¿Puede la realidad virtual cortar el cordón?

No hagamos caso. Estoy visiblemente emocionado por los nuevos auriculares de Realidad Virtual Valve y HTC Anunciamos los nuevos auriculares VR para la Navidad 2015 Valve y HTC anuncian los nuevos auriculares VR para la Navidad 2015 El nuevo auricular VR de Valve es el mejor del mundo visto ¿Tiene Oculus una oportunidad? Lee mas .

El Vive, creado en colaboración con HTC, ofrece un seguimiento perfecto de su cabeza y dos controladores, una resolución cómoda de 2160 x 1200 y una pantalla OLED de 90 hz ultra aguda. Este año saldrá a la venta y ofrece experiencias interactivas de realidad virtual que brindan una sensación de presencia física en la escena virtual..

Para tener una idea de lo bueno que es el seguimiento, echa un vistazo a este video de “La galeria,” un juego de realidad virtual que se juega en el Vive.

El desafío de la realidad virtual de libre itinerancia

El Vive es fantástico. Sin embargo, si lees las reseñas de los prototipos de auriculares que están llegando, empiezas a notar que una queja específica sigue apareciendo.

Venture Beat:

“Durante mi prueba con el prototipo, usé un cinturón para mantener un montón de cables fuera de mi camino, y ahora que lo pienso, Valve debe haber tenido a alguien caminando conmigo para asegurarme de no tropezar con ningún holgura que creé mientras me movía por la habitación.”

PC MAG:

“Debido a que es una experiencia completamente interactiva, debes limpiar los muebles del centro de la habitación e intentar no tropezar con el cable que se remonta al PC.”

Gizmodo:

“Y ese es probablemente el principal punto débil con HTC Vive. Es como La matriz en eso se siente real pero también en que estás conectado a una PC con un cable que sale de la parte posterior de tu cabeza. En ocasiones, esto limitará su movimiento libre y, a veces (aunque no a menudo, según mi experiencia) representa un peligro de tropiezo. No es un muy Gran problema pero notable de todos modos.”

Parte de esto se debe a que el auricular es un prototipo con cinco cables (la versión para el consumidor debe tener solo uno, un cable combinado USB y HDMI que conecte el auricular al PC). Sin embargo, el problema parece ser fundamental para los auriculares con cable que te permiten caminar libremente. Míranos. Prueba The Oculus Rift Crescent Bay en el CES 2015 Míranos y prueba The Oculus Rift Crescent Bay en el CES 2015 El Oculus Rift Crescent Bay es un prototipo completamente nuevo. que muestra algunas mejoras interesantes en la tecnología de realidad virtual. Lo probamos en el CES 2015. Leer más. Los cables son un peligro de tropiezo, y también son una especie de rollo. Le impiden sacar su dispositivo de realidad virtual de la habitación, mucho menos la casa.

Esto se convertirá en un problema mayor a medida que comencemos a utilizar la realidad virtual como una interfaz básica para nuestros sistemas operativos..

No teníamos PC por mucho tiempo antes de que quisiéramos una versión móvil de la experiencia (computadoras portátiles, teléfonos inteligentes y tabletas). La realidad virtual será de la misma manera, especialmente cuando comencemos a integrar funciones de realidad aumentada en la línea de los HoloLens de Microsoft HoloLens 8 en el mundo real. Usos de la HoloLens 8 en el mundo real de Microsoft. HoloLens de Microsoft de Microsoft es genial, pero ¿qué usarás realmente? ¿esto para? Descubrimos las posibilidades más excitantes. Lee mas .

Desafortunadamente, resulta que desconectar los auriculares VR de las PC es un gran desafío tecnológico y todavía no sabemos cómo resolverlo. Sin embargo, hay dos tecnologías prometedoras en el horizonte que pueden ayudar a resolver el problema..

Solución # 1: Streaming para PC

Un enfoque obvio del programa es usar su PC para representar el mundo virtual y luego transmitir las imágenes renderizadas al auricular a través de WiFi (como Steamlink, que transmite juegos desde su PC a su TV). El problema con este enfoque es la latencia. En realidad virtual, desea minimizar el retraso entre moverse y ver ese movimiento reflejado en la pantalla. El punto dulce generalmente se acepta en menos de 20 milisegundos..

La transmisión de video moderna puede llegar a menos de un milisegundo de latencia, lo que es un gran comienzo. Desafortunadamente, un flujo de video sin comprimir de 1440p 90Hz es de casi 8 gigabits por segundo de datos. Los enrutadores WiFi del consumidor pueden manejar unos 100 megabits. Incluso los enrutadores industriales de gama más alta alcanzan un máximo de aproximadamente 800 megabits, ocho veces menos de lo que se necesita. Para solucionar este problema, debe comprimir las imágenes antes de enviarlas. El proceso de compresión y descompresión agrega aproximadamente 80 ms de latencia, lo que será enfermarte.

