如今，諸如Oculus Rift和HTC Vive等最先進(jìn)的VR系統(tǒng)都需要一根稍顯麻煩的線纜，來(lái)降低延遲和確保高保真圖像以及電能傳輸?shù)筋^顯。但用過(guò)的用戶都對(duì)此深?lèi)和唇^，線纜直接影響了沉浸感。這個(gè)問(wèn)題激發(fā)了不少于七個(gè)解決方案，這些方案都致力在高端主機(jī)PC和頭顯之間建立無(wú)線鏈路。
去掉高端VR頭顯的線路可謂眾望所歸，但到現(xiàn)在都沒(méi)有明顯的解決方案。 問(wèn)題歸結(jié)為三個(gè)主要因素：帶寬，延遲和價(jià)格。以前的無(wú)線視頻技術(shù)滿足不了VR的需求，于是2016年三大高端VR頭顯都還需要拖著根電線走來(lái)走去。
線纜一個(gè)最致命的缺陷是它損害了沉浸感，尤其在房間尺寸VR下，當(dāng)你在VR世界走來(lái)走去的時(shí)候，突然踩上了線纜，瞬間毀所有。吃虧多了大腦的潛意識(shí)就會(huì)自動(dòng)避免碰到線纜，所以無(wú)線將意味著虛擬世界中更深層次的沉浸感和物理自由。
現(xiàn)在至少有七種解決方案希望通過(guò)使用各種技術(shù)來(lái)解決高端無(wú)線VR頭顯這一問(wèn)題。 本文旨在全面概述這些解決方案，并了解每種技術(shù)的定位。我們聯(lián)系了在這個(gè)領(lǐng)域工作的幾家公司，由他們告訴我們各自的技術(shù)方法，以及為什么他們覺(jué)得自己有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)。
IMR-Immersive Robotics
Daniel Fitzgerald, CEO
IMR和其他公司的無(wú)線技術(shù)之間的區(qū)別在于IMR已經(jīng)設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)的VR標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)讓任何VR設(shè)備之間都能進(jìn)行VR視頻傳輸。更具體地說(shuō)，市場(chǎng)上出現(xiàn)的其他解決方案大多都使用H.264或類(lèi)似的芯片，IMR與此不同的是，他們的幀幀間的比較會(huì)導(dǎo)致至少11ms的延遲（90fps下），而我們不會(huì)采用這種偏舊的技術(shù)，再加上特別為VR設(shè)計(jì)的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，這讓我們的解決方法獨(dú)一無(wú)二。我們實(shí)現(xiàn)了90-95％的壓縮，用戶極難發(fā)現(xiàn)壓縮前后的差異。
IMR為此開(kāi)發(fā)了一種算法和硬件來(lái)為無(wú)線傳輸VR視頻，它們的目的不僅是無(wú)線VR，更是開(kāi)發(fā)出一套整個(gè)VR行業(yè)都可以使用的標(biāo)準(zhǔn)，不僅是大家想的到的VR應(yīng)用，還包括無(wú)人機(jī)和機(jī)器人。 IMR為該VR標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的算法和整體技術(shù)可用于在任何具有VR功能的設(shè)備：HMD、PC、筆記本電腦、手機(jī)、攝像機(jī)等之間傳輸VR數(shù)據(jù)。
我們的新VR標(biāo)準(zhǔn)為虛擬現(xiàn)實(shí)和3D遠(yuǎn)程在線應(yīng)用提供了視頻數(shù)據(jù)壓縮和超低延遲，以下是其功能的具體描述：
快速數(shù)據(jù)傳輸：95％的壓縮率，延遲小于1ms。這意味著玩家感知到的等待時(shí)間為零，這降低了由于延遲引發(fā)的眩暈，保持用戶的舒適度。
圖像質(zhì)量：解壓縮圖像的質(zhì)量與原始圖像無(wú)關(guān)，無(wú)運(yùn)動(dòng)模糊和偽影。
眼睛跟蹤：IMR的算法使用單程動(dòng)態(tài)壓縮方案，包括移動(dòng)（foveation）\可調(diào)參數(shù)，并提供對(duì)眼球跟蹤的支持。此外，該算法的內(nèi)置靈活性有助于進(jìn)一步的定制壓縮。
多功能：IMR的技術(shù)可以利用802.11ac和802.11ad無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，以及其他具有足夠帶寬的無(wú)線通信。這包括符合AC標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)代HMD，并且能夠進(jìn)行AD標(biāo)準(zhǔn)下的2x 4K VR視頻傳輸，為未來(lái)做好了準(zhǔn)備。
多面應(yīng)用：IMR的壓縮標(biāo)準(zhǔn)有助于設(shè)備之間（PC、HMD、智能手機(jī)、360攝像機(jī)和其他啟用VR的設(shè)備）進(jìn)行對(duì)等數(shù)據(jù)傳輸。
我們的技術(shù)旨在讓所有VR和遠(yuǎn)程機(jī)器人在應(yīng)用程序中運(yùn)行，并且每個(gè)都可以有各自不同的無(wú)線要求。我們的技術(shù)為全部的應(yīng)用在超低延遲下提供必要的壓縮/解壓縮，同時(shí)我們還正在與不同的無(wú)線制造商和通信鏈路供應(yīng)商合作，尋求與這些技術(shù)的合作機(jī)會(huì)。
KwikVR
Xavier Cavin, CEO
