高端虛擬現實頭戴設備如何擺脫數據線的束縛？

(圖片來源於：Chernaev/Getty)

引言

虛擬現實（VR）設備的主要作用就是提高用戶在虛擬世界的體驗和沉浸感，所以用戶體驗對於產品猶為重要，然而如今的虛擬現實設備的數據傳輸線，大大影響了用戶佩戴設備時的體驗。所以，科學家通過毫米波技術無線傳輸高清視頻數據，取代了這根線。

數據線對於VR設備的影響

如今的高端虛擬現實（VR）設備，例如Oculus Rift 、 HTC Vive，都是通過一根線連接在電腦或者遊戲控制台上，傳輸高清視頻內容。但是，這會影響到用戶的行走範圍，而且還會絆住腳。對於遊戲玩家來說，這是十分影響體驗的。

移除數據線所面臨的挑戰

然而，研究人員和科學家們也嘗試通過移除那根數據傳輸線。但是目前為止，通過無線的方式將高清視頻內容從計算機傳輸到 VR 頭戴設備上，貌似是一件不可能完成的事情。一段未經壓縮的視頻流需要使用的數據傳輸率達幾Gbits/s。現有的無線通信系統例如 Wi-Fi，無法支持這種數據率，所以它會嘗試壓縮這種視頻流以適應帶寬要求，但是這通常需要幾毫秒時間，會帶來一些延時，破壞用戶的沉浸式體驗效果。

移除VR設備數據線的一些嘗試

為了解決VR設備數據線問題，業界進行過一些嘗試，比如試著完全移除另外一端的電腦，將所有設備都置於頭戴設備中。例如，Samsung Gear 設備就使用了手機來處理和顯示內容，另外 Facebook 最近發布了一個單機版的 Oculus 原型機「Santa Cruz」。但是，這些設備所帶來的便利，是以犧牲圖像質量為代價的。

任何VR設備，如果嘗試將所有的技術集成到頭戴設備中，都會犧牲計算和渲染能力。奧地利維也納科技大學的Hannes Kaufmann 【4】認為：

「在這麼小的空間，你無法集成很多的渲染能力。」

毫米波技術的使用

然而，麻省理工學院（MIT）的科學家 Omid Abari【3】和他的同事們設計了一種新型無線虛擬現實設備，名叫「MoVR」，它可以將大量數據通過無線方式發送到VR虛擬現實頭戴設備上。

那麼，MIT 的科學家們的新方案，是如何克服現有通信系統的缺陷，解決這一問題的呢？答案是：「毫米波技術」(mmWave)。

部署於阿拉伯聯合大公國的 CableFre e毫米波通信設備，可以提供1Gbit/s的數據傳輸，比光纖通信更加容易部署、靈活、低成本。

（圖片來源於：維基百科）

毫米波，是一種波長為1～10毫米的電磁波，它位於微波與遠紅外波相交疊的波長範圍，因而兼有兩種波譜的特點。相比於比 Wi-Fi使用的頻譜，它處於更高的頻段。對於目前正處於頻譜危機的無線通信系統來說，在更高的頻段，仍然還有很多可以利用的頻譜資源。所以，研究人員認為：

正是由於在更高的頻段存在更多可用的帶寬資源，所以這項技術可以帶來高速的數據傳輸。

毫米波信號的無障礙傳輸

但是，這裡有一個問題。mmWave 信號，需要聚焦成一個小型光束。所以，如果用戶在頭戴設備和路由器之間，舉起了手或者僅僅是移動一下頭部，就可能阻礙信號的傳輸。

為了解決這一問題，MoVR 設備的工作方式就像一面鏡子，可以讓毫米波信號繞過障礙物。如果你握住一個位於卧室牆面上的設備，阻礙了計算機的信號傳輸，那麼毫米波信號將重新規劃路徑。MoVR 可以有效的重新規劃信號到達頭戴設備接受器的路徑，能夠繞過任何障礙物。上周，研究人員在喬治亞州亞特蘭大 HotNets 會議上展示了他們的系統，證明了這一效果。

參考資料

【1】HotNets "16, DOI: 10.1145/3005745.3005770

【2】https://www.newscientist.com/article/2112622-how-high-end-virtual-reality-headsets-could-lose-the-cables/

【3】http://www.mit.edu/%7Eabari/

【4】https://www.ims.tuwien.ac.at/people/hannes-kaufmann

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