分布式計算帶來全新體驗
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本文來自微信公眾號“青亭網(wǎng)”(ID:qingtinwang),編輯:hi188,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
隨著Oculus Quest 2、pico Neo 3這類雙6DoF VR一體機體驗越來越好,應(yīng)用越來越豐富,正在逐漸的被更多玩家了解和接觸,大有重振消費VR市場的勢頭。與此同時,被看作是下一代計算平臺的XR,接下來的發(fā)展趨勢也是行業(yè)和玩家們十分關(guān)注的。
以Quest 2為例,作為一臺VR一體機它不僅可運行本地VR應(yīng)用,還可通過Wi-Fi或有線連接體驗pC VR端內(nèi)容,也就是大家常說的“串流”。對玩家來說,串流擴充了VR一體機內(nèi)容的豐富程度,做到一機多用,好處不言而喻。對產(chǎn)業(yè)發(fā)展來講,“串流”技術(shù)同樣至關(guān)重要。
之所以這么說,是因為這和當前XR移動化的發(fā)展趨勢密不可分。
串流成為移動VR熱門玩法
消費類AR和VR早期都通過pC來驅(qū)動,主要考慮到pC是易獲取,擴展能力強的算力終端,例如此前的Oculus Rift VR頭顯,Meta AR頭顯都基于pC。它們的優(yōu)勢是可憑借更強的算力實現(xiàn)更佳的內(nèi)容,功耗和散熱對硬件影響不大。劣勢是價格也會偏高,需要有線連接pC,便攜性差。
與此同時,Oculus Quest推出讓移動6DoF VR游戲體驗變成現(xiàn)實,并引起領(lǐng)了移動VR市場熱潮,甚至Oculus的產(chǎn)品策略也從pC VR向移動VR進行轉(zhuǎn)變。不可否認的是,Quest 2擁有很多高品質(zhì)內(nèi)容,但數(shù)量仍不能與pC端相比。
Oculus Quest 2
值得關(guān)注的是,串流已成為VR一體機玩家最歡迎的功能之一。根據(jù)SteamVR平臺數(shù)據(jù)線上,該平臺最活躍的設(shè)備竟不是pC VR,而是VR一體機:Oculus Quest 2,也足以見證玩家們對這一功能的喜愛??梢哉f,串流功能在一定程度上提升了雙6DoF VR一體機的產(chǎn)品力。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看,串流不僅順應(yīng)了玩家們的需求,更體現(xiàn)出未來XR發(fā)展的技術(shù)方向。
當前的移動XR主要有一體機、分體機兩類,兩者區(qū)別主要體現(xiàn)在:是否將算力和電池等模組分離。上面提到的Quest 2是VR一體機,AR一體機如HoloLens 2,分體式AR有Nreal Light、影創(chuàng)鴻鵠,分體式VR有3Galsses X1等。一體機特點是內(nèi)置芯片、存儲和電源,可以開箱即用;分體式設(shè)計更靈活,可通過外部設(shè)備提供算力和電源,從而讓減輕頭顯重量,縮小體積,提高佩戴舒適性,優(yōu)化散熱和功耗。
從原理來看,pC VR也屬于分體式VR,畢竟需要連接外置pC來使用。與pC VR更注重高算力帶來的性能優(yōu)勢相比,移動VR更注重體驗便攜性,導(dǎo)致兩者的應(yīng)用場景和受眾也略有相同。雖然越來越多的消費者開始選擇移動VR,但pC VR因算力優(yōu)勢,在某些場景仍不可代替。
無界XR概念
那么,有沒有方法能將兩者優(yōu)勢結(jié)合起來呢?答案是有的,這就要提到“無界XR” (boundless XR)的概念。
無界XR開啟分布式計算新版圖
無界XR是高通面向AR和VR領(lǐng)域的關(guān)于分布式計算的前瞻性技術(shù)方案,它基于Wi-Fi或5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高質(zhì)量的分離式渲染。前文所講的本地串流是實現(xiàn)方式之一,而無界XR的長期目標就是基于5G網(wǎng)絡(luò)的云端分離式渲染。
5G技術(shù)自誕生就為大規(guī)模、低時延、高可靠性的場景而設(shè)計,這也為即將到來的分布式計算提供了可能。通過一套結(jié)合終端、邊緣云、5G網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同解決方案,在設(shè)備本地和云端進行合理的計算負載分配,從而帶來前所未有的全新體驗,這就是基于5G網(wǎng)絡(luò)“無界XR”的目標。
