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纵观AR/VR产业链,解读处理器及连接技术

作者:王莹 王金旺时间:2017-05-26来源:电子产品世界收藏
编者按:本文邀请AR/VR行业关键厂商及领军人物,就AR/VR产业的处理器及连接技术进行了深入的解读和分析。

因此,VR需要关注几个重点:

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201705/359744.htm

  首先是立体显示的实现。通过我们左右眼的渲染,使左眼和右眼的图像通过角度的细微差别去得到一个立体的视觉效果,这对的性能要求会翻番。

  然后是对头部动作的捕捉。这是通过一些传感器来实现的。从VR的处理流程中需要渲染左右眼两幅图像,这两幅图像通过人眼的位置对几何图形做了投影,再通过光学透镜看到在屏幕上显示的左右眼的两幅图像,处理过程中需要两倍的CPU处理能力,同时需要两倍几何顶点的处理能力,在最后显示的像素处理这块,它的性能要求也是在不断提升的。

  其中,还需要注意延时。延时可能是从系统来的,也可能是从传感器,到你的软件运行,再到硬件的加速……整个延时需要控制得很小才可以得到较好的体验。我们现在的设备需要把延时控制在16ms,但是实际上,在下一代我们看到的需求是在10ms以下。

  另外,VR设备需要高帧率,现在的设备可能是在60Hz范围内,但是在未来的设备需要达到120Hz。

Mali VR的外部支持

  第一个是multiview(多画面)的渲染的能力。首先VR是需要左右眼两个画面做渲染的,可能需要两个draw-call实现这样的功能,通过multiview这样一个扩展的支持,我们可以通过单个draw-call实现这两个应用场景的渲染,可以极大程度上降低CPU的应用负载。

  第二个扩展是Context Priority(内容上下文优先)的扩展。在VR处理的时候需要60帧、90帧,甚至120帧的高屏幕刷新率,在处理的时候,如果场景过于复杂,没有办法满足刷新率的情况下,可以通过对前一帧的后处理,去补足当前没有处理到的这一帧,能够得到更好地体验效果。

连接

连接式VR将成主流

  随着市场的发展与成熟,目前存在四种VR/AR方式,即手机插入式VR、一体机式VR、PC主机VR和连接式VR,每种的用户体验、携带性和价位各不相同。而我们相信,未来手机插入式VR将被连接式VR所取代。

   DisplayPort over USB-CTM (国际VESA协会标准)将成为主流

  DisplayPort over USB-C™作为VR外部连接技术。简化并扩展了VR技术,使下一代高性能、轻质量和佩戴舒适的头盔成为可能。在移动VR市场中,越来越多的传感器和摄像机被加入到VR头盔之中,一款连接式VR头盔可以削减掉智能手机中这些附加的VR传感器的成本。同时,PC主机通过USB连接线和HDMI高清数据线两种方式连接至HMD。全能型的USB Type-C技术可以仅使用一根USB Type-C连接线来替代那两种连接线。

  全能型的USB Type-C将来自VR内容源的电源、头部方位传感数据、音频和视频内容传送至HMD头戴式显示器中:通过USB电源传输协议传送电能,通过DisplayPort over USB-C™协议传送视频;通过USB协议传送数据。因此,无需在头盔中设置电池,USB Type-C还可以将高分辨率的视讯通过DiaplayPort传送至双眼,并为头盔中传感器传送高带宽数据,以追踪和交换头部方位和移动情况。

   Analogix的VR/AR解决方案

  ANX7688是一个单芯片SlimPort®发送器。通过全能型USB Type-C接口,能够支持传送智能手机或平板计算机中每秒4K60帧(4096x2160p60)或全高清每秒120帧(1920x1080p120)分辨率的视频,满足AR和VR所需要的优越的视频处理和性能。与高通公司的USB-C型接口智能手机和平板计算机进行无缝配对,ANX7688将应用的HDMI和USB界面转换至DisplayPort端口,借助最新的HDCP2.2内容保护USB-PD可支持快速充电,因此使全能型USB-C在移动设备中得以应用。

