srcmini本文概述
微软有着悠久的传统, 即通过引人注目的技术演示来增加相对乏味的产品发布消息, Windows 10也不例外。这家软件巨头利用这次机会在HoloLens上引起了很多议论, HoloLens是一款未来派头显, 可窥见增强现实(AR)的未来。但是, 微软也有壮观的硬件失败传统, 在鲍尔默(Ballmer)政权统治下达到了顶峰。还记得Kin手机吗？我也不。
出于多种原因, 推出HoloLens可能不会因此而失败。首先, HoloLens在成为商业上可行的设备之前还有很长的路要走-可能需要几个季度或几年的时间。其次, 其背后的概念是合理的, 它建立在一些有前途的新兴行业趋势上, 例如可穿戴技术和虚拟现实(VR)耳机。 HoloLens试图通过将许多功能捆绑到单个设备中来有所不同, 但是在本Microsoft HoloLens评估中, 我们将了解已经存在的功能和正在运行的功能。
由于这是一个专为VR专业人员和其他工程师设计的工程博客, 因此我不会花很多时间回答”什么是HoloLens？”这个问题。并解释了AR和VR之间的区别。增强现实技术在各个行业中具有一系列潜在应用, 但在娱乐领域的应用却有限。尽管虚拟现实也有一些专业应用程序, 但它更适合娱乐。
两种技术仍然有很多局限性, 必须克服许多技术挑战才能获得大众市场的吸引力。这是一个渐进的过程, 将需要数年而不是数月。创造这种产品而又不花很多钱的技术只是还没有准备好, 但是它正在慢慢实现。
让我们看看那里有什么, 还有什么缺少。
硬件限制-Google Glass与Oculus Rift与微软HoloLens
Google Glass于2012年初发布, 并于一年后开始出货, 售价为1, 500美元。高昂的价格意味着它只留给了一个很小的细分市场-早期采用者被Google的PR和营销机器称为”探索者”。该设备提供有限的AR功能, 并包含一个分辨率为640×360像素的小型棱镜投影仪, 并由过时的处理器提供支持。
尽管Google Glass吸引了一段时间, 但很难将其描述为成功。热衷于追赶潮流的应用程序开发人员开始失去兴趣, 而”探索者”似乎在短短几个月内就克服了时尚。最新的谣言指向内部装有英特尔芯片的Google Glass新版本, 因此对于an告来说可能还为时过早。无论哪种方式, 无论你如何看, 谷歌眼镜都不是一个很大的成功。
Oculus Rift可能是目前最受关注的VR系统, 但与Google Glass不同, 它尚未启动。 Oculus VR在设备上已经使用了多年, 在此过程中, 该公司经历了两代开发套件。预计消费者版本将于2015年某个时候推出, 并具有修订的规格。 2014年3月, Oculus VR被Facebook以超过20亿美元的现金和Facebook股票收购。
三星的Gear VR提供了一种不同的方法, 因为它利用了Galaxy Note 4平板手机来代替内置屏幕, 但是它依赖于Oculus开发的某些技术。我发现模块化概念很有趣, 因为可以将类似的方法用于不同供应商的一系列移动设备, 使用户每次获得新手机时都可以有效地升级硬件。高通公司的Vuforia平台为移动设备和潜在的AR / VR应用提供了一些有希望的功能。
那么, 缺少什么呢？简单的答案可能是处理能力, 但要复杂得多。
这两个概念的问题在于它们仍然领先于时代, 并且技术仍然需要赶超。微软的HoloLens必然会遇到同样的问题, 但是微软的概念有所不同, 因此有机会克服其中至少一些问题。
Google Glass被设计为轻巧的可穿戴设备, 这导致了许多妥协。该设备在用户右眼前方的厚棱镜上具有单个显示器。考虑到视野(FOV), 分辨率非常有限。例如, 智能手表的显示屏往往具有类似的垂直分辨率, 而该设备的设备仅占据用户视野的几度。 Google Glass基于过时的片上系统(SoC), 并且电池寿命有限。
设计移动设备并不容易, 并且总是需要权衡一些。更高分辨率的显示器需要更大的GPU功率, 因此必须使用更大的SoC和功能更强大的GPU才能在更高的负载下工作, 然后这需要更大的电池, 依此类推。这是一个很好的平衡动作, AR耳机太小了, 无法容纳像高分辨率平板电脑中使用的那样的大电池。
乍一看, Oculus Rift在硬件方面似乎并没有遭受类似的缺点, 因为它在电池寿命和便携性方面没有任何妥协。它不依赖集成的SoC, 并且希望有1080p的显示效果。但是, 实际上, 这还不足以实现真实感。该设备的FOV非常大, 像素密度仍然不足。