Hay algunas soluciones posibles para este problema:

Mejoras de ancho de banda

Un enfoque es tratar de aumentar la cantidad de ancho de banda disponible. Las redes 5G, que estarán disponibles en cinco años, pueden permitir velocidades de alrededor de un terabit por segundo, lo que podría manejar HMD 8K futuristas sin compresión. A corto plazo, Li-Fi (una tecnología de Internet basada en LEDS de pulsación rápida) podría permitir velocidades de transferencia de 10 GB / s en latencias muy bajas, lo que permitiría versiones inalámbricas de auriculares VR de la generación actual en los próximos años. Aunque la tecnología aún no está disponible para los consumidores..

Esta es probablemente la mejor solución al problema, pero no estará disponible para los consumidores durante al menos uno o dos años, puede ser costosa y la resolución probablemente se retrasará respecto a los auriculares con cable de gama más alta hasta que lleguen las redes 5G adecuadas.

Deformación local

Una opción más compleja sería aceptar los 80 ms de latencia e intentar corregirlos después del hecho, cambiando la imagen antigua a la nueva posición de la cabeza. Esto todavía produce un cierto retraso de entrada, pero no el tipo de movimiento de cabeza nauseabundo.

El enfoque estándar para este tipo de problema es la distorsión de tiempo asíncrona, que recopila datos de la PC y la deforma utilizando una pequeña GPU en el auricular para mostrar la imagen antigua desde una nueva perspectiva, lo que permite que el auricular se actualice con fluidez a pesar de la alta latencia..

A primera vista, esto suena como una bala mágica. Desafortunadamente, hay algunas grandes capturas. Para citar a Michael Antonov, un investigador de Oculus,

“La vibración de posición es uno de los artefactos más obvios con la orientación de solo orientación. Cuando mueve su cabeza, solo el componente de rotación adicional se refleja en las imágenes generadas por ATW, mientras que cualquier movimiento de la cabeza de traducción desde que se renderizó el marco se ignora. Esto significa que a medida que mueves la cabeza de lado a lado, o incluso simplemente giras la cabeza para traducir tus ojos, verás una imagen múltiple de los objetos que están cerca de ti..

[…]

Una forma posible de abordar el error de posición es implementar una distorsión de posición completa, que aplica correcciones de traducción y orientación al marco renderizado original. La deformación posicional debe considerar la profundidad del marco renderizado original, desplazando partes de la imagen en diferentes cantidades. Sin embargo, dicho desplazamiento genera artefactos de disoclusión en los bordes del objeto, donde se descubren áreas de espacio que no tienen datos en el marco original..”

Existen varias técnicas para crear datos para rellenar los orificios creados por la diferencia de tiempo posicional, pero todos ellos dejan atrás los artefactos, y los que dejan el menor número de artefactos son los más costosos computacionalmente. El problema es similar al que enfrentan aquellos que intentan mostrar el video de profundidad VR. VR está a punto de cambiar la realización cinematográfica para siempre: aquí es cómo VR está a punto de cambiar la realización cinematográfica para siempre: aquí es cómo la realidad virtual es una nueva forma de comunicarse con su espectador, y muchas personas Con un fondo en el cine tradicional, las posibilidades son interesantes. Lee mas .

Para solucionar este problema a la perfección, los desarrolladores tienen que encontrar alguna forma de transmitir datos adicionales para completar los agujeros. Algunos enfoques posibles:

• Procese los objetos de campo lejano y de campo cercano por separado y transmita ambas imágenes
• Procese un campo de luz, que puede ser re-proyectado por grandes desplazamientos de cabeza sin disoclusión
• Desarrolle modelos de movimiento de la cabeza extremadamente sofisticados y use la predicción para minimizar los errores de disoclusión.

No está claro cuál es la mejor solución aquí. Ninguno de los enfoques que conocemos son perfectos, y algunos de ellos requieren más investigación. Averiguar si la re-proyección es una buena idea se reduce a cuánto podemos minimizar los artefactos. Es una posibilidad prometedora, pero hay muchas preguntas sin respuesta.

Solución # 2: Representación local

Una estrategia completamente diferente es olvidar la PC y hacer la representación localmente en el auricular. Así es como funcionan los sistemas HoloLens de Microsoft y Gear VR de Samsung. No se sabe mucho sobre las cinco preguntas de HoloLens sobre el "Project HoloLens de Microsoft" Cinco preguntas sobre el "HoloLens de Project" de Microsoft El nuevo auricular de realidad aumentada de Microsoft es muy emocionante, pero ¿pueden resolver los problemas fundamentales de AR? Lea más, pero el Gear VR tiene una serie de serias limitaciones. Su GPU móvil puede manejar algunas experiencias de VR modestas (con optimización intensiva), pero apenas. La gestión del calor es un problema, la resolución y la frecuencia de actualización no alcanzan el nivel necesario para la presencia en la escena, y el auricular no tiene seguimiento posicional. Parte de esto se debe a las limitaciones de la tecnología móvil, y mejorará pronto, impulsada por la marea de la Ley de Moore..

