真正的无线 VR 到底应该如何实现?

在上一篇文章中，小编为您详细介绍了关于《VR是冲击零售业的新兴科技》相关知识。本篇中小编将再为您讲解标题真正的无线 VR 到底应该如何实现?。

  　　俗话说鱼与熊掌不可兼得!VR领域的“便携性”与“高质量”同样如此——手机cardboard便携性不错，但画质体验明显不足，而PC端VR虽然在画质及流畅度上占有优势，但却被与电脑连接的数据线给束缚住了。因此，给PC端VR剪“辫子”，成了人们最大的愿望。　　其实，目前市面上已经有部分厂家利用VR背包实现了所谓的无线VR，但这背着沉重而发热的背包玩VR游戏显然不是VR发展的理想状态。真正理想中的无线VR应该依托于电池以及低功耗高性能GPU等技术的发展，是一种类似于OculusRift而非GearVR的自带运算单元的一体机。　　而现在较为现实的方法是利用高性能计算机对VR视频进行渲染，并实时无线传输到VR头盔中。看起来好像很简单，但实际上却困难重重：　　VR视频，信息量太大　　以2048*1080分辨率的画面举例，在VR环境中至少需要6个面才能组成全景画面。为保证没有延迟感，至少需要60fps，同时由于色彩的成像是3原色，在不进行数据压缩的情况下，将以上数据相乘即可得到每秒需要传输的bytes数，换算之后约为17.8Gbps，即使只算一个面也有近3Gbps。而目前最快的802.11ac无线标准的通讯带宽为1.3Gbps，虽然是之前802.11n标准(最高600Mbps)的几倍，但仍然不够用。　　因此，我们只有两个选择，接着寻找其他替代传输方式或者对数据进行压缩再传输。然而，数据压缩太多，传输虽容易了，但解压缩的时间也比较漫长(当然，也不能排除个别非常牛逼的算法能很好地解决这个问题)，延迟感加重。  

  　　因此，寻找更快的数据传输方案成了几乎唯一的选择。　　一般而言，无线电频率越高，信息传输速度便越快。因此，要想支持VR的高数据量，我们可以向更高频率的无线电方向进发。鉴于此前像OculusRift等顶级VR头盔都是采用HDMI接口，而HDMI有线传输理论最高传输速度为5Gbps。因此，5Gbps应该是无线VR的基础带宽要求。可预见的未来，或许仅仅只有以下六种无线方案有实现无线VR的可能：　　1、升级版802.11ac：虽然802.11ac无线标准最快只有1.3Gbps，但实际上它也可以通过8×8MIMO、256QAM调制和绑定4个40MHz信道来实现7Gbps的带宽，只不过该方法功耗比较大。　　据了解，深圳天网虚拟现实旗下的ONAIRVR无线VR传输技术便是采用了802.11ac方案。不过，目前并不明确其是否使用了类似上述升级版技术。另据了解，ONAIRVR还采用了高效的数据压缩方法，可将VR图像进行四百分之一到千分之一的压缩，通过无线进行实时传输后，在手机上解压呈现，而且难为可贵的是其延时仅10毫秒左右。　　动点科技曾体验过该技术，其可以通过一个路由器同时为三个GearVR传输不同的画面，并没有感受到太大的延迟感，虽然只是一个静止而非有人物运动的游戏场景。  

