मोबाइल वीआर के सामने ये चुनौतियां हैं

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विषय

सीमित बिजली बजट
बैंडविड्थ और उच्च संकल्प
कम विलंबता और प्रदर्शन पैनल
ऑडियो और सेंसर
डेवलपर्स और सॉफ्टवेयर
लपेटें

अंत में हम क्रांति में गहरा गोता लगा रहे हैं, क्योंकि कुछ लोग इसे डाल सकते हैं, हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर उत्पादों के साथ बाजार पर लागू होते हैं, और संसाधनों को नवाचारों पर जोर देने के लिए डालते हैं। हालाँकि, इस अंतरिक्ष में प्रमुख उत्पाद लॉन्च होने के बाद हमें एक साल से अधिक समय हो गया है और हम अभी भी उस हत्यारे के आवेदन पर प्रतीक्षा कर रहे हैं ताकि आभासी वास्तविकता को मुख्यधारा की सफलता मिल सके। जब हम प्रतीक्षा करते हैं, नए विकास आभासी वास्तविकता को अधिक व्यवहार्य वाणिज्यिक विकल्प बनाते रहते हैं, लेकिन अभी भी कई तकनीकी बाधाओं को दूर करना है, खासकर मोबाइल वीआर स्पेस में।

सीमित बिजली बजट

मोबाइल आभासी वास्तविकता अनुप्रयोगों का सामना करने वाली सबसे स्पष्ट और अच्छी तरह से चर्चा की गई चुनौती अपने डेस्कटॉप पीसी के समकक्ष की तुलना में बहुत अधिक सीमित बिजली बजट और थर्मल बाधाएं हैं। बैटरी से गहन ग्राफिक्स अनुप्रयोगों को चलाने का मतलब है कि बैटरी जीवन को संरक्षित करने के लिए कम बिजली के घटकों और ऊर्जा के कुशल उपयोग की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, पहनने वाले को प्रोसेसिंग हार्डवेयर की निकटता का मतलब है कि थर्मल बजट को किसी भी उच्चतर पर नहीं धकेला जा सकता है। तुलना के लिए, मोबाइल आमतौर पर एक उप -4 वाट सीमा के भीतर काम कर रहा है, जबकि एक डेस्कटॉप वीआर जीपीयू आसानी से 150 वाट या उससे अधिक का उपभोग कर सकता है।

यह व्यापक रूप से स्वीकार किया है कि मोबाइल वीआर कच्चे पावर के लिए डेस्कटॉप हार्डवेयर से मेल नहीं खाता है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि उपभोक्ता कुरकुरा रिज़ॉल्यूशन पर और उच्च फ्रेम दर के साथ इमर्सिव 3 डी अनुभवों की मांग नहीं कर रहे हैं।

यह व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि मोबाइल वीआर कच्ची बिजली के लिए डेस्कटॉप हार्डवेयर से मेल नहीं खा रहा है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि उपभोक्ता अधिक सीमित शक्ति के बावजूद, एक कुरकुरा रिज़ॉल्यूशन में और उच्च फ्रेम दर के साथ इमर्सिव 3 डी अनुभवों की मांग नहीं करने जा रहे हैं। बजट। 3 डी वीडियो देखने के बीच, 360 डिग्री पुनर्निर्मित स्थानों और यहां तक कि गेमिंग की खोज, मोबाइल वीआर के लिए अभी भी बहुत सारे उपयोग के मामले हैं।

अपने विशिष्ट मोबाइल SoC को पीछे देखते हुए, यह अतिरिक्त समस्याएं पैदा करता है जो कम अक्सर सराहना की जाती हैं। हालाँकि मोबाइल SoCs एक सभ्य ऑक्टा-कोर CPU व्यवस्था और कुछ उल्लेखनीय GPU शक्ति में पैक कर सकता है, पहले से उल्लेखित बिजली की खपत और थर्मल बाधाओं दोनों के कारण, इन चिप्स को पूर्ण झुकाव पर चलाना संभव नहीं है। हकीकत में, मोबाइल वीआर उदाहरण में सीपीयू यथासंभव कम समय के लिए चलना चाहता है, सीमित बिजली बजट के थोक उपभोग करने के लिए जीपीयू को मुक्त करता है। यह न केवल खेल तर्क, भौतिकी गणना और यहां तक कि पृष्ठभूमि मोबाइल प्रक्रियाओं के लिए उपलब्ध संसाधनों को सीमित करता है, बल्कि आवश्यक वीआर कार्यों पर भी बोझ डालता है, जैसे कि स्टीरियोस्कोपिक प्रतिपादन के लिए ड्रा कॉल।

