真正无线版VR离我们还有多远 

VR技术在这两年获得了飞速的发展,从一开始的桌面级交互,到之后的站立式,到现在的房间级交互,再到正在变得流行的仓库级多人VR,人们对于VR体验的要求越来越高,而随着可交互空间的变法,也有一个很现实的问题摆在了开发者与使用这面前,那就是VR头显上垂下来的那根”辫子”要怎么办。

一开始的桌面级与站立式交互还好说,起码玩家不用移动,有没有一条线从头上垂下来影响不大,但是对于当下流行的房间级交互来说这就是一个大问题了,因为即使是只能在有限的空间内活动都会面临一个问题,那就是信号电缆会“辫子”绊到人,而更高一级的仓库模式下,这个问题就更麻烦了,信号电缆必然不可能无限长,就算可以,当一群人一起带着VR头显在一起内活动时,“辫子”绊摔的效果简直不要太好……

然而想要剪掉这根信号线可以也不是一件容易的事情,首先,就是需要明确的一点事,无线传输技术是否能够提供足够的带宽,一目前VR头显的主流分辨率2560*1440来计算,60fps的情况下,如果不对画面进行压缩我们需要大约7Gbps的带宽来进行传输,但是当前主流的802.11ac标准能够提供的最大实用带宽仅为1.3GHz左右,这与我们的需求缺口相比差距过大,就算把分辨率改成1920*1080 @60fps也只不过将带宽需求降到了3.9Gbps,依旧是现有无线传输标准的三倍要求,所以在现有的无线传输协议让,我们没办法做到VR头显的无线化。那么有人会说,为什么我们不能将图像进行压缩后在进行传输呢?

压缩确实是一个好办法,能有效的降低传输的数据带宽需求,但是再进行压缩的时候我们也要面临一个问题,那就是压缩与解压是需要时间的,玩过直播的朋友都知道,屏幕里你的动作会比你现实中的动作慢上半拍,而这就是视频压缩节约带宽后带来的问题,同时伴随着延迟还有画面质量的损失,压缩的越厉害,影响也就越大,虽然电脑性能的提升虽然能够带来一定的改善,但是想要完全消除这种延迟却也是不可能的。

想像一下,在玩VR的时候,你快速的转个头,用时0.1秒,然后半秒钟后,头显里显示的内容才能被转到正确的角度,当然这还是必须建立在你转头后就保持不动的基础上,如果继续持续的快速改变视角,那么你的动作与实现永远统一不到一起,这种不匹配会带给使用者来强烈的眩晕感。
那么还有别的方式来实现VR无线化这个目的吗?
那么移动VR又如何呢?现在的移动VR方案都是采用手机+VR盒子的模式,没有信号线缆的限制,可不可以算是完美的VR无线方案呢?
虽然理论上移动VR是VR的终极目标,但是现如今的移动VR技术距离真正的VR还有很大的距离,首先,移动VR的空间定位难以解决,其次,受限于手机的功耗与散热性能,导致了处理器与GPU的性能不足,难以完成复杂场景与高质量画面的渲染,当前阶段,因此移动VR头显只适合用来观看全景影片。
既然移动VR的路走不通,有些脑筋转的快厂商又找到了一条新的道路,那就是背包,刷先提出背包PC这个完整概念的是来自澳洲的Zero Latency。
Zero Latency的目标是提供一个仓库级的多人VR交互方案,让多个玩家同时进入到一个游戏场景中游戏。想做到这点必须连过几道关卡:
首先是无线,由于场地大小设置为400平米,所以玩家必须以无线方式进入场景,有线的方式无法支持如此大范围行走;
其次是延时,由于玩家需要相对长时间进行游戏,所以在游戏时间内不能给玩家造成明显眩晕感,延时控制必须在主流头显水品,即20ms内;
第三是画面,为营造更好的游戏氛围,必须使用主机级GPU进行渲染;
第四是位姿计算,由于玩家以无线方式行走,故需要进行六自由度计算,其中位置计算无法依靠惯性传感器而使用了尽可能廉价光学方案(60fps刷新率),造成位置计算延时至少为16.6ms,加上无线传输延时将大于18ms,所以为了尽可能降低延迟,这一切都必须在本地解决。
于是Zero Latency使用了配备了移动电源的Alienware Alpha主机的背包系统,背包和服务器通过wifi做数据连接,显卡达到970m水平,使用Oculus DK2作为头显有线连接到Alpha,从而实现了玩家在场地内的自由活动。
因该说,背包VR算是一个不错的方案,但他终究不是真正的无线方案,因为这种方案最大的缺点就是背包不易穿戴,而且电池寿命不长,同时整套装备的重量感人,背上它长时间活动比较困难。
好了,前面废话了这么多下面就让我们进入正题。
前两天HTC 公布了一个第三方TPCAST无线模块,只要采用这个,就可以将现有的HTC Vive变成一台无线VR头显,这个神奇的小玩意究竟是怎么工作的,他们又是怎么避开那个无线带宽不足的问题的?
当然是新技术,虽然TPCAST没有公布相关细节,但有据猜测应该是采用了WiGig 60GHz毫米波通讯技术,目前的WiGig 60Ghz通讯最大可以支持7Gbps通讯,这也使得将PC端渲染的视频图像不经压缩以raw data方式无线传输成为可能。
TPcast采用了与HTC VIVE合作的方式,用一个外挂模块解决了有线虚拟现实头盔的无线化问题,并起了一个容易记住的名字:剪刀计划。

由于VIVE使用了自己的封包格式对USB数据进行传输,所以TPCast这个小盒子要做的第一件事就是转发VIVE的数据包,并且把连接在PC上的发送端将自己伪装成VIVE以实现Direct Mode和支持steam应用程序的loading。
但是TPcast这种方式也没有缺点,目前利用WiGig 60Ghz只能实现1920*1080@60Hz的画面无损无线传输,而HTC VIVE的分辨率为2560*1200@90Hz,所以理论上TPcast仍然无法完美传输HTC VIVE的图像,但是在之前的发布会上,HTC VIVE的负责人汪总却表示的没有降低图像质量,因此此处存疑,也许是TPcast黑科技也不一定。
其实,在HTC的这个第三方无线模块发布之前,Oculus就在其发布会上透露过自家的无线头盔计划,根据当时的爆料来看,Oculus的无线虚拟现实头盔将采用计算单元内置的方式,并且内置Inside Out定位系统,看起来这更像是一款一体机。
讲真的,Oculus这个方案应该可以说是无线VR的终极模式,但是短时间内却难以实现,目前移动处理器性能与桌面级的产品的性能差距还是比较大的,因此想要在这种模式下实现高质量VR场景短期内很不现实。
总之,我们在短期内还是比较难以看到令人满意的无线VR解决方案,但是,就目前来说, HTC Vive将会是我们的最佳选择,毕竟头盔有国行,也有了无线解决方案,不过算算价钱,一台高性能PC,10000元左右,HTC VIVE头显6888元,TPcast无线模块 1499元,整套系统下来接近2万元,由此看来VR短期内还只能是有钱人的玩具。

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