基于Arm的沉浸式人機交互體驗研究

劉曉輝

摘要：Arm技術的出現進一步完善了人機交互體驗，對傳統技術而言是一項巨大的突破。在本次研究中，本文將從多個角度出發，詳細介紹基于Arm下沉浸式人機交互體驗問題，在了解人機交互體驗特征的基礎上，對該技術在沉浸式人機交互體驗中的應用問題進行闡述。

關鍵詞：Arm技術;沉浸式;人機交互體驗

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0078-01

0 引言

Arm技術是現代信息技術的代表之一，移動互聯網技術快速發展的大環境下，社會對該技術的關注度越來越高，基于Arm技術的人機交互體驗成為研究的重點。從現有研究來看，人機交互方式會在Arm技術的支持下發生更明顯的變化，并且這種體驗是沉浸式的，能夠將虛擬世界帶入到現實世界中，具有先進性。

1 基于Arm技術的人機交互體驗研究

人機交互體驗是一門研究系統與用戶之間交互關系的科學，系統可以是各類各樣的機器，也可以使各種計算機的軟件，用戶在人機交互界面實現了與系統之間的信息交流，并且雙方能夠進行更深層次的信息交流。目前學術界對人機交互的定義為：人與計算機之間通過某種對話語言，并通過一定交互方式，且為完成指定任務而實現人與計算機的信息交換過程[1]。隨著現代信息技術在人們生活中越來越常見，人工交互體驗逐漸成為社會關注的熱點，并對制造、生產、研發、設計、生活等諸多方面產生影響。

而隨著Arm技術的進一步發展，該技術的出現完善了人機交互體驗的模式，與傳統的人機交互體驗相比，在Arm技術影響下，新的人機交互體驗可以通過更加先進的技術對用戶體驗過程進行優化，用戶不僅能夠在人機交互過程中獲得更多體驗，且體驗過程的人性化水平更高，因此可以得到更多用戶的支持與認可。

2 基于Arm技術在人工交互體驗中的運用研究

隨著我國Arm技術進一步發展，該技術在人工交互體驗中的應用越來越廣泛，從2017年-2019年的幾年時間中，Arm技術推動了人機交互方式的變革，并且沉浸式的體驗表現的越來越顯著。

2.1 基于Arm技術人工交互體驗的Coertex-A76

從目前相關技術的發展來看，基于Arm技術人工交互體驗的Coertex-A76無疑是沉浸式人機交互體驗的代表，該產品采用了DynamIQ的CPU，雖然在系統設計上采用了傳統的架構，但是相比之下微處理器架構的功能的完善，不僅可以有效解決傳統商品中耗電嚴重的問題，也能為用戶提供更加理想的人機交互體驗。

從技術角度來看，該設備實現對人工交互體驗的進一步完善，并且彰顯了Arm技術的優勢，突出表現為以下幾方面：（1）具有強力的解耦和分支預測功能。該產品在設計期間采用了高帶寬下隱藏延遲的情況，其前端順序取指組間每個周期能夠預測近8個指令，并在運行期間采用了多層次的分支目標方法，能夠確保在人機交互過程中保證高水平的處理量，保證用戶的各種體驗需求都能得到有效滿足。（2）更大的譯碼寬度。Coertex-A76是Arm首款采用4譯碼寬度核心，在這種技術的支持下，每個周期所能處理的指令數據快速增加，并且每個周期中的多個處理作業可以被分配到不同的執行中心中，在這種數據處理過程下，可以實現功能優化指令窗口的運行要求，因此用戶所能得到的人機交互體驗更理想[2]。（3）更強大的向量執行處理能力。在數據處理環節采用了四指令管線整數處理單元，在單元內核中包含了簡單ALU以及多周期整數處理組間，與傳統結構相比性能更強。除此之外，Coertex-A76能夠滿足雙指令管線與浮點運算單元的數據處理要求，使系統的數據處理量更強，是傳統Arm CPU的兩倍以上。（4）強化內存系統。在系統結構的改進過程中，Coertex-A76實現了對緩存架構的優化，不僅能夠針對延遲與寬帶進行協同優化，還通過精密的預取器以及深度內存實現并行處理。