據(jù)青亭網(wǎng)了解,無界XR真正的優(yōu)勢在于:端到端5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。我們知道高通在移動芯片業(yè)務(wù)布局完善,包括:智能手機、XR、筆記本、物聯(lián)網(wǎng)、汽車等領(lǐng)域,同時也是5G技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,在芯片、5G網(wǎng)絡(luò)、軟件優(yōu)化等方面有著豐厚的技術(shù)積累,這些是實現(xiàn)端到端5G優(yōu)化的基礎(chǔ)。
無界XR測試環(huán)境
作為AR和VR設(shè)備上游供應(yīng)商,高通深耕XR技術(shù)長達10年之久,無界XR相關(guān)研發(fā)超過5年時間。同時也已針對基于5G網(wǎng)絡(luò)的無界XR進行了一系列測試和優(yōu)化,2020年5月曾聯(lián)合愛立信進行毫米波頻段5G私有網(wǎng)絡(luò)的無界XR實驗,取得突破性進展,并在MWC 2021上對無界XR的5G端到端優(yōu)化進行了詳細解釋。
在這項室內(nèi)無界XR測試中,網(wǎng)絡(luò)基于愛立信5G NSA基站的毫米波頻段,軟件基于NVIDIA CloudXR,使用三臺配備驍龍XR2芯片和X55 5G基帶的VR設(shè)備,每臺渲染和傳輸單眼2160×2160分辨率/90fps的畫面,分別測試VR多人協(xié)作和多人游戲的場景。
據(jù)悉,該項目中高通將M2R2p時延作為關(guān)鍵性的參考指標。M2R2p是從用戶發(fā)出動作開始,經(jīng)過邊緣云端渲染,再傳輸?shù)皆O(shè)備顯示的響應(yīng)時間。這其中,5G往返時延(Round-Trip Time,RTT)也極為關(guān)鍵。實驗測試的RTT時延小于20ms,而M2R2p時延小于70ms。
無界XR測試數(shù)據(jù)
70ms的M2R2p時延在VR體驗中是什么水平呢?我們以O(shè)culus Quest 2為例,基于Oculus Link有線連接pC時延通常在20-30ms,無線Air Link串流時延通常在30-70ms。從時延數(shù)據(jù)來看,無界XR在測試中與Oculus Air Link幾乎無太大差異。而且Air Link串流的刷新率和分辨率不一定是設(shè)備原始分辨率,可能會有壓縮,意味著本地串流也會造成畫質(zhì)上的損失。
阻擋測試
毫米波的優(yōu)勢是具備更大的帶寬和網(wǎng)絡(luò)容載量,更快的速率,更低的時延,然而在實際應(yīng)用中也面臨著一些挑戰(zhàn)。例如在多人VR場景應(yīng)用中,比較值得關(guān)注的問題是射頻干擾,尤其在有人阻擋時可能會導(dǎo)致RTT時延瞬時變高帶來性能下降。上圖測試中在基站和VR終端中間突然加入了一臺5G智能終端進行阻擋,在未經(jīng)優(yōu)化下(藍線)RTT時延瞬時增高。而經(jīng)過高通5G端到端優(yōu)化后(紫線),可大幅度降低RTT時延。
大角度轉(zhuǎn)向測試
頭戴設(shè)備大角度旋轉(zhuǎn)也是一個特殊場景,例如VR體驗中經(jīng)常會將頭或身體旋轉(zhuǎn)180度,這同樣存在時延瞬間增高的可能。通過上圖,未經(jīng)優(yōu)化(藍線)和優(yōu)化后(紫線)的數(shù)據(jù)能夠看出,在阻擋、干擾情況下無界XR的時延表現(xiàn)足夠優(yōu)秀,高通端到端5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化可以進一步保證VR用戶體驗的穩(wěn)定性和無縫性,盡可能將外界干擾降至最低。
高通的5G端到端優(yōu)化需同時在設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)端進行,設(shè)備端包括:基于低時延數(shù)據(jù)包處理,自適應(yīng)波束管理提高可靠性,基于動態(tài)用戶平面自適應(yīng)確保接收數(shù)據(jù)接收即時性。根據(jù)測試數(shù)據(jù),僅通過設(shè)備端優(yōu)化就能降低25%的平均時延。