KwikVR與其他無(wú)線競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)很難說(shuō)，因?yàn)槲覀儫o(wú)法測(cè)試競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的解決方案。所有人都聲稱(chēng)一到兩毫秒的延遲，這是完全不可能的，所以我會(huì)說(shuō)我們的主要優(yōu)點(diǎn)是誠(chéng)實(shí)。此外，我們的解決方案不會(huì)在用戶頭上使用影響健康的60GHz WiFi， 5GHz Wi-Fi在信號(hào)方面也不容易出現(xiàn)阻塞問(wèn)題，因此我們認(rèn)為我們的延遲是在當(dāng)前條件下最佳的，但只有客戶才有資格評(píng)價(jià)。
NGCodec
Oliver Gunasekara CEO
我認(rèn)為可以根據(jù)使用哪種類(lèi)型的收音機(jī)以及什么類(lèi)型的壓縮來(lái)給無(wú)線解決方案分類(lèi)，當(dāng)然，所有的系統(tǒng)都必須在一個(gè)往返延遲的幀下運(yùn)行。
多種無(wú)線電類(lèi)型有：
WiFi 802.11ac 5GHHz和2.4GHz
WiFi 802.11ad 60GHz
5G LTE蜂窩用于云VR（頻率不一）
無(wú)授權(quán)頻率下的專(zhuān)用無(wú)線電（例如5GHz）
我們的解決方案使用WiFi 802.11ac和LTE，它不需要視線傳輸，60GHz傳輸在通過(guò)包括人體在內(nèi)的物理障礙時(shí)會(huì)遭受大的衰減，802.11ac可以比60GHz運(yùn)行更長(zhǎng)的距離，并提供多個(gè)房間的覆蓋，它還便宜得多，無(wú)線天線要求也比60Ghz小得多。發(fā)射器的放置對(duì)于802.11ac也不像60GHz那么重要，功率也低一些，從而延長(zhǎng)了HMD的電池壽命。
各種壓縮類(lèi)型有：
具有3：1壓縮的JPEG（幀內(nèi)）
JPEG 2000（幀內(nèi)），6：1壓縮
MPEG H.264（幀內(nèi)和幀間）100：1壓縮
MPEG H.265（幀內(nèi)和幀間）200：1壓縮
專(zhuān)有壓縮
我們的解決方案使用MPEG H.265 / HEVC壓縮，可提供200：1的壓縮。例如。 1080p60幀需要3,000 Mbps的傳輸壓縮。我們將其壓縮為15 Mbps，壓縮比為200：1。這樣可以給誤差校正、更高分辨率、從5G LTE和光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行云端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率提供剩余的空間，還可以將現(xiàn)成的移動(dòng)芯片組用到移動(dòng)HMD中。我們未來(lái)將采用H.265配置文件，可以使用多視圖和屏幕內(nèi)容編碼工具等工具來(lái)提供更好的壓縮。
Nitero
Sven Mesecke, 聯(lián)合創(chuàng)始人
其他供應(yīng)商都注于將無(wú)線配件引入已有的HMD，Nitero則是唯一開(kāi)發(fā)可集成解決方案的公司。
我們的新型微秒延遲壓縮引擎提供免版稅和視覺(jué)無(wú)損的編碼，端到端延遲一毫秒，功率低于1瓦。它可以集成到未來(lái)的頭顯中，而不需要昂貴的散熱器或通風(fēng)口。這就讓Nitero的無(wú)線解決方案比電線還便宜得多，導(dǎo)致整體成本降低，這對(duì)于VR走向主流至關(guān)重要。
Nitero于WiGig可互操作，具有先進(jìn)的成像功能，可在室內(nèi)支持NLOS。此外，VR顯示器可以同時(shí)支持計(jì)算機(jī)視覺(jué)、眼球跟蹤、3D音頻和其他即將到來(lái)的技術(shù)，無(wú)需另一芯片組。
一些通過(guò)投資和協(xié)作支持本司的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者包括Valve Software、Super Ventures和Colopl VR Fund，以及其他未公開(kāi)宣布的公司。
我們使用了視頻壓縮和專(zhuān)有流協(xié)議的結(jié)合，將高分辨率內(nèi)容傳輸?shù)蕉鄠€(gè)頭顯。我們的解決方案主要針對(duì)主題公園和商場(chǎng)，大多數(shù)情況需要將兩個(gè)或更多的人放在同一個(gè)跟蹤空間中。
我們認(rèn)為，無(wú)論是因?yàn)榉直媛噬撸?K甚至視網(wǎng)膜分辨率16K），或者是想將服務(wù)器放在本地網(wǎng)絡(luò)之外，未來(lái)所有人都或多或少需要壓縮。理想情況下，您可以將GPU 放在云端，再也不需要家用電腦。我認(rèn)為在五年內(nèi)，您在家里需要的唯一的電腦將只會(huì)是一個(gè)小的移動(dòng)芯片，可能內(nèi)置在頭顯里面。
當(dāng)然，任何類(lèi)型的壓縮都會(huì)引入延遲。不過(guò)，過(guò)去兩年來(lái)，發(fā)展有很大的進(jìn)展。我們將發(fā)布類(lèi)似Oculus的Spacewarp那樣的網(wǎng)絡(luò)感知技術(shù)，微軟在研究預(yù)測(cè)渲染，對(duì)減少延遲做了大量研究。Irides項(xiàng)目能夠在demo中展示他們補(bǔ)償120 ms的網(wǎng)絡(luò)延遲。我們一直在和Irides的主要研究人員進(jìn)行溝通，并且將在2017年發(fā)布類(lèi)似的技術(shù)。總之，無(wú)線VR的未來(lái)非常光明！
結(jié)語(yǔ)
這些并不是全部從事無(wú)線VR的公司，但是我們希望通過(guò)這一調(diào)查給讀者展示出常用的解決方案。其他的解決方案還有英特爾和Vive無(wú)線VR計(jì)劃，該公司表示會(huì)基于WiGig，以及使用60GHz的TPCAST。