元宇宙需要什么硬件?

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本文来自微信民众号:周喆吾(ID:maxzhou-blog),作者:Matthew Ball,翻译:周喆吾(MetaApp团结首创人),原文题目:《【Metaverse读本】第二篇:硬件》,题图来自:视觉中国


本篇是“METAVERSE读本”的第二部门(第一部门见:《Metaverse的理论框架:我们应该若何看待它?》),重点先容“硬件”在虚拟天下(Metaverse)中的作用。


在这里,“硬件”被界说为:用于接见、交互,或开发 Metaverse的物理手艺和装备的销售以及售后服务。包罗但不限于:面向消费者的硬件(如 VR眼镜、手机和触觉手套)以及企业硬件(如用于操作或确立虚拟或基于AR的环境的硬件,如工业摄像机、投影和跟踪系统以及扫描传感器)


消费级硬件


消费级硬件的生长每年都市受益于性能更好/功效更壮大的传感器、更长的电池寿命、更庞大/多样的触觉反馈、更厚实的屏幕和更清晰的摄像头等。我们看到智能装备的数目不停增添,如智能手表、VR眼镜(以及未来的AR眼镜)。这些硬件希望都提升和延伸了用户的陶醉感,并通过软件给用户带来邪术般的体验。



PlayStation 5的手柄


我们举诸如 Bitmoji、Animoji 和 Snapchat AR 之类的实时化身应用作为一个小例子。这些应用不仅依赖于功效相当壮大的CPU/GPU以及庞大的软件(见第#3节),它们还依赖壮大的面部跟踪摄像头和传感器硬件的不停改善。


近几代的新款 iPhone 可以通过红外传感器追踪 30,000 个点。这主要被运用在面部识其余功效上,同时现在它也能够毗邻到 Epic Games 的 Live Link 面部应用程序等应用,从而使任何消费者都能够确立,并流式传输实时、基于虚幻引擎的高保真化身。很显著,Epic的下一步将是使用此功效将一位碉堡之夜玩家的脸实时映射到他们的游戏角色上。



UE5虚幻引擎和 iPhone 面部识别联调


与此同时,苹果的 Object Capture(模子扫描)功效使用户能够在几分钟内使用尺度版iPhone上的照片确立高保真的虚拟工具。然后他们可以将这些工具移植到其他虚拟环境中,从而降低成本并提高合成产物的保真度;或者为了艺术、设计或其他AR体验的目的,将虚拟工具叠加到真实环境中。



苹果的模子扫描


包罗 iPhone11 和 iPhone12 在内的许多新智能手机都配备了新的每秒可发射 500,000,000 个雷达脉冲的超宽带芯片,以及可处置返回信息的吸收器。这使得智能手性能够确立从家里到办公室以及你所走过的街道的,林林总总的雷达舆图,并能将你放置在这些舆图中,以几厘米的准确度链接到其他内陆装备。这意味着当你从外面靠近房门时它能够自动解锁,而从内里靠近房门时不会解锁。使用实时雷达舆图,你可以在不摘下VR眼镜的情形下在家中自由走动。


令人惊讶的是,所有这些都已经通过尺度的消费级硬件实现。这些功效在我们一样平常生涯中的作用越来越大,这也注释了为什么 iPhone 能够年年涨价,将其平均售价从 2007 年的 450 美元左右提高到了 2021 年的 750 美元以上。


XR头显是在硬件方面已经取得的希望、和未知足的需求的另一个很好的例子。


第一款消费级产物 Oculus(2016)的分辨率为每只眼镜 1080×1200,而四年后宣布的 Oculus Quest 2 的分辨率为每只眼镜 1832×1920(大致相当于4K)

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Oculus 的首创人 Palmer Luckey 以为,要使虚拟现实战胜像素色差问题并成为主流装备,需要比4K再高两倍以上的分辨率。Oculus Rift 的刷新率到达了 72hz 的峰值,而最新版本的刷新率到达了 90hz,在通过 Oculus Link 毗邻到游戏PC时最高可达 120hz。许多人以为 120hz 是一些用户阻止头晕和恶心的最低阈值。理想情形下,这将不再需要高性能主机PC插着毗邻线就能实现


扎克伯格:“我们这个时代最艰难的手艺挑战,可能是将一台超级盘算机安装到通俗眼镜的框架中。但这是把我们的物理天下和数字天下联系在一起的要害。“


人类的可视视角为 210°,但微软的 Hololens2 显示器仅能显示 52°(之前仅为34°)。Snap 即将推出的眼镜仅能显示 26.3°。为了实现未来愿景,我们可能需要更普遍的视角。这主要是硬件上的挑战,而不是软件上的挑战。更主要的是,我们需要在取得这些提高的同时,提高可穿着装备内部其他硬件(如扬声器、处置器、电池)的质量,并在理想情形下缩小它们的体积。


Unity CEO 展望:“AR - VR 头显 2030 年将像游戏机一样普及”


另一个例子是谷歌的Starline项目,这是一个基于硬件的展台,旨在让在视频对话中的人感受和其他介入者身处在统一个房间。这个项目由十几个深度传感器和摄像头,基于织物的多维光场显示和空间音频扬声器配合组成。这将通过体积数据处置和压缩实现,然后通过 webRTC 交付,因此硬件对于捕捉和出现“看起来真实”的详细水平至关主要。



Google的Starline装备,能够裸眼3D通话


专业级硬件


思量到消费级装备已经这么牛了,工业/企业硬件在价钱和尺寸上的倍数会令人震惊也就无独有偶了。徕卡现在销售 2 万美元的摄影丈量相机,拥有高达 36 万个“激光扫描设置点每秒”,用来捕捉整个阛阓、修建物和家庭更清晰和细节(一样平凡人永远不会看到的细腻度)。与此同时, Epic Games 的 Quixel 使用专有相机天生由数百亿像素准确三角形组成的环境 “Mega Scans”。



Epic Quixel 


这些装备使公司更容易、更廉价地制作高质量的“镜像天下”或现实天下的“数字孪生”,并使用对现实天下的扫描来制作质量更高、成本更低的理想天下。


15年前,谷歌能够捕捉(并商务提供)天下上每一条街道的 360°2D图像,这曾让我们感应震撼。现在,更多企业可以通过购置和使用激光雷达相机和扫描仪,以构建地球上任何场景和事物的完全陶醉式三维摄影丈量复制品


当这些相机逾越静态图像捕捉和虚拟化,进入实时渲染和更新现实天下时,它们会变得稀奇有趣。例如,今天,亚马逊的 Amazon Go 零售店的摄像头能够通过代码同时跟踪数十名消费者。未来,这种跟踪系统将用于在虚拟镜像天下中实时再现这些用户。然后,谷歌的 Starline 等手艺将允许远程员工从某种离岸 “Metaverse 呼叫中央” 进入商铺(或博物馆、DMV或赌场)提供服务 —— 或许只需要通过一部手机。


当你去迪斯尼乐园时,你可能会在家里看到你同伙的虚拟(甚至是机械人)形象,并与他们互助击败奥创或集齐无限宝石。这些体验需要的远不止硬件 —— 但一切始于强力硬件。


本文来自微信民众号:周喆吾(ID:maxzhou-blog),作者:周喆吾

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