Výskumníci v oblasti Purdue vyvíjajú Furion® – nový rámec VR umožňujúci vysoko kvalitnú virtuálnu realitu na mobilných zariadeniach

TL; DR: Vďaka relatívne nedávnej dostupnosti náhlavných súprav na trhu s virtuálnou realitou (VR) na veľkom trhu nie je možné poprieť, že táto technológia zostane. Podľa Y. Charlie Hu, profesora elektrotechniky a informatiky v Purdue, musí byť VR na mobilných zariadeniach ľahko dostupná, aby sa stala skutočnou súčasťou nášho každodenného života. A teraz vedci v Purdue realizujú tento sen s Furionom. Nová softvérová platforma umožňuje neviazaný prístup k vysokokvalitnej VR z existujúcej technológie smartfónov. Ako povedal Charlie, Furion predstavuje prvý krok vo výskume ďalšej hranice vo virtuálnej realite – mobilizácia technológie s takou skúsenosťou, akú sme nikdy predtým nevideli.


Od chvíle, keď sa na trhu prvýkrát objavil Pokémon Go, hráči hrali v hre v húfoch, aby sa vydali na cesty vedené pomocou GPS, aby zachytili virtuálne príšery na miestach skutočného života – od Charmanders na doskách až po Spearows na chodníkoch. Herní fanatici sa však tvrdo naučili, že pokiaľ ide o stretnutia s rozšírenou realitou (AR) s tvormi Pokémonov, je nemožné „chytiť ich všetkých“ pomocou vybitej batérie smartfónov..

Aj keď hyperpopulárna aplikácia priniesla revolučný zážitok z hrania hry AR, v dnešných mobilných zariadeniach je mimoriadne zdaňovaná..

„Pokémon Go je dnes jednou z najnáročnejších aplikácií,“ povedala Y. Charlie Hu, profesorka elektrotechniky a informatiky na Purdue University. Poznamenala, že táto hra dokáže za pár hodín urobiť úplne nabitý smartphone bez života..

Headshot Y. Charlie Hu a logo Purdue Engineering

Purdue’s Y. Charlie Hu nám povedal, že technológia Furion dodáva vysokokvalitné VR do mobilných zariadení.

Ale vzhľadom na to, že AR hry, ako je Pokémon Go, iba prekrývajú digitálne objekty nad užívateľským pohľadom na skutočný svet (ako je vidieť prostredníctvom smartfónu), nie sú ničím porovnateľným so zážitkom z plne pohlcujúcej virtuálnej reality (VR), pokiaľ ide o vybitia batérie. Vysoko kvalitné VR hry sú tak energeticky náročnejšie, že vyžadujú špeciálne zariadenie pripútané k serveru alebo PC, ktoré vykonáva veľké zaťaženie vykreslenia pomocou káblov, ktoré bránia mobilite a predstavujú nebezpečenstvo zakopnutia. Charlie povedal.

Spolu s ďalšími výskumníkmi v Purdue sa zameriavajú na oslobodenie používateľov takýchto obmedzení prostredníctvom vývoja revolučného softvéru Furion, ktorý využíva kooperatívne vykresľovanie na zníženie zaťaženia smartfónov, čo im umožňuje podporovať VR. Nová technológia, produkt kvantitatívnej výskumnej štúdie vedcov o realizovateľnosti vysokokvalitného VR na nepripojených zariadeniach, dokonca spĺňa priemyselné štandardy pre kvalitu skúseností (QoE). Podľa Charlieho bude softvér kľúčom k motivácii vývojárov, aby vytvárali viac obsahu, slúžia širšiemu publiku hráčom VR a nakoniec začínajú rast odvetvia..

Prečo lepší výkon hardvéru & Bezdrôtové siete nie sú riešením

Charlie a jeho tím študovali súčasný stav vysoko kvalitných aplikácií VR na moderných smartfónoch a zistili, že aj dnešné špičkové mobilné zariadenia, ako je napríklad Google Pixel, sú asi desaťkrát menej výkonné, než je potrebné na dosiahnutie prijateľnej hodnoty VR QoE. Podľa Charlieho však čakanie na pokrok v hardvérových a bezdrôtových sieťach jednoducho nepomôže.

“Nejde o obmedzenia hardvérovej technológie,” uviedol. „Určite môžeme hardvér vo vašom smartfóne desaťkrát vylepšiť na podporu vysokokvalitného VR vo vašom smartfóne; technológie, vieme, ako to urobiť. “

Aj keď táto technológia existuje, Charlie povedal, že nie je pripravená na implementáciu z praktického dôvodu: obmedzenia lítium-iónových batérií.

“Schopnosť smartphonu sa do značnej miery narušila jednoducho preto, že sa nám nepodarilo vymyslieť lepšiu batériu,” uviedol..

Kým nebudeme mať lepšiu batériu, výkonnejšie telefóny na trhu podľa Charlieho jednoducho vybijú batérie neudržateľnou rýchlosťou..

Povedal, že je tiež nepravdepodobné, že čakanie na príchod bezdrôtových sietí budúcej generácie bude mať vplyv na uľahčenie neviazaných zážitkov s VR na mobilných zariadeniach. Podľa štúdie skupiny „šírka pásma multi-Gbps sľúbená budúcou generáciou bezdrôtových sietí nezabráni uskutočneniu vzdialeného vykreslenia, pretože spracovanie paketov pri 10-krát vyššej rýchlosti prenosu údajov ďaleko prekročí schopnosť mobilného CPU“, čo je: opäť obmedzené obmedzeniami na batériu.

