VR/AR的核心技術(shù)突破

摘要：本媒體邀請(qǐng)部分VR/AR相關(guān)廠(chǎng)商，探討了VR/AR技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)解決方案。

關(guān)鍵詞：VR/AR；電纜；GPU

TE為VR/AR設(shè)備提供高速電纜

實(shí)時(shí)、高速和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸是在不同的VR/AR使用場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)沉浸式用戶(hù)體驗(yàn)的關(guān)鍵，因此VR電纜產(chǎn)品仍將是市場(chǎng)上大部分VR設(shè)備的重要組成部分。TE通過(guò)高速電纜產(chǎn)品幫助VR設(shè)備生產(chǎn)商實(shí)現(xiàn)出色的性能，并且積極創(chuàng)新，不斷提高產(chǎn)品的靈活性、緊湊型和耐用性。與此同時(shí)，無(wú)線(xiàn)VR是今年CES展上的一大趨勢(shì)，知名廠(chǎng)商紛紛布局無(wú)線(xiàn)VR領(lǐng)域，為消費(fèi)者展現(xiàn)了類(lèi)似電影《頭號(hào)玩家》的使用前景。TE密切關(guān)注無(wú)線(xiàn)連接方面的趨勢(shì)，與該領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)初期就開(kāi)展密切合作。未來(lái)5G部署也將推動(dòng)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展。

TE VR/AR技術(shù)方案

TE針對(duì)下一代VR/AR技術(shù)發(fā)展的各項(xiàng)挑戰(zhàn)，提供包括可定制的I/O、屏蔽及微型信號(hào)、電源連接器解決方案以及板到板、線(xiàn)到板和傳感器解決方案。TE全面的研發(fā)工程能力和應(yīng)用知識(shí)能夠幫助設(shè)備工程師共同設(shè)計(jì)定制解決方案，助力VR設(shè)備生產(chǎn)商和初創(chuàng)公司將創(chuàng)新想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)符合市場(chǎng)需求的沉浸式體驗(yàn)。

TE的VR電纜組件產(chǎn)品提供可靠的平臺(tái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品方案，通過(guò)簡(jiǎn)單的定制化，便能夠滿(mǎn)足VR解決方案提供商多樣化的應(yīng)用需求，幫助他們的產(chǎn)品以更快的速度上市。該VR電纜組件支持HDMI 2.0連接器和USB 3.O連接器，以及可選直流電源，HDMI數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)18 Gbps。高速I(mǎi)/O插座也可支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá)40 Gbps），從而便于未來(lái)產(chǎn)品升級(jí)。TE不僅可以提供整套電纜組件和高速插座，還可以為從其他供應(yīng)商處采購(gòu)電纜的客戶(hù)，提供插頭模塊。該組件的緊湊型插座可節(jié)省頭戴設(shè)備中寶貴的印刷電路板（PCB）空間，其連接器中使用了均衡放大器，使線(xiàn)徑較小的電纜實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度，同時(shí)減輕電纜重量。Mol8x：VR/AR頭顯的技術(shù)動(dòng)向

目前的VR/AR技術(shù)市場(chǎng)主要是面向消費(fèi)者的頭戴式顯示器（HMDs）。HMD的“滑入式”類(lèi)型功能來(lái)自于智能手機(jī)，當(dāng)它成為傳感器數(shù)據(jù)、攝像系統(tǒng)、顯示、電源、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和主要功能處理單元的單元時(shí)，用戶(hù)就會(huì)進(jìn)入該單元。

在這種類(lèi)型的HMD中，智能手機(jī)還提供網(wǎng)絡(luò)通信，通常在3G和4G標(biāo)準(zhǔn)下，必要時(shí)通過(guò)Wi-Fi。這些“滑入式”HMD系統(tǒng)的功能受到智能手機(jī)功能的限制，而互聯(lián)趨勢(shì)一般是智能手機(jī)市場(chǎng)的趨勢(shì)，主要關(guān)注的是小型化。Molex在為小型化超便攜移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)互連解決方案方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)，而HMD本身可以非常簡(jiǎn)單和劃算。

