因此,头戴式显示器无线化的实现仰赖802.11ad技术的可行性较高。大体而言,802.11ad技术作为无线头戴式显示器的解决方案仍处于研发阶段,即便其带宽大小足够,但在时间上还是会有约100ms延迟,无法达到VR要求。其中,美国芯片商Nitero宣布已和硬件厂伙伴进行合作,将在2016年下半年推出相关的60GHz无线VR产品,届时值得关注其延迟是否可被使用者接受。
若数据和画面等可通过无线通信传输,电力需求则成为另一考虑因素。目前WiGig解决方案的功耗仅0.6~0.8W,以3.5V锂电池来计算,电流约为0.2A左右,可令一般3~3.5Ah的手机电池使用15~17.5小时,负担并不大。
802.11ad技术正开始进入市场,投入的芯片厂以Qualcomm、Intel与SiBEAM为主;CES 2016上,联想的ThinkPad X1 Carbon和宏碁的P648 NB也宣称可支持802.11ad,至于VR上的应用,预计还需1~2年后才会逐渐增多。
感测需求强 软硬件要搭配
在VR装置中,传感器用于侦测各项信息,如定位、测距与使用者的移动摆手等,是一种重要的组件。
1.定位感测与动作感测是VR重点。
大体而言,VR装置内所需感测的行动大体可以分为两类,分别是定位感测和动作感测。定位感测的传感器多以光传感器为主,代表装置即为Microsoft Xbox 360的Kinect;在动作感测方面,最常使用的组件为动作传感器,动作传感器主要指为人熟知的加速度计、陀螺仪与磁力计等,加速度计可用以判别较大的动作,陀螺仪可判断较细微的动作,而磁力计则用以判别方向。
在定位方面,Oculus Rift VR以头戴式显示器内的数十颗红外光LED配合一红外光CMOS摄影机来达成定位功能,利用CMOS摄影机侦测红外光点的变化,进而计算头部相对位置。HTC则是以Lighthouse定位技术,利用高密度红外光激光的发射和接收,侦测出使用者的部分动作变化和位置;其中,2个直立式基站以60次/秒的频率发射红外光光线,低于画面的刷新率。
动作传感器用以侦测用户动态行为,在灵敏度上较光传感器更高。对游戏VR来说,由于后端计算机需从把手(或手套)上取得更多用户动作信息进行算法计算和分析。一般而言,在把手(或手套)内所需的动作传感器较头戴式显示器更多。实际在搭载传感器的数量上,各家并不一致。
此外,游戏VR的传感器需求以加速度计和陀螺仪为主,通常会使用6轴传感器来实现,供货厂商为STMicroelectronics、Invensas与Bosch等大厂。值得一提的是,传感器的具体配置取决于应用场域,例如在需判别方位的应用中,磁力计便不可或缺,而设计有户外使用情景的VR装置,便需添加环境传感器。
2.感测信息搜集需与软件相互搭配。
当后端计算机搜集到传感器所侦测的感测信息后,需以算法进行用户意向侦测,运算、分析与判断所获得的数据,再将其运算结果回传至头戴式显示器的显示面板上。在游戏VR中,算法的主要实现方式以配合使用Unity和Unreal等引擎呈现。
理论上,搜集越多感测信息越能判断出准确的结果,但在实际操作上,软件端需处理感测信息相互冲突的情况,因此过多数据反而有弊无利。如何决定传感器的数量多寡,使其与软件相互进行优化配合,成为VR发展进程中十分重要的方向。