環環相扣,VR硬體技術突破的春天還有點遠

2021-09-20 13:59:42 字數 2617 閱讀 2181

被諸多業內人士認為會成為下乙個計算平台的vr,似乎面臨著諸多的硬體技術發展的瓶頸,那麼這些瓶頸的解決還需要多久呢?

在艾媒諮詢發布的2016上半年虛擬實境行業研究報告中顯示,上半年,有71.3%的受訪者表示不願意購買vr產品,其中**是主要的因素,僅此於「**太貴」的原因是「目前技術水平較低」。回顧vr硬體在這一年的發展,發現技術的更迭確實相對比較慢,比如說被吐槽詬病的vr體驗後遺症一直沒有解決方案。

從vr進入我們的視野,初次體驗者會驚嘆於沉浸在其中的真實感,但是時間久了就會產生生理不適的狀況,諸如眼花,頭暈等等。其中罪魁禍首就是vr的解析度不夠、過高的延時以及過低的重新整理率。

這三個算是衡量vr標準的要素涉及到的技術和硬體非常複雜,解析度和顯示卡的效能掛鉤,延時、重新整理率和螢幕的材質、晶元、感測器的處理能力以及畫面的渲染都相關。所以在這些技術難題沒有攻克之前,vr體驗的問題暫時是得不到緩解。

目前市面上主流的幾款vr頭顯,在這三個考核點上基本處於及格水平,能夠滿足2k 的解析度、90hz的重新整理率以及低於20ms的延時,但是離最佳的vr體驗還有一段距離。不過,高通、arm、imagination等都試圖從上游來幫助優化解決目前的問題。

arm的生態關係開發者經理李陳魯曾經表示,arm的下一代gpu bifrost會朝著120hz的重新整理率,4k解析度,4ms的延時的方向努力。

英特爾表示未來提供更加的vr體驗,正在提高處理器的計算能力,他們提出的目標是,兩眼4k解析度,240hz的重新整理率以及7ms的延時。

確實,隨著vr的認知度提公升,以及各大巨頭的入局,晶元公司必然會做好底層的研發,解決體驗上的一些問題。顯示卡公司在影象渲染技術上也在開發優化vr體驗的技術,比如英偉達減少影象渲染延遲的vrworks軟體開發者工具包。

雖然上游關鍵的公司都在朝著優化體驗的方向努力,但是技術的研發和測試並不是朝夕就能見成效的,期待在接下來的2-3年內,這些圍繞vr進行優化的技術能夠應用到硬體上。

索尼的psvr終於要發貨了,但是在發貨前夕被爆出位置追蹤範圍和官方說明不符,而且索尼表示強光源和物理反光是主要的影響因素。按照**的這個邏輯,玩家只能深夜躲在客廳裡玩。

目前,可以應用到vr頭顯的位置追蹤技術很多。像索尼ps vr是利用ps camera對手柄和頭顯上的光源的感知來進行定位,屬於定位精準度較低的可見光定位方案。valve開放的lighthouse雷射定位技術,就能讓htc vive實現一定範圍內的位置追蹤。而oculus採用的是主動式紅外光學定位技術,外部架設三個攝像頭來捕捉頭顯或者手柄發出的紅外光,隨後再利用程式計算得到頭顯它們的空間座標。

上面所說的幾種定位技術其實都可以歸為outside-in tracking,即使用外接的追蹤裝置,如攝像頭或 lighthouse,並給頭顯加標記,對頭盔進行追蹤。但是這些定位技術並不適合移動vr,對於沒有空間限制和線材束縛的移動vr來說,想要把位置追蹤的技術整合到頭顯中,是非常考驗內部的計算機處理能力和功耗的。

所以除了依靠傳統的攝像頭感測器來進行定位,現在有一種inside-out tracking可以讓 vr 頭顯自己去檢測環境變化,反向計算出 vr 頭顯自身的運動。微軟的hololens使用的就是inside-out tracking,oculus在透露其無線vr裝置的時候也點明這個是關鍵技術之一。不出意外,inside-out tracking將會成為移動vr的主流位置追蹤技術。

無論是哪種追蹤技術,都有各自的侷限性,而且對裝置的運算能力要求很高,而且從當前的發展趨勢來看,這些技術都存在或多或少的問題,比如雷射定位的htc vive經常會捕捉不到控制器,而索尼對外部光線的要求極高。雖然可以**的是,以後的vr裝置位置追蹤會成為標配之一,但是追蹤的精確度會是長期無法解決的問題。

現在常規的輸入裝置主要是手柄狀的控制器,而且每家的輸入裝置形態都不同,這些輸入裝置就像傳統的滑鼠一樣,它們可以在虛擬實境中變換成相對應的工具,比如刀、槍、劍等等。但是從體驗來看,這種通過外部實物來控制虛擬實境中物體,互動性和沉浸感會大打折扣。

這種時候,作為一種非常自然的互動方式,無需借助外設的手勢識別技術就至關重要了。國內外已經有諸如凌感、leap motion等公司推出配合vr使用的手勢識別技術。但是現在主流的vr硬體廠商並沒有在這方面有過多的考慮,他們更加傾向於實體的控制器,來和vr內容進行一定的互動。

為什麼不使用手勢識別,其實很大的原因在於計算機對於手勢識別的理解,這種理解是基於機器學習的研究,相應的也就涉及到複雜的人工智慧領域。所以短時期內,主流的vr硬體廠商還是會依賴實體的控制器進行動作的輸入。

歸根結底,vr硬體技術發展遇到的瓶頸是「環環相扣」的,其中的每一環都涉及到不同的學科領域,只有每乙個環上的問題得到了優化解決,vr硬體才能突破現有的桎梏,上公升到乙個真正能夠撐得起消費市場的階段。

2016-10-12 11:11

巫盼

致敬所有開發者,願這世間美好與你環環相扣

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