उद्योग इसके लिए पहले से ही समाधान पर काम कर रहा है, जो सिर्फ मोबाइल पर लागू नहीं होता है। Multiview रेंडरिंग OpenGL 3.0 और ES 3.0 में समर्थित है, और इसे Oculus, Qualcomm, Nvidia, Google, Epic, ARM और Sony के योगदानकर्ताओं द्वारा विकसित किया गया था। मल्टीव्यू प्रत्येक दृश्य बिंदु के लिए केवल एक ड्रॉ कॉल के साथ स्टीरियोस्कोपिक रेंडरिंग की अनुमति देता है, सीपीयू आवश्यकताओं को कम करता है और जीपीयू वर्टेक्स नौकरी को भी सिकोड़ता है। यह तकनीक 40 से 50 प्रतिशत के बीच प्रदर्शन में सुधार कर सकती है। मोबाइल अंतरिक्ष में, मल्टीव्यू पहले से ही कई एआरएम माली और क्वालकॉम एड्रेनो उपकरणों द्वारा समर्थित है।

आगामी मोबाइल वीआर उत्पादों में एक और नवीनता दिखाई देने की उम्मीद है, यह है फेवरिंग रेंडरिंग। आंखों की ट्रैकिंग तकनीक के साथ संयोजन के रूप में उपयोग किया जाता है, फोव्ड रेंडरिंग केवल एक उपयोगकर्ता के सटीक केंद्र बिंदु को पूर्ण रिज़ॉल्यूशन में और परिधीय दृष्टि में वस्तुओं के रिज़ॉल्यूशन को कम करके एक GPU पर लोड को हल्का करता है। मानव दृष्टि प्रणाली को अच्छी तरह से पूरक करता है और GPU लोड को काफी कम कर सकता है, जिससे बिजली की बचत होती है और / या अन्य CPU या GPU कार्यों के लिए अधिक शक्ति मुक्त होती है।

बैंडविड्थ और उच्च संकल्प

जबकि मोबाइल वीआर स्थितियों में प्रसंस्करण शक्ति सीमित है, कम विलंबता, उच्च रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले पैनल की मांगों सहित अन्य आभासी वास्तविकता प्लेटफार्मों के रूप में प्लेटफॉर्म को अभी भी उसी आवश्यकताओं के लिए निहारना है। यहां तक कि जिन लोगों ने वीआर डिस्प्ले देखा है, जो एक क्यूएचडी (2560 x 1440) रिज़ॉल्यूशन या प्रति आंख के रिफ्ट हेडसेट के 1080 × 1200 रिज़ॉल्यूशन का दावा करते हैं, संभवतः छवि स्पष्टता से थोड़ा अभिभूत हो गए होंगे। अलियासिंग विशेष रूप से समस्याग्रस्त है कि हमारी आँखें स्क्रीन के बहुत करीब हैं, किनारों के साथ विशेष रूप से मोटे तौर पर दिखने या गति के दौरान दांतेदार दिखाई देते हैं।

जानवर बल समाधान प्रदर्शन संकल्प को बढ़ाने के लिए है, 4K अगले तार्किक प्रगति के साथ है। हालाँकि, उपकरणों को रिज़ॉल्यूशन की परवाह किए बिना एक उच्च ताज़ा दर बनाए रखने की आवश्यकता होती है, जिसमें 60 हर्ट्ज को न्यूनतम लेकिन 90 या 120 हर्ट्ज माना जाता है। यह सिस्टम मेमोरी पर एक बड़ा बोझ डालता है, आज के उपकरणों की तुलना में कहीं भी दो से आठ गुना अधिक है। मेमोरी बैंडविड्थ मोबाइल वीआर में पहले से ही अधिक सीमित है, क्योंकि यह डेस्कटॉप उत्पादों में है, जो साझा पूल के बजाय तेजी से समर्पित ग्राफिक्स मेमोरी का उपयोग करते हैं।

