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VR技術

2016年被稱為vr元年,全球硬體、内容、資本巨頭動作頻頻, vr裝置将繼電腦、手機後的下一個計算平台,到2025年vr和ar的硬體營收将高達1100億美元。從去年開始,包括facebook、三星、索尼、htc甚至阿裡巴巴……已全線布局vr戰略,搶灘千億規模市場。

産業規模瞬時爆發勢必促使vr行業規範及健康生态的建立。根據“全球vr技術标準”,首次明确vr産品三大關鍵技術标準——低于20ms延時、75hz以上重新整理率及1k以上陀螺儀重新整理率,這将成vr新行業的遊戲規則。

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一、vr産業技術标準

市場研究機構strategy analytics最新全球虛拟實境頭戴式裝置預測報告顯示,2016年全球虛拟實境(vr)頭戴式裝置的出貨量約有1,280萬台。強勁行業規模與市場爆漲速度的同時,不可避免地産生了陰影,包括硬體産品形态各異、關鍵參數模糊不明,體驗感極其差、價格兩極化等。在“逐利”的本質驅動下,産業活躍着大炒概念炒作、混淆視聽者。

作為下一個改變世界的計算平台,vr産品的使用體驗将直接影響整個行業的程序。最新全球vr技術标準,對産品延時及重新整理率作出的明确要求,這将迅速規範vr行業并提升消費市場認知。

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二、低于20ms毫秒延時,75hz以上螢幕重新整理率,1k陀螺儀重新整理率-vr産品體驗三大關鍵技術名額

vr的體驗實際上需要複雜的技術處理流程,從傳感器采集、傳輸、遊戲引擎處理、驅動硬體渲染畫面、液晶像素顔色切換,最後到人眼看到對應的畫面,中間經過的每一個步驟都會産生一個latency我們稱之為延遲。由此,衍生出vr産品必須支援的三個關鍵參數名額——20ms毫秒延時、75hz以上畫面重新整理率及1k以上陀螺儀重新整理率。

vr延時指vr裝置頭部運動與視覺感覺的比對程度,人類生物研究表明,人類頭動和視野回傳的延遲須低于20ms毫秒,否則将産生視覺拖影感進而導緻強烈眩暈。按照以上三大名額的算法vr标準解析如下:

目前tft螢幕延時本身都高于20ms毫秒,故vr産品硬體隻考慮oled或更好螢幕,我們先來看一下通常oled螢幕重新整理率在60hz的情況,用公式1秒/60hz =16.67ms毫秒再除以2隻眼睛來推算,每隻眼的延時為8.3毫秒是該vr裝置無法繞開的硬延時,若要達到較好vr體驗,還需考慮“oled螢幕延時2ms毫秒”+“反畸變和反色散算法延時”的3ms毫秒+“1k重新整理率陀螺儀本身延時1m精度加資料上報延時1ms”的2ms毫秒,則vr産品的gpu性能速度必須在20ms-8.3ms-2ms-3ms-2ms也就是4.7ms毫秒内做完各種渲染回傳至人眼;依據目前晶片gpu性能推算,當螢幕重新整理率在75hz或以上時, vr産品的體驗效果則愈發流暢,故晶片gpu的能力以及配套的深度算法是決定vr産品體驗的關鍵因素。

提高重新整理率是提升vr體驗的大勢所趨,重新整理率越高vr延時越小,屏的閃爍感以及延時也會得到改善,體驗也越好;而采用低于60hz重新整理率螢幕甚至是tft螢幕的vr産品在延時方面無法提升,體驗極為糟糕且眩暈感強烈,被業内定義為缺陷級vr産品。故目前支援重新整理率在75hz~90hz區間的vr裝置為入門級标準名額;高于90hz的vr裝置為中階vr産品。

三、不低于3億的三角形輸出率,vr産品gpu性能标準

通常vr業界将其劃分三大類别:移動端頭顯、pc端頭顯和一體機頭顯。要獲得更優質體驗無論哪種形式的vr,對晶片圖形圖像處理器gpu性能的要求都非常高,gpu決定了是否能滿足20ms毫秒以内延時及支援75hz~90hz螢幕重新整理率這兩大vr關鍵名額。

gpu性能量化一般由業界标準的“三角形填充率”為依據,按照目前市場上主流入門級vr的gpu所采用的malit760mp4性能推算,28nm納米 hpm制造技術下運作頻率600mhz,輸出率每秒超過3億個三角形、每秒2.6g像素填充率。故gpu性能每秒必須達到300m即3億的三角形輸出率才符合入門級别vr産品的要求,所有gpu三角形輸出率低于13.9億數值的晶片,無論cpu是四核還是八核的配置,都不符合入門級别vr産品行業标準,更無法支援主流中階vr市場。

寫在最後

此期間出爐的vr産業技術标準,無異起到淨化行業的作用,它将加速體驗感較差、影響vr産業發展程序的品牌、解決方案商淘汰速度。業内分析,在vr硬體開發過程中,光學技術、沉浸式方案、跟光學配合的結構設計、sdk、開發者工具是整合方案,如果最基礎技術名額都無法達到,體驗就不可能做好,vr産業生态也就無從談起。

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