虚构 事实头盔上的明珠，已经被摘下了吗？

2016年11月11日，最让热衷 虚构 事实的科技男们兴奋的，不是得到了女神晚餐的邀请，而是HTC无线 虚构 事实头盔公布的 信息 。是的，这一天应该被记住，就 如同电话在一夜间进化为手机 。

自从Oculus DK1引爆本次 虚构 事实革命后，人们对VR体验的空间要求不停被刷新：桌面级三 自由度、桌面级六 自由度、站立式交互、房间级交互、仓库级多人交互，每一次 晋级都会带来更多的玩法和更好的沉醉式体验 。随着空间要求不停变大，VR输入 设施 日新月异，但VR头显却进展 迟缓，Palmer Luckey曾在CES上明确 示意，制约站立式以上体验的最大 妨碍是电线 。

剪掉VR头盔上的电线，真的那么难吗？

是的，由于VR头盔对技术指标要求极为 苛刻 。首先是延时，合格的VR体验对Motion to Photon的延时要求在20ms内，超过这个 工夫就方便造成眩晕；其次是分辩率，目前VR头显的主流分辩率是2.5k(2560*1440)，在 相符视角要求下低于这个分辩率会有显而易见纱门效应， 毁坏沉醉感；再次是渲染 威力，VR的双目渲染会比单目渲染多 消费70%左右的GPU，减低渲染 威力 几乎会成倍削减画面 品质 。

只管无线 虚构 事实头盔的研发 妨碍重重，但在 谋求无线的 路径上，我们 依旧看到了诸多已提出或 将来会提出的解决 方案，小编将对这些 方案从概念到技术一 一梳理，以勾画出无线 虚构 事实头盔的昨天、今日和明天 。

昨天篇

• 无线 虚构 事实头盔的昨天之一，手机头盔 。

没错，手机头盔是我们最早接触的无线 虚构 事实头盔 。手机头盔从Cardboard开始到体验最佳的Gear VR，再到水货遍地的一体机，其借助于手机芯片的移动化天生做到了无线 。手机头盔的技术无需多述，优势是成本低廉，劣势是不足原生空间 支撑和GPU性能过低， 无奈进行复杂场景和高 品质渲染 。手机头盔在目前移动GPU性能的 禁锢下，最佳 使用场景是全景视频，很难提供站立式以上的高 品质沉醉式交互体验 。

国内最早一批生产手机头盔的是暴风魔镜，在那个VR严峻匮乏的年代暴风魔镜成为中国无线 虚构 事实头盔的启蒙 。

• 无线 虚构 事实头盔的昨天之二，串流式手机头盔 。

串流式手机头盔 可以将PC上运行的 虚构 事实 利用程序视频输出 后果逐帧 拿获(Capture)，将 拿获 后果 通过编码压缩后通过wifi传输到手机头盔或一体机上，由手机头盔或一体机进行解码后输出到屏幕 。串流式手机头盔的 长处是 可以 使用PC上的强悍显卡资源进行复杂场景的高 品质渲染，缺陷是视频编码解码相当费 工夫，叠加wifi传输会带来很长的Motion to Photon延时，造成严峻眩晕感；而且高 品质渲染后的图片 通过视频编码压缩会卓著减低画质 。

串流式手机头盔最早的产品是Trinus VR

Trinus VR 使用CPU进行视频 拿获和编码压缩，传输延时高达100ms以上，但其开启了一个真正的无线时代 。

感激Nvidia的Nvidia Video Codec SDK，我们 可以直接调用GPU的nvenc直接对 利用程序的视频输出进行 拿获和硬编码， 联合手机或Tegra平台的硬解码，视频编码压缩和解码的 工夫可大幅减低到20ms以内 。Nvidia最早将此技术 利用到Shield掌机的跨屏游戏中，但该技术随后被用到串流式手机头盔上，使得串流式手机头盔的Motion to Photon延时减低至40ms以内，最早提出该 方案的是Visus VR 。