为了克服这个问题, VR设备将不得不在将来的某个时候使用更高分辨率的4K / UHD显示器, 甚至8K显示器。这项技术几乎已经存在, 但它并不便宜, 而且几乎是可移植的。
如果要在具有尽可能高的详细设置的4K显示器上运行最新的AAA游戏, 则需要两块高端独立显卡。例如, 基于旗舰Maxwell和Hawaii一代GPU的Nvidia和AMD卡。要消除帧撕裂(使用类似于Nvidia的G-Sync或AMD的FreeSync的技术), 你需要多一点的力量, 而为双眼做合适的3D则需要更多的GPU力量。
底线是：要使用当前可用的技术为4K VR设备供电, 你至少需要两个GPU, 它们的28nm晶体管总数为12-14亿个, 消耗350W至500W的功率, 这不包括CPU和系统的其余部分。基于目前可用的GPU和CPU, 这是一个保守的估计-甚至不讨论为两个4K屏幕供电(每只眼睛一个)的想法。
Nvidia的最新移动SoC(用于Google Nexus 9的64位Tegra K1)具有192个基于开普勒架构的CUDA内核, 而不是效率更高的Maxwell。该公司当前的旗舰级独立显卡采用2048个Maxwell CUDA内核, 其运行频率高于移动Tegra SoC中的Kepler内核。
具有逼真的图形的便携式VR设备显然在未来几年内将不可用, 甚至像Oculus Rift这样的有线设备也有很长的路要走。平台的总体成本是另一个问题。能够以1080p播放可播放帧频的游戏PC相对便宜, 因为主流GPU的速度足以完成这项工作。但是在2160p时, 你需要四倍于GPU的能力, 并需要更多内存和更快的CPU。
有另一种解决此问题的方法, 我将在稍后进行讨论。
那么微软做了什么呢？
还记得我之前提到的Facebook的Oculus Rift交易吗？宣布仅几天后, 就出现了微软从Osterhout Design Group(ODG)购买了与增强现实和可穿戴计算机有关的知识产权(IP)资产的消息。一些专利涵盖了具有部分透射光学元件的”透视近眼显示眼镜”。
换句话说, 微软购买了创建HoloLens所需的IP。据报道, 该交易涉及ODG的数十项专利, 其中包括数十项正在进行的专利申请。同时, 据说Oculus VR仅拥有一项专利, 模糊地描述了”虚拟现实耳机”。
微软似乎正在试图兼顾两者的优势-通常与VR设备相关联的宽视场, 以及适合AR应用程序的透明显示表面。该方法应允许HoloLens使用比VR设备少得多的处理能力, 同时由于宽视场而提供更多功能。由于显示内容的不透明性有限, 因此HoloLens可以尝试以稍低的分辨率和图像质量来代替真实感的内容。无需创建现实的幻想, 因此所涉及的硬件开销要少得多。由于背景已经存在, 因此许多现成的技术都可以使HoloLens减少或消除混叠并生成美观的合成。
这个事实限制了HoloLens在娱乐领域的吸引力, 而不是真正的VR耳机。但是, 它为工程, 医疗保健, 建筑和国防等其他行业带来了许多可能性。 HoloLens可用于协助医疗保健专业人员, 工程师, 工业机械的操作员, 士兵和执法人员。
但是, HoloLens仍在消费者领域中具有应用。微软的Phil Spencer说, HoloLens需要成为一个成功的独立产品, 并补充说该公司已经在研究将其与PC和Xbox One控制台统一使用的方法。该设备可以用作游戏者的平视显示器(HUD), 甚至可以用作健身房的健身爱好者。
HoloLens硬件难题
微软尚未透露确切的硬件规格, 因此我们仍然不太清楚期望什么。没有关于显示分辨率, GPU GFLOP, 连接性或电池寿命的消息。这就留下了很多的猜测空间, 技术新闻界很乐意填充列数和点击诱饵, 但是还没有正式的东西。
就像我说过的那样, HoloLens所需的GPU功能应该不如Oculus Rift和类似的VR产品那么多。但是, 这并不意味着Microsoft可以摆脱廉价的SoC, 就像移动产品中常用的SoC一样。微软目前使用来自不同供应商的一系列芯片–集成有用于手机的4G / LTE的Qualcomm Snapdragon SoC, 用于Surface Pro平板电脑的Intel芯片(以及失效的Surface RT产品上的Nvidia SoC)以及Xbox One中的自定义AMD APU 。
出于功耗考虑, 最明显的选择是Snapdragon SoC, 类似于Lumia手机中使用的SoC。这并不意味着HoloLens的功能将不如Google Glass。 HoloLens是一个更大的设备, 可以容纳更大的电池。而且, 最新的Snapdragon SoC比Google Glass中使用的芯片组功能强大得多(后者比智能手表中使用的芯片要慢得多)。早期的基准测试表明, 高通即将推出的旗舰SoC(如Snapdragon 810)中使用的Adreno 430 GPU是强大的引擎, 能够处理4K分辨率并以1080p渲染相对复杂的3D内容。