Podpora inovácií motiváciou vývojárov softvéru

Súčasne čelí priemysel VR cyklickému dilemu. Spotrebitelia váhajú s nákupom zariadení VR a vývojári nie sú zvlášť inšpirovaní tvorbou hier pre jednotky, ktoré nepredávajú.

Doposiaľ sa predalo menej ako 1 milión smartfónov [VR jednotiek] a 1 milión je malý počet, pretože máme 2 miliardy smartfónov, “uviedol Charlie. „Predaj hardvéru sa nezvýšil rýchlo z dôvodu nedostatku obsahu VR. Nechcete kupovať špeciálne hardvérové ​​vybavenie VR iba na hranie jednej hry VR. Ak máte neobmedzené množstvo VR aplikácií, ktoré si môžete kúpiť a hrať, máte oveľa väčšiu motiváciu investovať. “

Charlie Hu a postgraduálny študent pracujúci na Furione

Y. Charlie Hu a jeho tím vyvinuli technológiu pre neviazanú VR. (Purdue University image / Erin Easterling)

S malým podnetom pre tvorcov obsahu, aby vyvíjali aplikácie VR, sa priemysel stal nehybným. Tam prichádza Charlieho tím.

“Predstavte si, že môžeme zlepšiť kvalitu VR na [high-end] smartphonoch,” uviedol. “Potom zrazu môžeme túto dilemu prekonať.” Tvorca obsahu VR je oveľa motivovanejší na vytváranie nového obsahu VR, pretože existuje väčší trh a, dúfajme, že to podporí predaj špeciálneho hardvéru VR. “

Prinášajte VR širšiemu publiku prostredníctvom kooperatívneho vykresľovania

Za týmto účelom Charlie a jeho tím navrhli nový typ softvéru Fusion, ktorý využíva kooperatívny renderovací prístup na oddelenie interakcií v popredí od prostredia v pozadí. Táto technológia umožňuje vysoko kvalitné VR na súčasných mobilných zariadeniach a bezdrôtových pripojeniach.

“Išlo viac o inžinierstvo ako o radikálne a nové nápady,” uviedol Charlie. „Hlavnou myšlienkou IT riešenia je vyťaženie.“

A zatiaľ čo vykládka ako koncepcia bola zavedená už nejaký čas, tím vyvinul úplne nový spôsob jej uplatňovania.

Ukážka príkladu kvality VR Viking Village

Viking Village je iba jednou z hier, na ktorých bola nová technológia testovaná. (Purdue University image / Erin Easterling)

“Naším kľúčovým poznatkom je to, že môžeme oddeliť vykresľovanie popredia od pozadia a potom zaťažiť vykreslenie pozadia náročné na zaťaženie na oveľa výkonnejší počítač cez wifi,” uviedol Charlie..

Pozadie prostredia môže byť stiahnuté do PC, pretože sa nemení tak často na snímku, a zmeny, ktoré sa vyskytnú, môžu byť vopred vykreslené a predbežne vyvolané, pretože sú relatívne vzhľadom na umiestnenie hráča, a teda predvídateľné. Mobilné zariadenie je zodpovedné iba za sprostredkovanie interakcií v popredí, čo drasticky znižuje zaťaženie zariadenia. Tieto dva sa potom kombinujú na mobilnom zariadení, aby sa vygenerovali konečné rámce.

Pre vývojárov pracujúcich na vysoko kvalitných aplikáciách VR tento prístup otvára dvere úplne novej skupine zákazníkov.

“Ich zákazníci sa už neobmedzujú len na tých, ktorí majú súčasné hardvérové ​​vybavenie VR,” uviedol Charlie. “Zrazu majú prístup k oveľa širšiemu publiku.”

Poskytuje vynikajúcu QoE s 60 FPS a nízkou latenciou

Hu a jeho tím dokázali kvantifikovať úspech Furionu pri umožňovaní vysoko kvalitnej virtuálnej reality na dnešných smartfónoch určením vizuálnej kvality, obnovovacích kmitočtov a latencie, aby sa určil potenciálny QoE používateľov..

“Priemysel virtuálnej reality je dobre definovaný dvoma špecifickými meraniami: latencia a obnovovacia frekvencia, ktorá musí byť aspoň 60 snímok za sekundu,” uviedol Charlie..

Rozdelením interakcií v popredí z prostredia na pozadí sa splní požiadavka 60 FPS s časom vykreslenia rámca do 14 ms, čo zabezpečuje QoE.

Tento medzník sa však týka iba jednotlivcov.

“Zatiaľ sme problém vyriešili iba pre jedného používateľa,” uviedol Charlie.

Vzhľadom na to Charlie a jeho tím dúfajú, že prekonajú väčšie prekážky, čím rozširujú rozdeľovací výkon Furionu, aby umožnili podporu viacerých hráčov, čo si vyžaduje ešte viac zdrojov..

„V súčasnosti rozširujeme toto riešenie o podporu hier pre viacerých používateľov VR,“ uviedol. „Bude to oveľa náročnejšia výzva, ale na tom budeme ďalej pracovať.“

Jeffrey Wilson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
    Adblock
    detector