关于虚拟现实产业三大硬件技术标准的解析

(文章来源:cnbeta.com)
2016年被称为vr元年,全球硬件、内容、资本巨头动作频频, vr设备将继电脑、手机后的下一个计算平台,到2025年vr和ar的硬件营收将高达1100亿美元。从去年开始,包括facebook、三星、索尼、 htc甚至阿里巴巴……已全线布局vr战略,抢滩千亿规模市场。产业规模瞬时爆发势必促使vr行业规范及健康生态的建立。根据“全球vr技术标准”,首次 明确vr产品三大关键技术标准——低于20ms延时、75hz以上刷新率及1k以上陀螺仪刷新率,这将成vr新行业的游戏规则。
市场研究机构strategy analytics最新全球虚拟实境头戴式装置预测报告显示,2016年全球虚拟实境(vr)头戴式装置的出货量约有1,280万台。强劲行业规模与市场 爆涨速度的同时,不可避免地产生了阴影,包括硬件产品形态各异、关键参数模糊不明,体验感极其差、价格两极化等。在“逐利”的本质驱动下,产业活跃着大炒概念炒作、混淆视听者。
作为下一个改变世界的计算平台,vr产品的使用体验将直接影响整个行业的进程。最新全球vr技术标准,对产品延时及刷新率作出的明确要求,这将迅速规范vr行业并提升消费市场认知。
vr 的体验实际上需要复杂的技术处理流程,从传感器采集、传输、游戏引擎处理、驱动硬件渲染画面、液晶像素颜色切换,最后到人眼看到对应的画面,中间经过的每 一个步骤都会产生一个latency我们称之为延迟。由此,衍生出vr产品必须支持的三个关键参数指标——20ms毫秒延时、75hz以上画面刷新率及 1k以上陀螺仪刷新率。
vr延时指vr设备头部运动与视觉感知的匹配程度,人类生物研究表明,人类头动和视野回传的延迟须低于20ms毫秒,否则将产生视觉拖影感从而导致强烈眩晕。按照以上三大指标的算法vr标准解析如下:
目 前tft屏幕延时本身都高于20ms毫秒,故vr产品硬件只考虑oled或更好屏幕,我们先来看一下通常oled屏幕刷新率在60hz的情况,用公式1秒 /60hz =16.67ms毫秒再除以2只眼睛来推算,每只眼的延时为8.3毫秒是该vr设备无法绕开的硬延时,若要达到较好vr体验,还需考虑“oled屏幕延时 2ms毫秒”+“反畸变和反色散算法延时”的3ms毫秒+“1k刷新率陀螺仪本身延时1m精度加数据上报延时1ms”的2ms毫秒。
vr产品的gpu性 能速度必须在20ms-8.3ms-2ms-3ms-2ms也就是4.7ms毫秒内做完各种渲染回传至人眼;依据目前芯片gpu性能推算,当屏幕刷新率在 75hz或以上时, vr产品的体验效果则愈发流畅,故芯片gpu的能力以及配套的深度算法是决定vr产品体验的关键因素。
提高刷新率是提 升vr体验的大势所趋,刷新率越高vr延时越小,屏的闪烁感以及延时也会得到改善,体验也越好;而采用低于60hz刷新率屏幕甚至是tft屏幕的vr产品 在延时方面无法提升,体验极为糟糕且眩晕感强烈,被业内定义为缺陷级vr产品。故当前支持刷新率在75hz~90hz区间的vr设备为入门级标准指标;高 于90hz的vr设备为中阶vr产品。
通常vr业界将其划分三大类别:移动端头显、pc端头显和一体机头显。要获得更优质体验无论哪种形式的vr,对芯片图形图像处理器gpu性能的要求都非常高,gpu决定了是否能满足20ms毫秒以内延时及支持75hz~90hz屏幕刷新率这两大vr关键指标。
gpu 性能量化一般由业界标准的“三角形填充率”为依据,按照目前市场上主流入门级vr的gpu所采用的malit760mp4性能推算,28nm纳米 hpm制造工艺下运行频率600mhz,输出率每秒超过3亿个三角形、每秒2.6g像素填充率。故gpu性能每秒必须达到300m即3亿的三角形输出率才 符合入门级别vr产品的要求,所有gpu三角形输出率低于13.9亿数值的芯片,无论cpu是四核还是八核的配置,都不符合入门级别vr产品行业标准,更 无法支持主流中阶vr市场。
此期间出炉的vr产业技术标准,无异起到净化行业的 作用,它将加速体验感较差、影响vr产业发展进程的品牌、解决方案商淘汰速度。业内分析,在vr硬件开发过程中,光学技术、沉浸式方案、跟光学配合的结构 设计、sdk、开发者工具是整合方案,如果最基础技术指标都无法达到,体验就不可能做好,vr产业生态也就无从谈起。


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