ग्राफिक्स बैंडविड्थ को बचाने के लिए संभावित समाधानों में कम्प्रेशन तकनीकों का उपयोग शामिल है, जैसे कि एआरएम और एएमडी के एडाप्टिव स्केलेबल टेक्सचर कंप्रेशन (एएसटीसी) मानक या दोषरहित एरिक्सन टेक्सचर कंप्रेशन फॉर्मेट, दोनों ओपनग्ल और ओपनजीएल ईएस के आधिकारिक विस्तार हैं। एआरसी को एआरएम के नवीनतम माली जीपीयू, एनवीडिया के केपलर और मैक्सवेल टेग्रा SoCs और इंटेल के नवीनतम एकीकृत GPUs में भी हार्डवेयर का समर्थन किया गया है, और असम्पीडित बनावट के उपयोग से कुछ परिदृश्यों में 50 प्रतिशत से अधिक बैंडविड्थ को बचा सकता है।

बनावट संपीड़न का उपयोग 3 डी अनुप्रयोगों द्वारा आवश्यक बैंडविड्थ, विलंबता और मेमोरी को कम कर सकता है। स्रोत - एआरएम

अन्य तकनीकों को भी लागू किया जा सकता है।Tessellation का उपयोग सरल वस्तुओं से अधिक विस्तृत दिखने वाले ज्यामिति का निर्माण कर सकता है, जिससे कुछ अन्य महत्वपूर्ण GPU संसाधनों की आवश्यकता होती है। डिफर्ड रेंडरिंग और फॉरवर्ड पिक्सेल किल, क्रॉल किए गए पिक्सल्स को रेंडर करने से बच सकते हैं, जबकि बिंनिंग / टाइलिंग आर्किटेक्चर का उपयोग इमेज को छोटे ग्रिड या टाइल्स में विभाजित करने के लिए किया जा सकता है जो प्रत्येक अलग से रेंडर किए गए हैं, जो सभी बैंडविड्थ पर बचा सकते हैं।

वैकल्पिक रूप से, या अधिमानतः अतिरिक्त, डेवलपर्स सिस्टम बैंडविड्थ पर तनाव को कम करने के लिए छवि गुणवत्ता के लिए बलिदान कर सकते हैं। ज्यामिति घनत्व को लोड को कम करने के लिए उपयोग किया जा सकता है या अधिक आक्रामक culling किया जा सकता है, और शीर्ष डेटा रिज़ॉल्यूशन को पारंपरिक रूप से उपयोग की जाने वाली 32-बिट सटीकता से नीचे 16-बिट तक घटाया जा सकता है। इनमें से कई तकनीकों का उपयोग पहले से ही विभिन्न मोबाइल पैकेजों में किया जा रहा है, और साथ में वे बैंडविड्थ पर तनाव को कम करने में मदद कर सकते हैं।

मोबाइल वीआर स्पेस में न केवल मेमोरी एक बड़ी बाधा है, बल्कि यह बिजली का एक बड़ा उपभोक्ता भी है, जो अक्सर सीपीयू या जीपीयू की खपत के बराबर होता है। मेमोरी बैंडविड्थ और उपयोग पर बचत करके, पोर्टेबल वर्चुअल रियलिटी सॉल्यूशंस को बैटरी जीवन को देखना चाहिए।

कम विलंबता और प्रदर्शन पैनल

विलंबता के मुद्दों की बात करें, तो अभी तक हमने केवल OLED डिस्प्ले पैनल वाले वीआर हेडसेट्स को देखा है और यह ज्यादातर तेज पिक्सेल स्विचिंग के समय के एक मिलीसेकंड के कारण होता है। ऐतिहासिक रूप से, एलसीडी बहुत तेजी से ताज़ा दरों के साथ भूत के मुद्दों से जुड़ा हुआ है, जिससे उन्हें वीआर के लिए अनुपयुक्त बना दिया गया है। हालाँकि, बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले एलसीडी पैनल अभी भी OLED समकक्षों की तुलना में सस्ते हैं, इसलिए इस तकनीक पर स्विच करने से VR हेडसेट्स की कीमत को और अधिक किफायती स्तर तक लाने में मदद मिल सकती है।

मोशन टू फोटॉन लेटेंसी उप 20ms होनी चाहिए। इसमें पंजीकरण और प्रसंस्करण आंदोलन, प्रसंस्करण ग्राफिक्स और ऑडियो, और प्रदर्शन को अपडेट करना शामिल है।