Sin embargo, algunos de estos problemas son el resultado de tener que diseñar un teléfono inteligente que no fue diseñado para VR. Si estuvieras construyendo un auricular VR móvil desde cero, podrías hacer muchas cosas de manera diferente. Los diseñadores podrían tener dos GPU móviles de gama alta, una pantalla de muy alta actualización y una gran batería. También podrían distribuir los componentes para una mejor distribución del peso y la gestión del calor. El factor de forma resultante puede parecerse mucho al Sony Morpheus.

O, si los ingenieros quisieran volverse ambiciosos, podrían construir algo más como mini-PC: un pequeño bloque portátil de computronium que contiene una o más GPU para computadoras portátiles, un ventilador y una batería grande. Este dispositivo tendría un factor de forma similar a un Walkman, y conduciría un HMD a través de un solo cable.

La GPU insignia de NVIDIA actual, la GTX 980, que es la que Oculus utiliza internamente, es solo un 40% más rápida que su contraparte móvil, la 980M, y es minúsculo. Probablemente sea posible colocar dos de ellas en un paquete de fanny, con espacio de sobra para el resto de las tripas de una pequeña PC móvil..

Nota para los desarrolladores de hardware: en ningún caso permita que la prensa describa su producto como un "paquete de protección".

Este factor de forma sería más pesado que un auricular autónomo, por no mencionar que costoso: la parte posterior del sobre de matemáticas sugiere un precio de alrededor de $ 2500. Es posible que a los consumidores modernos no les interesen los productos difíciles de manejar. Sin embargo, es la única forma de que un auricular VR móvil ofrezca un rendimiento competitivo con el VR de PC, y sospecho que los jugadores hardcore y otros jugadores irredimentables lo harán. Hay una larga historia de nerds que dirigen la vanguardia de la tecnología al estar dispuestos a usar productos que los hacen parecer ridículos..

En este momento, los auriculares móviles no pueden proporcionar un seguimiento posicional, lo que provoca una sensación nauseabunda de que el mundo está conectado a su torso cuando intenta moverse. Sin embargo, este problema pronto puede ser resuelto. A corto plazo, Valve's. “faro” La tecnología de rastreo posicional es una gran solución: los proyectores láser son tontos, lo que significa que se pueden colocar en mosaicos para cubrir grandes espacios y pueden servir a muchos dispositivos a la vez. Como resultado, en los próximos años, el seguimiento de faros puede convertirse en un servicio económico que brindan los hogares y las empresas, al igual que lo es el WiFi hoy en día, lo que le permite utilizar hardware de realidad virtual móvil en la mayoría de los espacios interiores.

A más largo plazo, a medida que las cámaras de profundidad mejoran la resolución y el nivel de ruido, debería ser posible utilizarlas para el seguimiento posicional, con la precisión suficiente para proporcionar una sensación de presencia de RV. Esto permitirá productos VR autocontenidos adecuados para uso en realidad aumentada y en exteriores.

El futuro de la realidad virtual móvil

A largo plazo, los auriculares móviles son el lugar donde va la tecnología VR.

Podemos hacer los cálculos de la ley de Moore calculando cuántas duplicaciones estamos lejos de poder representar mundos virtuales fotorrealistas en dispositivos móviles. Las PC de gama alta están quizás a cinco duplicaciones (otra generación de consolas) de poder ofrecer experiencias de juegos fotorrealistas a 1080p. Para la realidad virtual, necesitamos una duplicación para 3D y tres más para renderizar en el 8K por ojo necesario para eliminar el efecto borroso y el efecto de la puerta de la pantalla. Para dar cuenta de la plataforma móvil, necesitamos aproximadamente cuatro duplicaciones más para alcanzar a las PC de gama alta..

Si suma todas las duplicaciones y se multiplica por los dieciocho meses dictados por la ley de Moore, obtendrá aproximadamente veinte años (2035), que es el punto en el que nadie podrá distinguir la diferencia entre una escena de realidad virtual representada en un teléfono inteligente y una renderizada en una PC de juegos de gama alta. En ese momento, no habrá ninguna razón para volver a usar un auricular con PC.

Hasta que llegue ese día, sospecho que veremos auriculares VR controlados por PC tanto con cable como inalámbricos por un tiempo. Los auriculares inalámbricos serán más convenientes, pero los auriculares con cable ofrecerán una mejor resolución, al menos hasta que las redes 5G estén completamente maduras.

En el otro lado de la brecha, los auriculares móviles continuarán mejorando y eliminarán la participación en el mercado de la PC a medida que avanzamos lo suficiente en la curva de rendimientos decrecientes, con más y más personas dispuestas a sacrificar una cantidad modesta de fidelidad por flexibilidad . La competencia será feroz y, con suerte, buena para el consumidor. Personalmente, no puedo esperar..

¿Emocionado por los auriculares inalámbricos? ¿Sabes de una tecnología que extrañamos? Háganos saber en los comentarios.!

Créditos de la imagen: Barone Firenze Via Shutterstock, “Grabando a Isan ... ”, por Edvvc, “Phubby,” por Kevin Lin, “HTC VR,” por HTC, “Enlace de vapor,” por valvula, “Ley de Moore,” por Wikimedia

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