只管延时缩小到40ms，但依旧会带来强烈的眩晕感 。

无线 虚构 事实头盔的昨天之三，背包+有线头盔 。

只管无线 虚构 事实头盔的研发大大滞后，但随着人们对大 规模交互的渴求，诞生了一个折中 方案，背包+有线头盔 。

第一次系统化提出背包+有线头盔商业解决 方案的是澳洲的Zero Latency 。

Zero Latency的 指标是提供一个仓库级的多人VR交互 方案，让多个发烧友同时进入到一个游戏场景中游戏 。想做到这点必须连过几道关卡：

首先是无线，由于场地大小设置为400平米，所以发烧友必须以无线 模式进入场景，有线很难 支撑如此大 规模行走；

其次是延时，由于发烧友需求 绝对长期进行游戏，所以在游戏 工夫内不能给发烧友造成显而易见眩晕感，延时操纵必须在主流头显水品，即20ms内；

第三是画面，为营建更好的游戏 空气，必须 使用主机级GPU进行渲染；

第四是位姿计算，由于发烧友以无线 模式行走，故需求进行六 自由度计算，其中位置计算 无奈 依附惯性传感器而 使用了便宜光学 方案(60fps刷新率)，造成位置计算延时至少为16.6ms，外加无线传输延时将大于18ms，所以对眩晕影响更大的 姿势计算必须通过高采样率(1000Hz)的IMU在当地进行 。

Zero Latency 使用了Alienware Alpha主机和移动电源设计的背包系统，背包和服务器通过wifi做数据衔接，显卡达到970m水平， 使用DK2作为头显有线衔接到Alpha，达到了上述四个 指标 。这一背包系统虽不能严格称之为无线头盔但做到了无线头盔所能达到的 后果，缺陷是背包不易穿戴、电池寿命不长 。

Zero Latency的 方案对随后的 虚构 事实主题公园影响深远，最 驰名的便是盐湖城的the Void 。

The Void将背包系统和有线头盔设计的更有外星范，加入力反馈 性能，并 联合Optitrack的光学动捕系统提供了更准确的计算、更多样化的 虚构物体交互等，使得大 规模多人交互系统变得更为 乏味 。

至此背包+有线头盔+wifi的所谓“无线 虚构 事实”解决 方案落定，成为仓库级 虚构 事实交互和VR主题公园的首选 方案，国内也有许多公司推出了无线背包系统 。

微星(MSI)的背包系统

同方的背包系统

索泰(Zotac)的背包系统

今日篇

2016年不是老调长谈的又一个 虚构 事实元年，却是无线 虚构 事实头盔元年 。实现 事实的无线 虚构 事实头盔无外乎两种 步骤，一种是将渲染后的视频信号无线传输，另一种是在头盔中进行高性能渲染 。

开启今日的钥匙，60Ghz通信 。

将渲染后的视频信号无线传输是实现无线 虚构 事实头盔最直接的 步骤 。早在串流式手机头盔时代，人们就 使用了这种借助远程PC进行高性能渲染，并将视频 后果通过wifi输出到头盔上的 步骤 。这种 步骤的最大缺陷便是必须对视频信号进行压缩，由于 相符 品质的原始视频数据至少为1920*1080@60fps，假如不经压缩数据 消费带宽约为3Gbps，而最快的802.11ac通信带宽为1.3Gbps，所以不对数据进行编码压缩将 无奈通过wifi传输 。如前文所述， 即便 使用nvenc硬编码和硬解码，附加延时也会达到接近20ms，这对VR体验而言是 苦难 。

厄运的是60Ghz毫米波通信在2015年下半年 获得了长足进展，目前的WiGig 60Ghz通信最大 可以 支撑7Gbps通信，这也使得将PC端渲染的视频图像不经压缩以raw data 模式无线传输成为可能 。Lattice是 寰球60Ghz模组最大供给商，其提供的模组 可以对1920*1080@60fps的数据进行近 间隔(约20米)的无线传输 。

第一家 使用60Ghz进行无线 虚构 事实头盔设计的公司是Serious Simulations，其生产的无线 虚构 事实头显重要用于军事训练 。

Serious Simulations的无线 虚构 事实头显采纳了两块1920*1080的显示屏进行输出，以 获得更大视角，但受限于单个模块，左右眼为复制模式 。

既然Lattice已经生产了60Ghz 有关模组，那么为何惟独少数团队有 威力设计无线 虚构 事实头盔？缘由很多：

1、 屏幕 。Lattice的模组 使用了1920*1080@60fps的输入输出 标准，所以需求视频以1920*1080的 格局输出图像到模组， 通过60Ghz无线传输后再以1920*1080的 格局输出到屏幕，这就 象征着屏幕必须 可以 承受1920*1080或以下的横屏(Landscape)模式 。通过Panelook网站 可以轻易查到， 支撑横屏模式的屏幕最小为7寸，且 无奈达到1080p，但7寸屏 绝对头显用屏显然太大了 。 事实的头显用屏是5.5寸，且分辩率必须达到1080p，这种屏幕多用在手机上，是竖屏(Portrait)模式， 因此需求对数据进行横竖转换以适应竖屏或双屏模式 。