從當前該技術的發展情況來看，該技術的出現改變了智能移動計算格局，而根據目前用戶對沉浸式人機交互體驗的需求，認為Coertex-A76可能會在VR等更成熟的技術上得到進一步發展。

2.2 基于Arm技術人工交互體驗的Mali-G76

Mali-G76是在Arm技術基礎上最新發展而來的GPU技術，采用了Bifrost繪圖結構，因此GPU的性能進一步增強，與初代產品相比，Mali-G76具有更強的機器學習能力，滿足沉浸式人機交互體驗要求。

Mali-G76支持int8 dot的運行要求，因此可以進一步強化機器的學習性能，并且在功能實現中為了強化數據的吞吐量，采用了雙材質貼圖對映器，效率進一步提高。同時為改善傳統設備耗電多、性能密度不理想的情況，在Arm技術基礎上還對緩存器進行調整，通過數量減半但是容量大的緩存器庫區，減少了系統的功率消耗情況。

同時從現有的技術發展情況來看，取樣地址的可變預載一直是影響GPU行業的一個難題，受可變式差值運算的影響，這個運算過程通常實在像素中心中執行的，但在后期運行處理期間一旦采用了取樣頻率的著色功能，則可變差值運算地質就可以在目標地址執行。此時編譯程序需要在指令內完成插值運算地址的編碼工作，并且輸出結果也需要確保有兩個不同的著色器變量，這種處理方法能夠避免在后期的使用中對頻率-樣本著色出現混淆，確保了數據處理效果。在在實際上，上述問題在Mali-G76中得到了解決，與傳統技術相比，Mali-G76能夠在內部設置區塊深度緩沖區空間，這樣就可以完成執行深度預載等基本工作，使深度預載能夠在算出法基礎上獲得數據，避免了延遲問題，并提高了GPU對復雜內容的時效性，確保用戶可以獲得更加理想的人機交互體驗。

2.3 基于Arm技術人工交互體驗的Mali-V76

從目前相關技術的發展情況來看，我國Arm市場中陸續出現的以Mali-V76為視頻處理器的電子產品越來越多，與傳統技術相比，電子產品（如數字電視、智能手機登）在Mali-V76的支持下可以提供更加完美的視覺體驗，并且相關技術正在朝著8K水平發展，對未來市場產生重要影響。

現有研究發現，為確保能夠提供更加完美的視覺體驗，在8K的技術下需要采用8K60規格串流，而與目前正在蓬勃發展的4K60串流相比，8K60串流的帶寬更大，所以為了滿足這種技術需求，技術人員在Arm的基礎上增加AXI總線，這種處理方法增加了數據的處理量，并將整個視頻流水線的緩沖區像素直接增加至8192個，約是傳統技術的兩倍。從人機交互體驗的角度來看，Mali-V76具有更強的編碼質量，可以消除傳統技術下存在的“眨眼造成畫面不連貫”問題，通過在內部構建視頻的連接通路，這樣可以消除傳統技術下的瑕疵，保證用戶能夠捕捉到精彩瞬間。

3 結語

基于Arm的沉浸式人機交互體驗蓬勃發展，相關技術在目前已經形成了一個相對穩定的模式，與傳統技術相比，在Arm技術支持下，用戶所能獲得的人機交互體驗更完善，值得關注。

參考文獻

[1] 曾樂，楊琳琳.汽車產品人機交互用戶體驗測試評價方法[J].電子技術與軟件工程，2018（18）：230.

[2] 牟峰，劉曉涵，王昊宸.人機交互測量在用戶體驗評價中的應用研究[J].工業設計研究，2017（00）：295-299.

[3] 丁一.基于多模式的用戶體驗測量方法研究[D].東北大學，2016.