智能手機(jī)的微型化需求，尤其是精密設(shè)計(jì)和制造的天線(xiàn)，能夠在高度緊湊、組件密集的外殼內(nèi)，不受EMI/RFI干擾的情況下，在各種信道和載波頻率上工作。Molex同時(shí)提供定制和標(biāo)準(zhǔn)天線(xiàn)，其產(chǎn)品組合包括空間受限環(huán)境的天線(xiàn)。

另外，更強(qiáng)大的VR/AR系統(tǒng)的架構(gòu)是通過(guò)將HMD單元連接到臺(tái)式電腦上的高端配置（典型的“玩家”P(pán)C）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在這種配置中，強(qiáng)大的圖形能力是渲染桌面游戲的高吞吐量計(jì)算視頻以及在附帶的顯示器上顯示大量高清視頻數(shù)據(jù)的特別重要的需求。通常，顯示器是通過(guò)HDMI連接的，Molex為HDMI連接性提供了一系列解決方案。HDMI連接器和電纜也提供到HMD的連接，將這種類(lèi)型的HMD歸入“拴系”類(lèi)別。

連線(xiàn)HMDs使用起來(lái)很不方便，尤其是當(dāng)用戶(hù)想要的不僅僅是“旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)控制（頭部的旋轉(zhuǎn)），而且還想在VR模式下使用該單元時(shí)，根據(jù)定義，外部“真實(shí)”世界是看不到的，包括HDMI線(xiàn)的位置。最近，有人嘗試設(shè)計(jì)“獨(dú)立”的HMDs，其功能與高端智能手機(jī)類(lèi)似，后者的通信模式是無(wú)線(xiàn)的。

由于VR/AR視頻流必須被壓縮，因此無(wú)線(xiàn)處理負(fù)載很重要，如果用戶(hù)想要獲得最優(yōu)的VR/AR體驗(yàn)，則必須將延遲時(shí)間保持在最小。在這種情況下，電池壽命非常有限 可能只有2.5小時(shí)。然后再充電幾個(gè)小時(shí)，除非用戶(hù)選擇佩戴額外的電池組，然后需要電池電源連接器和電纜。電力完整性是Molex的一個(gè)絕對(duì)核心問(wèn)題，我們將能夠提供建議和幫助，提供合適的解決方案。

VR/AR中GPU與GUI的應(yīng)用

VR和AR完全不同，絕大多數(shù)的VR專(zhuān)注于完全沉浸，這需要非常快速的響應(yīng)時(shí)間，逼真的渲染和高端的圖形處理（最好由專(zhuān)用主機(jī)或桌面系統(tǒng)解決）；我們也看到了嵌入式解決方案的機(jī)會(huì)，但那些通常是視頻VR（360度環(huán)繞視頻），其中需要一個(gè)低成本、低功耗嵌入式圖形處理器（GPU），它具有高填充率要求以及優(yōu)化的YUV視頻流處理（達(dá)到非常高的分辨率），而我們的PowerVR XE系列完美地實(shí)現(xiàn)了這些性能需求。我們還在頭戴設(shè)備中發(fā)現(xiàn)了完成后期處理這樣的機(jī)會(huì)，這種情況下渲染則通過(guò)專(zhuān)用主機(jī)或PC完成，這意味著時(shí)間扭曲式處理需要在顯示器或頭戴設(shè)備中完成，其中一個(gè)嵌入式GPU可以處理最后的接近運(yùn)動(dòng)扭曲（as-close-to-tHe-motion），以避免延遲并降低頭暈的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于這些需求，我們的XE /XM系列也是很好的選擇。