  　　2、802.11ax：它和802.11ac一样工作在5GHz频段，不同之处在于802.11ax使用了MU-MIMO技术，将信号在时域、频域、空域等多个维度上分成四个不同的“信号通道”，每一个“信号通道”能单独与一台设备进行通信，通信效率成倍提高。　　另外，它还采用了一种名叫OFDMA的全新信号调制编码算法，能把一个信号通道分成数十甚至数百个更小的正交子信道，然后将这些子信道紧密叠加在一起，再分配给不同用户，同样时间内传输数据的效率就大大提高了，最快可达14Gbps。　　不久前，无线方案解决商Quantenna也正式发布了业界首款支持下一代Wi-Fi标准802.11ax的全新网络芯片QSR10G-AX，最高速度可达到了10Gbps。如此看来，该技术的商业应用或许不远了。　　3、802.11ad(WiGig)：与工作在2.4GHz和5GHz频率下的802.11n，以及工作在5GHz频率下的802.11ac不同，802.11ad规范则是工作在60GHz高频率，单信道传输速率理论上可高达7Gbps。　　另外，802.11ad的网络延迟非常低，可以实现仅为10ms的延迟，堪比有线网络。目前该方案的技术落地相对扎实，SiBEAM已经推出了USB适配器等解决方案，TP-Link也推出了相应的无线路由器，不过它要普及可能还得花上些时间。　　4、SiBEAMSnap：2015年初，SiBEAM推出了SiBEAMSnap无线连接器技术。SiBEAM称，通过领先全球使用标准CMOS技术制造60GHz芯片配合Snap技术，传输速度可达12Gb/s。　　5、WirelessHD：2013年9月，LG、松下、NEC、三星电子、索尼以及东芝公司成立了WirelessHD小组，该方案工作在60GHz频率下，制定之初，即可提供4Gbps的带宽，足以满足1080P无损视频的需求，且延迟仅在5到15毫秒之间;同时潜力充足，预计最终能够提供25Gbps的高带宽。  

  　　目前在60GHz频段试图实现无线VR的企业很多，不过由于大部分公司都未公布自己具体利用了哪些技术。例如：　　第一家使用60Ghz进行无线虚拟现实头盔设计的公司是SeriousSimulations，配合一款名叫“reformatter”的设备，能让整个数据传输过程所需的时间不超过20微秒。不过，其分辨率仅为1920*1080@60fps。　　国内ZVR也有同样60Ghz方案，在30米有效活动区间内，仅有1毫秒的显示输出延时，其分辨率也为1920*1080@60fps。　　MIT实验室MoVR采用某未公开频段毫米波(通常认为毫米波频率范围为26.5～300GHz)通信，经过测试，目前MoVR数据的最大传输速率可以达到数Gbps。　　而最近正在帮HTCVive剪辫子的TPCAST(题图)也被猜测使用了该频段技术，但TPCAST工作人员目前只承认其部分利用了现有Wi-Fi技术。有消息称目前TPCAST达到的是3.5Gbps，可在2ms延时下，完成2k画质、90fps的传输。　　然而，悲剧的是，由于60GHz穿透性差，室内需要直射路径和反射路径通信，室外有严重的大气衰减和路径损耗，室内人类活动引起的遮挡也会带来信道衰减的剧烈波动。其中WirelessHD最高发射功率被限制在10W以下，因此WirelessHD最远传输现阶段仅能达到10米。WiGig传输距离一般只有3-5米左右，改进采用的波束成形技术也仅能使其传输距离达到10米以上。  

  　　6、Li-Fi技术：Li-Fi是一种利用可见光波谱进行数据传输的全新无线传输技术，由于工作频率更大，数据传输速度也更大。基于LED的Li-Fi可达到10Gbps的数据传输速率，而激光传输数据的速率可以很容易超出100Gbps。但Li-Fi技术的商用落地，估计也要等个几年。　　总的来说，无线电频率越高，其数据传输速度便越快，只是可惜无线电频段作为紧缺的资源，不同频段的用途基本都已经被国家法律给规定了，不能随便乱用。否则，只要采用更好频率的通信手段就能很好地解决无线VR的问题了，数据量再大也不是问题。　　数据解压缩技术，严格保密的商业机密　　近来关于无线VR的报道，基本上都是依靠更高频率的无线电来实现的。对其中可能涉及的高压缩率、即时的解压缩技术却是几无提及。一方面说明提高无线电频率是主流，另一方面也说明了解压缩算法的难度。　　ONAIRVR将VR图像进行四百分之一到千分之一的压缩，通过无线进行实时传输后，在手机上解压呈现，延时仅10毫秒左右。ONAIRVR从未提及该技术的具体信息，只说这是他们的核心机密。  

  　　杭州幻行科技也有能力做到无线VR，其号称采用ZigBee进行无线传输(看似几乎不可能实现)，技术核心也在视频解压缩上，幻行科技曾告诉动点科技其关键点就在于取舍。但再往深里，幻行也不愿意再谈了。　　其实，不管无线VR未来采用哪个频段技术，数据压缩都是极具价值的。如此说来，是否就成了得解压缩技术者得天下呢?。  

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