2、 线速转换 。如前文所述，为实现屏幕转换且不添加延时，就必须要对输出的视频数据进行线速转换，这需求头盔设计团队 存在优异的高速视频信号 解决技能 。

3、 依旧是延时 。以横竖屏转换为例，当进行视频数据90度旋转时，会产生以下状况：

横屏模式下第一行最终一个像素翻转后刚好会成为竖屏模式下最终一行的最终一个像素，使得转换必须在缓存一帧图像后 实现，这使得延时会添加近一帧，优异的团队会采纳更好的算法 实现转换而幸免缓存造成的延时 。

4、 对惯性传感器等输入数据的 解决 。目前的有线 虚构 事实头盔通过USB将头盔中的惯性传感器信息传输到PC上进行数据 交融(Fusion)，以最短延时猎取头盔 姿势，进而计算摄像机 姿势并渲染画面 。当头盔的视频输出变为无线时，惯性传感器输入也必须是无线的，这在 定然程度上需求设计团队 存在超低延时无线通信技能和扎实的传感器 交融技能 。

ZVR在2016年头推出了一款自主研发的无线 虚构 事实头盔 。 

1920*1080OLED屏幕，在头盔后部集成电池组件 。由于头盔中集成有60Ghz模块并只进行图像转换和输出，所以电池 消费 工夫恒定，官方数据是可 支撑3.5小时 。

相 比较ZVR的从 根底干起的设计 方案，TPcast采纳了与HTC VIVE合作的 模式，用一个外挂模块解决了有线 虚构 事实头盔的无线化问题，并起了一个方便记住的名字：剪刀 方案 。

由于VIVE 使用了自己的封包 格局对USB数据进行传输，所以TPCast所做的第一步便是要得到USB的数据 构造，而且在衔接PC的发送端上将自己的VendorId 假装成VIVE以实现Direct Mode和 支撑steam 利用程序的loading 。

此外VIVE的分辩率是2160*1200@90fps，超过1920*1080@60fps的模块通信数据， 因此判断TPCast可能将yuv444 格局变为yuv420 格局以 支撑更高分辩率，而且实际刷新率降为60fps，这与汪总在公布会上提到的没有减低图像 品质的说法有出入，&固然这是判断，具体要期待发货后验证，但无疑TPCast为无线 虚构 事实头盔迈出了坚实一步 。

高性能嵌入式计算平台，不只是一体机

早在HTC公布无线 虚构 事实头盔之前，Oculus就在其公布会上 泄漏了O记无线 虚构 事实头盔的只言片语 。

依据有限的信息来看，Oculus的无线 虚构 事实头盔不 使用高性能PC，计算直接在头盔内 实现，而且内置了Inside Out系统，这更像是有线头盔和一体机的 联合体 。固然具体实现 方案和 使用 动机需求更多信息来调研 。

无论 使用有线一体机 方案、外挂 方案还是从 根底干起 方案，无线 虚构 事实头盔的大幕已经拉开，加油Oculus，加油TPCast，加油ZVR！

明天篇

是不是有一种 方案是无线 虚构 事实头盔的终极 方案？固然， 惟独嵌入式GPU足够 壮大，功耗足够低，MINI主机+头盔或一体机将是终极 方案，但这一天可能会很久 。那么明天的 方案呢？如何 使用PC的强悍渲染 威力、如何能做到 几乎0附加延时(至少看起来是)、如何 打破60Ghz的分辩率刷新率上限？

可能是这个 方案：

图形渲染仍在PC的GPU上，只是输出的数据是比 畸形图像视角更大的图像， 类似全景视频 。

图像依照 类似Facebook的全景视频压缩 步骤进行压缩并由GPU进行编码，压缩后的图像通过wifi点对点传输到 存在图像硬解码 威力的专用一体机上，一体机解码后以准全景视频的 模式输出到屏幕，头盔依据惯性传感器计算目前视角输出目前视角的全景图像， 联合ATW消费者 可以看到 巩固无延时的视口图像，就 如同图像在头盔当地生成 。此时 后盾的编码视频流以<20ms的延时通过wifi不停填充到头盔，以 实现 绝对高延时的位置计算 。

依据判断，VIVE之前合作的Quark VR很可能采纳的便是这个 方案 。

让我们翘首以待 。

正如某人所说， 虚构 事实中的追踪技术不是由单一传感器组成，而是通过 联合不同传感器以达到在不同环境下的有效工作 。无线 虚构 事实头盔亦如此，需求 联合不同技术以达到高性能、高分辩率、低延时、大 规模、多消费者的要求 。