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“VR半月谈”第12期:无线VR哪家强?

2016年作为虚拟现实元年,三大VR头显(HTC Vive、OculusRiftCV1、Sony PSVR)的正式铺货已经让人初窥虚拟现实的门径,什么值得买也两次于值友节上在现场为各位值友带来了VR体验环节。张大妈的小伙伴VR君(由林之乎同学扮演)也将定期与大家分享最新的VR资讯,第12期的《VR半月谈》来与大家细说一下当前无线VR的发展与代表性产品~

当下VR体验的一个短板在于头显与主机端有线连接的方式束缚了用户在虚拟空间中行动的自由程度。今年四月份国内厂商传送科技正式推出了适配HTC Vive的无线套件TPCAST,这也是HTC“剪刀计划”的一部分,而TPCAST自身也是Vive X加速器扶持的项目之一。

TPCAST采用的是60GHz频段的WirelessHD来进行无线传输。从技术规格上来看已经是毫米波范畴,毫米波技术的传输速率可达数Gbps,要优于现行的主流千兆WiFi与其它射频技术。借由高带宽的毫米波作为载体可以传输PC渲染过的高质量VR图形,TPCAST套件仅给整套系统增加了2ms的延时。

外媒UPLOADVR甚至请来了体操运动员来测试,如上动图所示后空翻这种高难度动作完全展示了无线方案的便利性,能大大提高VR沉浸感。想要了解更多的可以参考下边这个视频。

当然HTC也并没有把VR无线化的希望寄托在TPCAST一家身上,在今年的CES上HTC宣布和巨头Intel合作开发基于WiGig的无线VR方案。目前无线技术厂商Display推出了名为DisplayLink XR的工程机正是基于Intel的WiGig技术,从展会上得到的产品信息来看,裸露的电线与黑胶带固定的方式显得完成度不高。

除了DisplayLink以外,还有KwikVR和Quar VR这两个无线方案,但前者使用5G WiFi带宽和延迟差强人意,后者还在早期原型机阶段,在此不多做展开,以下主要根据公开资料对比分析TPCAST和DisplayLink的技术方案长短,希望能抛砖引玉以馈值友。

TPCAST工程版

DisplayLinkXR工程机

组件与易用性

TPCAST套件分为三部分,PC发射端,头显接收端+电池分仓,5G路由器。其中发射端通过Vive的串流盒连接PC,负责将PC渲染的VR内容转为无线信号传出;模块化的接收端(重量约80g)连至VR头显,这一部分使用分体的移动电源进行供电,重量没有叠加到头显上。PC发射端到头显接收端之间是使用WirelessHD协议点对点传输,但由于协议本身没有包括USB信号的通道,因此必须引入第三部分路由器来接收头显部分回传的USB信号,由于回传信号所需要的带宽较小,因此5G路由器即可满足要求。至于套件内的移动电源大约可以使用5小时,能够满足一般的VR体验时长需求,而且可以方便替换进行连续的使用。

TPCAST分体电池仓

而DisplayLink目前有两种工程机,都是PC端发射器+头显端接收器两个组件的组合,因为WiGig的机制可以传输USB信号而不需要通过额外的路由器。其中一种是目前公开展示的内置电池的接收端方案,重量350g(Vive是468g),毫无疑问会大大影响用户使用体验,相比之下TPCAST不带电池的接收端仅80g简直就是福音。相信量产时会采用类似TPCAST电池分仓设计的第二种方案,这也能解决方案一内置电池的续航问题。

内置电池的DisplayLinkXR

但值得一提的是DisplayLink虽然只有发射和接收两个组件,但发射器与PC使用PCIe接口相连, PCIe接口多见于台式机主板,不改变这种连接方式的话,无法与笔记本或者某些PCIe插槽数量有限(必须优先满足显卡)的小型台式机兼容。而TPCAST的发射端使用USB与HDMI这两个外置的通用接口与Vive的串流盒相连,可以说在能用Vive的PC主机或笔记本上都能兼容。

协议之争

前文提及TPCAST的影像传输协议基于Wireless HD无线协议,制定标准的为索尼,博通,松下等,而DisplayLink基于Intel WiGig协议。二者都属于60GHz频段的毫米波技术,Wireless HD的传输带宽目前可以达到25 Gbps,而WiGig目前是7 Gbps。对于当前2160*1200分辨率的主流VR头显而言,需要使用至少4 Gbps的带宽,有线的情况下普遍使用HDMI 1.4线缆,理论带宽为8.16 Gbps。