5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面,包括基站部署位置,網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置和QOS與延遲感知軟件也會對時延產(chǎn)生較大影響。同時,無界XR也為多用戶場景進行優(yōu)化,本次測試在100MHz頻段私有網(wǎng)絡(luò)進行,當前可支持6名5G無界XR終端用戶同時體驗(每個用戶下行速率都可穩(wěn)定達到50Mbps),未來將可同時支持12名無界XR用戶一起使用。
現(xiàn)階段無界XR應(yīng)用場景
通過測試結(jié)果來看,基于5G毫米波的無界XR已經(jīng)展現(xiàn)出商用價值,例如在企業(yè)應(yīng)用或工業(yè)場景,大空間多人VR互動等私有網(wǎng)絡(luò)場景,通過分布式處理,大化利用終端與云端結(jié)合帶來的優(yōu)勢。
基于上述理念,無界XR對未來輕量化、全天候佩戴的AR眼鏡也提供了技術(shù)基礎(chǔ)??梢灶A(yù)測,消費級AR眼鏡都會更注重輕便、時尚的設(shè)計,無界XR可以提供低時延、高可靠性的網(wǎng)絡(luò),未來這些產(chǎn)品將通過增強型的數(shù)字內(nèi)容進一步改善我們接觸信息的方式。
借助XR專屬芯片,加速5G與XR融合
上面的測試讓我們看到XR與5G技術(shù)融合的大趨勢,也可以說無界XR是將5G先進技術(shù)特性集中展現(xiàn)的一個極佳場景。
實際上,在XR設(shè)備上運用5G技術(shù),高通規(guī)劃已久,產(chǎn)品層面要從2018年5月推出的驍龍XR1專屬芯片說起。
很多人只看到了XR1芯片獨立使用的形態(tài),XR1通過低成本優(yōu)勢,起到了快速推動VR和AR設(shè)備的普及的作用。與此同時,XR1還被寄予推動AR和VR分體化設(shè)計走向主流的重任。因為當時移動XR幾乎均為一體式設(shè)計,因集成計算、電源等往往導(dǎo)致體積和重量偏高。分體式設(shè)計首要解決的就是產(chǎn)品輕量化,減輕頭戴壓力,提升佩戴體驗,讓使用更為靈活。
驍龍XR1 AR眼鏡參考設(shè)計
高通今年推出的AR眼鏡參考設(shè)計內(nèi)置XR1芯片,不僅可連接驍龍5G手機實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)接入,而且還可為眼鏡和主計算設(shè)備分配算力進行預(yù)優(yōu)化,進一步降低整體功耗。因此,基于XR1的分體式XR性能優(yōu)化技術(shù),也可以看作是分布式計算的初級形態(tài)。
2019年初MWC 大會上,高通繼而推出驍龍855手機XR認證計劃,旨在加速分體式AR/VR與5G的結(jié)合,現(xiàn)場展出了經(jīng)過認證的LG V50 ThinQ手機與Nreal Light AR眼鏡搭配。也正是因為高通在分體式XR設(shè)計的預(yù)見性,讓我們看到越來越多的輕薄、時尚的AR眼鏡,例如Nreal Light、影創(chuàng)鴻鵠MR眼鏡等,很多新品也都在規(guī)劃中。
到了2019年12月,更高階的XR2芯片面世,這也是高通首款支持5G網(wǎng)絡(luò)的XR專屬芯片。更強悍的性能,為高端AR/VR一體機提供了全面的性能保證,目前產(chǎn)品線也很豐富,例如:Oculus Quest 2、pico Neo 3、HTC VIVE Focus 3、即將發(fā)布的愛奇藝奇遇3等。
驍龍XR2 VR參考設(shè)計
與此同時,通過基于XR1的AR眼鏡參考設(shè)計和XR2 5G的VR參考設(shè)計,高通公司的目標就是幫助OEM廠商快速推出新一代XR設(shè)備,并且具備5G網(wǎng)絡(luò)接入能力。
總結(jié)來看,驍龍XR1通過分體式方案優(yōu)化XR佩戴體驗,并推動了分體式設(shè)計的潮流。驍龍XR2為基于5G網(wǎng)絡(luò)的無界XR提供了堅實的基礎(chǔ),本文測試已經(jīng)驗證出無界XR在多人VR互動游戲,多人實時交互與協(xié)作,移動虛擬辦公或虛擬購物等場景的潛在應(yīng)用價值,并已經(jīng)為商業(yè)化做好了準備。結(jié)合高通5G端到端優(yōu)化能力,無界XR、云游戲等一系列分布式計算場景都將得到前所未有的全新體驗。
網(wǎng)站名稱:無界XR:比VR串流更具潛力,云端結(jié)合大綻異彩
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