешными.

В настоящее время мобильные гарнитуры страдают от неспособности обеспечить позиционное отслеживание, вызывая тошнотворное ощущение, что мир привязан к вашему туловищу, когда вы пытаетесь двигаться. Однако эта проблема может быть скоро решена. В краткосрочной перспективе Valve's Технология позиционного сопровождения «маяк» Это отличное решение: лазерные проекторы тупые, что означает, что они могут быть выложены плиткой, чтобы покрыть большие пространства, и могут обслуживать множество устройств одновременно. В результате в течение следующих нескольких лет слежение за маяками может стать недорогой услугой, которую дома и предприятия предоставляют, как и WiFi сегодня, что позволяет вам использовать мобильное оборудование VR в большинстве помещений пространства.

В более долгосрочной перспективе, поскольку глубинные камеры улучшают разрешение и уровень шума, должно стать возможным использовать их для позиционного слежения с достаточной точностью, чтобы обеспечить ощущение присутствия VR. Это позволит использовать автономные VR-продукты, подходящие для использования на открытом воздухе и в дополненной реальности.

Будущее мобильной VR

В долгосрочной перспективе мобильные гарнитуры - это то, к чему стремятся технологии VR.

Мы можем сделать математику закона Мура, выяснив, сколько у нас удвоений от возможности рендеринга фотореалистичных виртуальных миров на мобильных устройствах. Высококачественные ПК, возможно, на пять удвоений (другое поколение консолей) не способны обеспечить фотореалистичные игровые возможности в формате 1080p. Для виртуальной реальности нам нужно одно удвоение для 3D и еще три для рендеринга с 8K на глаз, необходимые для устранения размытости и эффекта экранной двери. Чтобы учесть мобильную платформу, нам нужно еще четыре удвоения, чтобы догнать высококлассные ПК.

Если вы сложите все удвоения и умножите на восемнадцать месяцев, продиктованных законом Мура, вы получите примерно двадцать лет (2035), то есть момент, когда никто не сможет определить разницу между виртуальной сценой, созданной на смартфоне, и сценой, созданной на игровом ПК высокого класса. В этот момент больше не будет причин снова использовать гарнитуру с ПК.

До тех пор, пока не наступит этот день, я подозреваю, что некоторое время мы увидим как проводные, так и беспроводные VR-гарнитуры с управлением от ПК. Беспроводные гарнитуры будут более удобными, но проводные гарнитуры будут предлагать лучшее разрешение - по крайней мере, пока сети 5G не станут полностью зрелыми.

С другой стороны, мобильные гарнитуры будут продолжать улучшаться, и мы теряем долю рынка у ПК, когда мы далеко продвигаемся достаточно вверх по кривой убывающей отдачи, и все больше и больше людей готовы пожертвовать скромной верностью ради гибкость. Конкуренция будет жесткой и, надеюсь, полезной для потребителя. Лично я не могу ждать.

В восторге от беспроводных гарнитур? Знаете технологию, которую мы пропустили? Дайте нам знать об этом в комментариях!

Кредиты изображений: Бароне Фиренце Через Shutterstock, «Запись Исана ...», Edvvc, «PhubbyКевин Лин, «HTC VR», HTC, «Steam Link"Valve"Закон Мура, »Викимедиа