  另外,Analogix和联发科技发布了联合参考设计——MediaTek Helio™X30和Analogix的ANX7625 SlimPort® 传送器共同为智能设备提供DisplayPort over USB-C接口4K超高清解决方法,使更多的智能手机用户可以连接轻量的VR或AR耳机;拥有支持4KVR的解决方案——VR内部接口ANX7530,支持每秒120帧刷新率;拥有Retimer调节器——ANX7440,有能力恢复并复原高速信号,降低EMI并支持更长的线缆的传输,被特别用于PC VR连接的应用。

  Analogix设想VR显示器的开发将开创一个全新的产品类别,如同显示器或电视。依据像素密度和反应度,其显示的质量决定能否被定义为虚拟现实系统。只有视频更新速度快于大脑的处理能力时,且有效像素小于视网膜中的光受体时,才能够获得流畅的虚拟体验。这就迫使视频解决方案和刷新频率更快更高。

数据传输速度是VR面临的关键挑战

  全球VR市场正在快速发展,娱乐、教育、医疗成为热门应用领域。市场的需求催生了新兴的VR产品和技术,促使对于超高速流媒体、灵活连接和信号完整性领域创新的需求不断增加。

  数据传输速度非常重要,也是现在许多VR公司所面临的巨大挑战之一。低延迟可以带来更真实、高速的沉浸式VR体验。因此,能够实现可靠的数据及电源传输的VR电缆产品是市场上大部分VR设备的重要组成部分。未来3-4年我们需要重点关注的也是高速电缆的传输,即有线传输。TE现在和很多高端的VR设备生产商开展合作,通过高速电缆产品帮助他们实现尽可能高速的数据传输,并且不断提高灵活性和紧凑性。

  未来,随着5G的推广,现阶段无线VR应用传输速度太慢的问题将得到有效缓解,与此同时,无线传输的VR应用也将成为下一步的发展趋势。TE不仅密切关注无线连接方面的趋势,更积极地参与其中——我们已经与无线VR领域的领军企业在产品研发初期就开展合作,共同开发适应市场需求的解决方案。

   HSIO One Connector Solution解决方案

  TE的全新有源解决方案强力支持VR电缆。TE应用于VR的HSIO One Connector Solution利用TE独创的及线缆组合,确保VR所需的大容量数据与可靠的电源传输性能。此外,基于以用户体验为本的设计理念,该款产品具备更强的可弯曲性及更易用的插拔性能。

  另外,HSIO One Connector Solution还可以根据厂商需求实现高度定制。在2016年10月的日本电子高新科技博览会(CEATEC JAPAN 2016)上,TE推出了与HTC Vive合作款TE VR滑翔机。考虑到VR设备的接口特点,TE能够实现定制化高速输入/输出(HSIO)三合一电缆解决方案,以确保提供可靠、稳定的VR体验。

  2017年中国VR市场将大幅增长,VR硬件市场将迎来更多竞争者入场,包括主流手机厂商、传统IT巨头和拥有内容的互联网公司等。TE将继续重视在这方面的技术研发,特别是应用于VR的HSIO One Connector Solution,努力实现更真实、高速的VR体验。

  参考文献:

  [1]Bryan Ma.VR/AR市场的格局与展望[J].电子产品世界,2016(6):8-11.

  [2]温江涛.全景视频为VR/AR带来技术挑战[J].电子产品世界,2016(6):12-14.

  [3]郭鹏.在移动终端上实现沉浸式的VR体验[J].电子产品世界,2016(6):15-17.

  [4]王金旺.VR产业预测及技术市场态势[J].电子产品世界,2016(11):4-6.

  [5]高焕堂.VR内容、素材及其行业应用[J].电子产品世界,2016(11):88.

  本文来源于《电子产品世界》2017年第6期第15页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。


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