आभासी वास्तविकता प्रणाली के समग्र विलंबता में प्रदर्शन विशेष रूप से महत्वपूर्ण हिस्सा होते हैं, जो अक्सर प्रतीत होता है और उप-बराबर अनुभव के बीच अंतर करता है। एक आदर्श प्रणाली में, मोशन-टू-फोटॉन लेटेंसी - आपके सिर को हिलाने और प्रदर्शन का जवाब देने के बीच का समय - 20 मिलीसेकंड से कम होना चाहिए। स्पष्ट रूप से 50ms का प्रदर्शन यहां अच्छा नहीं है। सेंसर और प्रसंस्करण विलंबता को समायोजित करने के लिए आदर्श रूप से पैनलों को उप-5ms होना चाहिए।

वर्तमान में एक लागत प्रदर्शन व्यापार बंद है जो OLED का पक्षधर है, लेकिन यह जल्द ही बदल सकता है। उच्च ताज़ा दरों और कम काले-से-सफेद प्रतिक्रिया समय के लिए एलसीडी पैनल, जो अत्याधुनिक तकनीकों का उपयोग करते हैं, जैसे कि बैक लाइट को ब्लिंक करना, बिल को अच्छी तरह से फिट कर सकता है। जापान डिस्प्ले ने पिछले साल ऐसे ही एक पैनल को दिखाया, और हम अन्य निर्माताओं को भी ऐसी ही तकनीकों की घोषणा करते हुए देख सकते हैं।

ऑडियो और सेंसर

जबकि अधिकांश सामान्य आभासी वास्तविकता विषय छवि गुणवत्ता के आसपास घूमते हैं, इमर्सिव वीआर को उच्च रिज़ॉल्यूशन, स्थानिक रूप से सटीक 3D ऑडियो और कम विलंबता सेंसर की भी आवश्यकता होती है। मोबाइल दायरे में, यह सब एक ही प्रतिबंधित बिजली बजट के भीतर किया जाना है जो सीपीयू, जीपीयू और मेमोरी को प्रभावित करता है, जो आगे की चुनौतियां पेश करता है।

हमने पहले सेंसर लेटेंसी के मुद्दों को छुआ है, जिसमें एक आंदोलन को पंजीकृत होना चाहिए और उप 20ms मोशन टू फोटॉन लेटेंसी लिमिट के हिस्से के रूप में संसाधित होना चाहिए। जब हम मानते हैं कि वीआर हेडसेट्स एक्स, वाई और जेड एक्सिस में से प्रत्येक में 6 डिग्री मोशन - रोटेशन और यव का उपयोग करते हैं - प्लस नई तकनीकें जैसे आई ट्रैकिंग, कम से कम इकट्ठा करने और प्रोसेस करने के लिए निरंतर डेटा की काफी मात्रा है। विलंबता।

इस विलंबता को यथासंभव कम रखने के लिए समाधान के लिए अंत-टू-एंड दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है, जिसमें हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर दोनों समानांतर रूप से इन कार्यों को करने में सक्षम होते हैं। सौभाग्य से, मोबाइल उपकरणों के लिए, समर्पित कम पावर सेंसर प्रोसेसर और हमेशा-ऑन प्रौद्योगिकी का उपयोग बहुत आम है, और ये काफी कम बिजली से चलते हैं।

ऑडियो के लिए, 3 डी पोजीशन गेमिंग और इस तरह लंबे समय तक इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है, लेकिन एक हेड रिलेटेड फंक्शन (एचआरटीएफ) और कन्वेक्शन रिवरब प्रोसेसिंग का उपयोग, जो यथार्थवादी साउंडिंग सोर्स पोजिशनिंग के लिए आवश्यक हैं, काफी प्रोसेसर गहन कार्य हैं। यद्यपि ये सीपीयू पर किए जा सकते हैं, एक समर्पित डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसडी) इन प्रकार की प्रक्रियाओं को और अधिक कुशलता से कर सकता है, दोनों प्रसंस्करण समय और शक्ति के संदर्भ में भी।

