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2019年04月13日 | 要想将VR/AR普及和流行，还需要哪些推动力？
2019-04-13 来源：eefocus
前端设备专用的视觉和神经网络处理器是确保图像处理性能和低功耗恰当组合的最好方式。
有些技术似乎突然之间就冒了出来，而其他一些技术则需要数年甚至数十年才得以普及和流行。
“虚拟现实”（VR）和与其近似的“增强现实”（AR）技术绝对属于后一类。这种技术的最早原型出现于20世纪60年代，虽然一开始走了很多弯路，但现在依然没有看到VR和AR像许多人预测的那样变得普及。在过去的几个月中更是出现了一些引人注目的失败案例：AR创业公司Blippar筹集资金超过1.3亿美元，却在2018年12月启动破产管理程序，而2019年已有两家著名VR/AR创业公司（Meta和ODG）倒闭。
有迹象表明，AR和VR即将彻底摆脱现有的小众市场。2012年谷歌推出智能眼镜时，有人预测它将改变世界，事实上，这款眼镜从未走向主流。同样，当Facebook在2014年以20亿美元的价格收购Oculus时，这家公司似乎已经达到大量生产的临界点，但Oculus VR装置的销售却令人失望。
在如此雄厚资金的支持下，为什么VR/AR依然未能成功？
你可争辩说，有限的可用软件导致了缺乏让每个人都想要拥有一台VR/AR设备的“杀手级应用”。有些游戏确实引起了不小的关注，但是没有任何东西可以让普通的数字设备爱好者觉得有必要花费数百美元购买一台VR/AR装置。
另一方面，不可否认的是，可用的硬件依然差强人意。虽然已有大量产品可供选择，也出现了Apple ARKit 2之类的软件解决方案。但在该技术真正走向主流之前仍有许多挑战有待克服，这包括计算能力、延迟、功耗以及成本问题。设备必须小巧紧凑、无线、拥有良好的电池续航能力及沉浸式体验，否则它们将无法赢得消费者的青睐。
VR/AR 设备现状
2019年1月，Juniper Research预测，到2023年将有超过1亿部移动VR设备（包括智能手机和独立装置）用于游戏。他们还预计，2023年，VR游戏的收入将从今年的12亿美元增长到80多亿美元。
预测与现实有何不同呢？要实现这些预测，当今AR/VR硬件开发人员必须克服哪些关键挑战？
目前市场上有大量的VR解决方案以及各种头戴式显示器（HMD）。图1列举了一些例子：左侧使用能够插入装置的智能手机的显示器和处理器，而右侧需要连接PC或游戏控制台，这意味着它们必须连线使用。
图1：流行的HMD
MWC 2019上发布的最新设备（例如Microsoft HoloLens 2、Varjo VR-1、Vuzix M400和Magic Leap One）的目标用户是开发人员或企业用户，其价格超出了消费者承受范围。在我看来，只有移动设备才能提供大规模应用所必须的正确用户体验。
也就是说，将于今年晚些时候推出的Facebook Oculus Quest及其竞争对手HTC Vive Focus Plus都是无线的一体化装置，不需要智能手机来承担处理任务。如果早期评论可信，它们将大获成功。
迎接图像处理挑战
无论使用什么系统，VR/AR必须具备高分辨率显示器，以便让用户获得身临其境的体验。这不但需要大量的图像处理，还需要神经网络（或人工智能[AI]）能力，对于目前的移动设备，这两者均构成严峻挑战。
对于需要与其他硬件连接的HMD，用户总感觉受到电线的制约。此外，这些系统大多使用“从外到内”跟踪方式，即：使用放置在房间周围的固定传感器检测用户的移动。这意味着消费者必须购买更加复杂、昂贵的系统。
移动HMD则使用“由内而外”跟踪的替代方案，即：将运动传感器位于便携式设备之上或位于设备内部。这意味着用户可以自由移动，而不局限于专门设置的房间内。但是，这要求设备具有更强大的处理能力，因而增加了设备的计算能力和性能。
对于AR，跟踪挑战难度更大。除了跟踪用户的位置和移动之外，系统还必须映射他们所在的空间，即“同步定位和映射”（SLAM），这必须判定虚拟对象和真实环境之间的准确位置关系，否则将会影响用户体验。
假设已经选择了适当的传感器，确保良好的移动VR用户体验的关键在于尽量减少延迟，因为延迟超过几毫秒将非常明显，对于VR/AR游戏尤其如此。
重要的是，图像处理硬件能耗不能太大；否则，电池续航能力将达到不到可接受的水平，或者必须使用繁琐且沉重的电池组。
图像处理性能和低能耗的正确组合最好通过前端设备专用的视觉和神经网络处理器来实现。这些处理器还可以处理VR/AR所需的其他任务，包括跟踪、foveated渲染和AI。
当前技术进展
虽然VR/AR屡次呈现即将起飞态势，但结果却始终令人失望。今天我们拥有比以往更好的技术，高性能的图像处理硬件具备所需的炫目功能却不会很快耗尽电能。
主要AR/VR装置供应商的产品设计升级换代，更加成熟，他们总结多年的经验来创造符合消费者期望的硬件。而在软件发展现状方面，情况颇为复杂：一些主要的软件出版商削减投资，但AR和VR项目一直在发展，突破性大热软件推动硬件普及的希望依然存在。
当然，主流应用的真正标志将是VR/AR突破游戏和早期采用者的小众市场，成为人们客厅的标准组件。这一目标在目前可能过于遥远，但支持这一目标的技术已经存在。只有时间才能证明它的时代是否已经到来。
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