这可能也是为什么DisplayLink的方案需要“PC端压缩发射-无线传输-头盔接收端解压”的过程,而TPCAST得益于Wireless HD的高带宽而可以进行点对点无损的传输,二者额外延时的不同(7ms vs 2ms,越短越好)可能也是因为DisplayLink多出来的压缩解压步骤增加了延时(PC软压缩画质损耗未知)。假设下一代的顶级VR头显采用4k*2k屏幕,横竖分辨率都是目前的两倍,那带宽的需求将翻4倍,这意味着Wireless HD短期内的带宽余量更大。

Intel WiGig的潜在优势在于它是802.11ad协议,也就是传统是WiFi通用协议的拓展。2017年初已经市售的网件X10 R9000路由器使用了60GHz频段(几乎没设备可以使用,售价高于三千元),联想ThinkPad X1 yoga也能选配intel 18625三频无线网卡(主要是给桌面扩展坞用,整机售价一万元+)。虽然目前还很不成熟,随着需求场景的增加,在可预见的数年内,WiGig的更新版将会被整合进无线网卡和无线路由器并普及。至于时间点,可以参考802.11ac千兆无线普及大概经历了三年,当前市场高端的路由器和无线网卡不支持ac网络的话都不好意思出门跟人打招呼。

TPCAST发射端

DisplayLink XR的发射端

如果是标准之争,天平向巨头倾斜也属正常。对于使用WiGig的方案如DisplayLink而言,未来整合60GHz无线网卡的出现,将为方案省去PC端发射器部分。但软件与接收端硬件需要进行相应调整,也有一定可能需要使用搭载了60GHz的三频路由器进行中继。

而发起WirelessHD联盟的巨头们多是电视厂商,TPCAST早前也是做电视无线投屏发家。因此TPCAST并不能指望未来的通用路由与无线网卡内能兼容该协议。但值得注意的是,对于TPCAST而言,其底层技术架构是支持WiGig的,目前考虑到带宽等因素采用更成熟的WirelessHD进行。业内传闻TPCAST正与高通合作研发下一代方案,考虑到未来可能普及三频无线网卡,也可能整合WiGig支持提前布局。

市场投放

TPCAST在产品投放上已经领先Display Link近一年是客观事实,后者大概在2018年第二季度才能完成量产上市,因此将错过2017年底宏碁与华硕这些PC厂商的VR头显(背后提供技术的微软更愿意称之为MR)。但TPCAST有存在售价相对较高的问题,PC厂商的VR头显预计售价三千左右,国产的VR头显大概也是这个价格,如果TPCAST的无线套件仍保持在现在的1999元,将给市场昂贵的观感。DisplayLink XR及其它无线VR方案的产品售价目前没有信息。

结语

需要注意的是为了满足高带宽需求,无线VR方案多采用60GHz的频段,如前所述60GHz属于毫米波范畴,由于波长太短,以至于容易被现实世界中的物体所阻碍。想想路由器的2.4GHz与5GHz信号,后者的穿墙能力就要显著弱于前者,因此虽然你也许可以戴着TPCAST套件在VR世界翻跟斗,却无法指望60GHz的信号能够穿墙,这对迷宫乐园式的大场景VR而言仍是一个巨大的阻碍,要破解这个天然的物理限制,就只能等分布式发射-接收技术方案出来了。

无线频段越高覆盖范围越小

无线VR解决方案方兴未艾,也必然会适配更多VR头显,成熟后将大大拓展VR的便利程度和使用场景,生态链上下游与吃瓜群众自然喜闻乐见。从目前传送科技和DisplayLink两家的产品来看,在VR表现效果上已经与有线传输无异。具体来看传送科技得益于自身的技术积淀,在四个月内就研发出TPCAST并抢先量产上市,在结构设计和延时等方面也更加合理。而DisplayLinkXR虽然完成度还不太高,但背靠Intel大树,借着标准之利后续发展也不容小觑。不管是哪家笑到最后,让我们期待更成熟的下一代产品与4k分辨率的VR头显一起上市吧~

体验无线VR的科比

往期回顾

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《“VR半月谈”第10期·特辑:来看看这些VR生态下的全景相机》
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特约撰稿人:林之乎

以上图片引用来自互联网,仅供参考


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