在AR方面，我們看到最大的市場(chǎng)拉動(dòng)力是信息覆蓋和圖形化用戶(hù)接口（GUI）渲染，而不是高端游戲處理，這里的問(wèn)題是頭戴設(shè)備的實(shí)體外形因素和對(duì)極低功耗的需求。因此，在這個(gè)市場(chǎng)中我們看到的需求是需要非常高效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)，來(lái)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別和極低功耗的GUI渲染，所以我們的NNA解決方案和XE解決方案非常適合，但是這個(gè)市場(chǎng)需要一場(chǎng)物理外形方面的革命，其中可能更相關(guān)的是顯示和光學(xué)技術(shù)而不是我們的處理技術(shù)。

VR/AR的3D傳感和眼球追蹤

VR/AR的主要技術(shù)趨勢(shì)是在“邊緣”（收集數(shù)據(jù)的源頭），而不是集中在云中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。這對(duì)于要迅速作出關(guān)鍵決策的分布式“邊緣”設(shè)備（諸如自動(dòng)駕駛汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備）十分有利。這些新型的自主或半自動(dòng)“邊緣”設(shè)備包括智能相機(jī)、可穿戴設(shè)備、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)和VR/AR裝置。

集成3D傳感功能

通過(guò)英特爾 的ReaISenseTM技術(shù)，使開(kāi)發(fā)人員能夠?qū)?D傳感功能集成到設(shè)計(jì)中，可用于機(jī)器人和無(wú)人機(jī)到AR/VR和客戶(hù)端應(yīng)用。就像雙眼視覺(jué)使人類(lèi)能夠在三維空間中看到的世界一樣，英特爾ReaISense技術(shù)的目標(biāo)就是使智能、交互式和自動(dòng)化機(jī)器具有人類(lèi)的3D感知能力。

儒卓力提供各種型號(hào)的緊湊型英特爾ReaISense攝像頭，例如結(jié)合三個(gè)攝像頭來(lái)作為一個(gè)1080p高清攝像頭的型款，另外還有一個(gè)紅外攝像頭和一個(gè)紅外激光投影儀，結(jié)合起來(lái)允許人眼感知深度并跟蹤人體運(yùn)動(dòng)。

在集成3D感測(cè)中，儒卓力提供英特爾D400系列ReaISense攝像頭，這些攝像頭的核心是突破性D4和Dm處理器，它們使用半全局匹配算法的定制型款，可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)3600萬(wàn)深點(diǎn)/秒的計(jì)算速度，提供超過(guò)90fps的幀率，而且芯片封裝尺寸只有6.3 mm×6.3 mm（這遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于英特爾酷睿i7處理器），功耗低于22 nW/深度點(diǎn)，并可搜索128個(gè)不同點(diǎn)。其目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)立體視覺(jué)達(dá)到嵌入小型消費(fèi)電子設(shè)備如手機(jī)、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人和VR/AR應(yīng)用等所需的性能水平（包括功率、散熱、分辨率、幀速率、尺寸、成本等）。帶有多個(gè)LED的眼動(dòng)追蹤

另一個(gè)技術(shù)趨勢(shì)是眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)，它帶有多個(gè)用來(lái)照射用戶(hù)眼睛的紅外LED，并通過(guò)傳感器捕獲反射回來(lái)的光，從而計(jì)算用戶(hù)瞳孔的位置和凝視的方向，將這項(xiàng)技術(shù)融入VR/AR頭戴式裝置需要非常緊湊的紅外LED，足夠小以嵌入目鏡周?chē)牟糠荨?/p>

例如，儒卓力產(chǎn)品組合中包括歐司朗光電半導(dǎo)體的SFH4055，它基于成熟的Firefly平臺(tái)，廣泛用于可見(jiàn)光譜的LED，其占位面積僅為1.0 mm×0.325 mm×0.55mm，而發(fā)射器的波長(zhǎng)為850 nm，主要針對(duì)VR/AR裝置中的眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)。

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