VR頭盔何時能剪掉那根線？

“把線搞掉對于VR是大事情，”在華為研究VR的張夢晗說。

的確，體驗過好VR頭盔的人都會覺得十分震撼，但頭上接著根線總覺得十分別扭。特別是對于HTC Vive和VR體驗館來說，兩者都強(qiáng)調(diào)用戶能夠在空間中自由行走，然而有線成了一種羈絆。

看看各大科技媒體的評價也很容易發(fā)現(xiàn)他們都有這個共同的抱怨：

癮科技：

事實上在游玩的走動時我自己是會去閃避避免被線絆倒，但在游玩到最后一項游戲的時候，會發(fā)現(xiàn)還是有可能因為動作過于劇烈的關(guān)系讓線組從信號盒上脫落造成信號出狀況。必須說有線的設(shè)計還是一個比較大的游玩限制。

Venture Beat：

在體驗HTC Vive的原型機(jī)時，我為了不被絆倒特意系了條皮帶——現(xiàn)在回想起來，Valve肯定有人跟在我后面確保我不會被那些線絆倒。

PC MAG：

因為是能夠自由走動的一種互動體驗，你得把房間里的家具清理開來，并且還得注意不要被頭盔后面拖著的線絆倒了。

看得出來這已經(jīng)成為影響VR體驗的一大因素了，所以很多做VR硬件的公司都在嘗試解決這個問題。

解決方案一：PC串流

這是比較容易想到的一個方法，也就是用無線傳輸替代有線傳輸，畫面在PC上渲染完后通過WiFi串流到頭盔上（類似Steamlink這種將PC游戲串流到電視的功能）。這里面的問題在于延遲，在VR當(dāng)中，畫面顯示的延遲需要很低，通常20毫秒被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是個分水嶺。

現(xiàn)在的視頻串流技術(shù)可以將延遲降到1毫秒以下，這很不錯。不幸的是，一段未壓縮的1440p 90hz視頻流的數(shù)據(jù)量高達(dá)8Gb每秒。而目前即便是高端的千兆路由器也滿足不了這樣的帶寬需求。為此，圖像必須在壓縮之后再進(jìn)行傳輸。然而壓縮和解壓的過程會增加80毫秒左右的延遲，足以讓你戴一會兒就吐。

這個問題有幾個解決辦法：

提高帶寬

有一個顯而易見的方法是提高帶寬，先說遠(yuǎn)一點的，5G網(wǎng)絡(luò)未來可以達(dá)到1Tbit每秒，介時8K分辨率的頭顯也能不用壓縮地使用無線傳輸，只是這大概還要5年才能實現(xiàn)；近一點是Li-Fi，這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)10 GBps的低延時傳輸，而且可能在未來幾年就能商用；而最讓人充滿期待的可能是新一代無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)802.11ad，也就是WiGig。802.11ad 協(xié)議的最高傳輸速度在7Gb/s，而且延遲很低。而且萊迪思半導(dǎo)體旗下的SiBEAM稱，目前自己已能使用標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)制造60GHz 芯片配合Snap技術(shù)，傳輸速度可達(dá)12Gb/s。

上面這些辦法屬于比較靠譜的，最大的問題是技術(shù)離商用還有一段時間，而且到時估計也非常貴。

本地圖像變換（Local Image Warping）

一種更復(fù)雜的辦法是接受這80毫秒的延遲，然后嘗試在事后解決問題，方法是將舊的圖像轉(zhuǎn)換到新的頭部位置。這仍然會產(chǎn)生一些輸入延遲，但不是讓你想吐的那種頭部運動。

本地圖像變換的標(biāo)準(zhǔn)做法是異步時間扭曲（Asynchronous Timewarp，ATW，一種生成中間幀的技術(shù)），從PC端接收數(shù)據(jù)，然后用頭顯端一個小的GPU對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而以一個新視角來顯示舊圖像，使得盡管有高延遲，圖像更新也是流暢的。

乍看起來，這個辦法相當(dāng)不錯，但其實還是有一些問題。比如，由于ATW產(chǎn)生的圖像只初始圖像轉(zhuǎn)換而來，它并不知道物體的運動軌跡，所以圖像失真仍然會出現(xiàn)，表現(xiàn)出來就是運動物體出現(xiàn)重影的情況（見下圖）。Oculus的研究人員Michael Antonov在這篇帖子中對此進(jìn)行了詳細(xì)解釋。

針對這些問題也有很多解決辦法，但全部都會留下圖像失真的情況，而失真最少的辦法通常是最耗計算資源的。為此，開發(fā)者需要找到一些辦法，傳輸額外的數(shù)據(jù)以進(jìn)行彌補(bǔ)?？赡艿囊恍┓椒òǎ?span style="line-height: 1.8;">把遠(yuǎn)景和近景分開渲染并同時傳輸；渲染一個光場；開發(fā)復(fù)雜的頭部運動模型來預(yù)測頭部運動。但是這些都沒有達(dá)到完美。

解決方案二：本地渲染

另一個完全不同的解決辦法是忘掉PC，把渲染的工作交給頭盔，也就是業(yè)內(nèi)常說的“一體機(jī)”。微軟的HoloLens和三星的Gear VR都是這么做的。

關(guān)于HoloLens目前知道的還不是很詳細(xì)，但Gear VR的局限則很明顯。移動GPU僅能支撐最基本水平的VR體驗，還需要強(qiáng)優(yōu)化才行。散熱也是一大問題，導(dǎo)致幀率上不去，另外頭盔也缺少位置追蹤。不過隨著移動技術(shù)的進(jìn)步，摩爾定率發(fā)揮作用，這些問題可能會有所改善。

當(dāng)然，Gear VR并不是真正的一體機(jī)，它用的是手機(jī)，而手機(jī)并不是專門為VR設(shè)計的。如果從頭開始開發(fā)一款移動VR設(shè)備，能做的改變有很多。比如你可以用兩塊高端移動GPU，高刷新率的屏幕以及一塊更大的電池。各個部件可以不用集成在一起，讓頭盔的重量分布更加均衡，同時也改善散熱。最終的產(chǎn)品形態(tài)可能和索尼PS VR很像。

還有一種背包式的產(chǎn)品形態(tài)，類似于將一臺主機(jī)背在身上，用以驅(qū)動頭顯。目前已經(jīng)有一些方案出來，存在的問題包括背包可能太重（有時重達(dá)3公斤），影響移動性。

移動VR的未來還有多遠(yuǎn)

就長遠(yuǎn)來看，無線VR頭盔肯定是個大趨勢，但這個未來什么時候能到來呢？MAKEUSEOF的作者Andre Infante幫我們從摩爾定率的角度來計算了一下：

目前高端PC要達(dá)到1080p人眼水平逼真的游戲體驗還需要5個翻倍（摩爾定率，PC性能每18個月翻一倍）。對于VR來說，3D效果還需要翻倍，而去掉網(wǎng)格效應(yīng)的8K每眼分辨率需要再翻3倍。另外，移動平臺還需要翻4倍才能趕上PC。

把這些倍數(shù)加起來再乘以18個月，結(jié)果是大約20年。到那時，人眼便看不出移動VR和PC VR渲染的畫面之間的區(qū)別了。

在此之前，有線和無線的PC VR可能都會一直存在。

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