इन विशेषताओं को ग्राफिक्स और प्रदर्शन आवश्यकताओं के साथ जोड़कर, जिनका हम पहले ही उल्लेख कर चुके हैं, यह स्पष्ट है कि इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कई विशेष प्रोसेसर का उपयोग सबसे कारगर तरीका है। हमने देखा है कि क्वालकॉम अपने प्रमुख और सबसे हाल के मध्य-स्तरीय स्नैपड्रैगन मोबाइल प्लेटफ़ॉर्म की विषम गणना क्षमता बनाती है, जो विभिन्न प्रसंस्करण इकाइयों को एक ही पैकेज में उन क्षमताओं के साथ जोड़ती है जो इन मोबाइल वीआर की कई जरूरतों को पूरा करने के लिए अच्छी तरह से उधार देती हैं। हम संभवतः कई मोबाइल वीआर उत्पादों में पैकेज पावर के प्रकार देखेंगे, जिसमें स्टैंडअलोन पोर्टेबल हार्डवेयर भी शामिल है।

डेवलपर्स और सॉफ्टवेयर

अंत में, इन हार्डवेयर प्रगति में से कोई भी सॉफ्टवेयर सूट, गेम इंजन और एसडीके के बिना डेवलपर्स का समर्थन करने के लिए बहुत अच्छा नहीं है। आखिरकार, हम हर डेवलपर को हर एप्लिकेशन के लिए पहिया को फिर से लागू नहीं कर सकते। यदि हम आवेदनों की एक विस्तृत श्रृंखला को देखने जा रहे हैं, तो विकास लागत कम और गति यथासंभव तेज रखना महत्वपूर्ण है।

SDKs विशेष रूप से प्रमुख VR प्रसंस्करण कार्यों को लागू करने के लिए आवश्यक हैं, जैसे कि एसिंक्रोनस टिमवर्प, लेंस विरूपण सुधार और स्टीरियोस्कोपिक प्रतिपादन। विषम हार्डवेयर सेटअपों में बिजली, थर्मल और प्रसंस्करण प्रबंधन का उल्लेख नहीं है।

सौभाग्य से सभी प्रमुख हार्डवेयर प्लेटफॉर्म निर्माता एसडीके को डेवलपर्स के लिए पेश करते हैं, हालांकि बाजार क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म समर्थन की कमी के परिणामस्वरूप एक खंडित है। उदाहरण के लिए, Google के पास Android के लिए अपना वीआर एसडीके और लोकप्रिय एकता इंजन के लिए एक समर्पित एसडीके है, जबकि ओकुलस के पास अपने मोबाइल एसडीके को गियर वीआर के लिए सैमसंग के साथ मिलकर बनाया गया है। महत्वपूर्ण रूप से, क्रोनोस समूह ने हाल ही में अपनी ओपनएक्सआरआर पहल का अनावरण किया जो आसान क्रॉस प्लेटफॉर्म विकास को सुविधाजनक बनाने के लिए डिवाइस और एप्लिकेशन स्तर दोनों स्तरों पर सभी प्रमुख प्लेटफार्मों को कवर करने के लिए एक एपीआई प्रदान करने का लक्ष्य है। OpenXR 2018 से कुछ समय पहले अपने पहले वर्चुअल रियलिटी डिवाइस में समर्थन देख सकता था।

लपेटें

कुछ मुद्दों के बावजूद, प्रौद्योगिकी का विकास चल रहा है, और कुछ हद तक यहां पहले से ही, यह मोबाइल आभासी वास्तविकता को कई अनुप्रयोगों के लिए व्यावहारिक बनाता है। मोबाइल वीआर में कई लाभ हैं जो केवल डेस्कटॉप समकक्षों पर लागू नहीं होते हैं, जो इसे निवेश और साज़िश के योग्य मंच बनाना जारी रखेगा। पोर्टेबिलिटी फैक्टर मोबाइल वीआर को एक अधिक शक्तिशाली पीसी से जुड़े तारों की आवश्यकता के बिना मल्टीमीडिया अनुभवों और यहां तक कि लाइट गेमिंग के लिए एक सम्मोहक मंच बनाता है।

इसके अलावा, बाजार पर मोबाइल उपकरणों की सरासर संख्या जो तेजी से आभासी वास्तविकता क्षमताओं से लैस हैं, यह सबसे बड़े लक्षित दर्शकों तक पहुंचने के लिए इसे पसंद का मंच बनाती है। यदि वर्चुअल रियलिटी एक मुख्यधारा का मंच बनना है, तो इसे उपयोगकर्ताओं की आवश्यकता है, और मोबाइल टैप करने के लिए सबसे बड़ा उपयोगकर्ता आधार है।