不仅仅是纯粹的渲染性能。 GPU提供了巨大的计算潜力, 并且可以用于游戏之外。 Google将Tegra K1用于Tango项目, 该项目还处理了许多对AR或VR设备非常有用的技术-自动化, 无人驾驶汽车等。我已经提到过Vuforia, GPU行业中还有其他公司, 但是Nvidia具有使用CUDA内核的优势-多年来, 它一直是专业图形和GPGPU计算市场的市场领导者。
但是, 我们不应该被束缚在”什么都在那里”的思维定势中。 HoloLens上市需要一段时间, 而后代肯定会配备功能更强大的硬件。英特尔的新14nm Atoms即将面世, 而基于ARM的14nm和16nm SoC应该在几个季度后出现。新的非平面节点将允许每瓦更多的性能, 从而在不影响电池寿命的情况下大大提高了整体性能。
流媒体替代
我前面提到了另一种选择–云计算和流技术可用于显示复杂的资源密集型3D内容。最新的SoC具有802.11ac无线和快速LTE调制解调器, 足以用于高分辨率流。这种方法(尤其是LTE)的缺点是滞后。
如果在PC工作站甚至Xbox One上本地呈现了其他内容, 则应限制延迟, 但是远程云呈现可能会出现问题。例如, 英伟达(Nvidia)试图通过在战略位置设置GRID服务器来解决此问题, 以通过低延迟的游戏流媒体覆盖最大的市场。仅几毫秒的额外延迟就可能损害AR应用程序中的用户体验。
移动SoC应该足以应付大多数日常任务, 例如Skype和某些有限的增强现实应用程序。但是, 如果建筑师想走进一个建筑工地, 看看使用增强现实技术完成的建筑物看起来如何, 那么HoloLens将必须有更多的硬件作为后盾。使用数十万或数百万个多边形, 高级照明效果等来渲染复杂的场景。
好处是HoloLens可以提供许多功能, 即具有相对强大的集成GPU, 可以处理许多日常任务, 例如高分辨率视频流, 浏览甚至休闲游戏。另一方面, 专业人士可以采用802.11ac或LTE来流化更复杂的内容(远程呈现)。
微软实际上可以为家庭用户和专业人士使用相同的硬件平台, 而后者将本地或云流用于更高级的资源密集型任务。
HoloLens是否有用例和市场？
微软在许多不同的情况下展示了HoloLens。尽管这些演示非常有趣, 但是它们并没有为新设备确切地提出现实可行的商业用例。
我喜欢HoloLens的原因在于它介于真正的可穿戴设备(例如Google Glass)和有线VR解决方案(例如Oculus Rift)之间。 HoloLens不必足够轻便且便于携带以在街上穿着, 但同时又不必将其拴在计算机或外部电源上(两者兼有)。我也喜欢微软选择领导而不是跟随的事实。 HoloLens与现有的概念和产品有所不同；它具有创新性, 未来感和独创性-来自Redmond的新鲜空气。
但是, 这种方法还引发了有关HoloLens用例和市场规模的许多重要问题。它无法替代VR解决方案之类的显示器, 但由于其庞大的体积和外观, 因此无法在日常情况下使用。尽管你可能会看到一些通勤者和运动员使用智能眼镜, 但你可能看不到滑雪者或慢跑者戴上HoloLens头戴式耳机。
主流用户可以使用HoloLens做什么？将支持哪种软件平台和操作系统？那专业的应用程序呢？ HoloLens跨平台功能, 硬件规格, 零售价和物料清单(BOM)呢？
许多问题仍然需要回答, Microsoft可能需要一段时间才能发布所有信息。
微软将必须使用相同的硬件同时瞄准主流和专业市场。根据价格和BOM, Microsoft可以利用其Xbox用户群以及部分PC游戏市场, 将HoloLens产品推向主流用户。如果价格太高, 要销售这样的产品并不容易, 但是用户群就在那里-它愿意在新产品上花很多钱。主流市场方法还将帮助吸引更多开发人员, 从而扩展生态系统并创建新的用例。
但是, 如果HoloLens产品一定要为主流市场定价, 那么Microsoft将如何追逐专业市场, 并在此过程中赚钱呢？
多年前, 我曾经以离线3D图形为生, 并且我在HoloLens中看到了很多潜力。那里有很多3D / CAD用户, 他们中的许多人都同意。这是否意味着每个设计人员都将能够购买面向主流市场定价的HoloLens设备并将其用于工作？可能, 但可能不会。
在此空间中还有其他营销产品的方式。我已经涉足GPU领域多年了, 那段时间我学到了一两个关于该行业运作方式的知识。尽管面向游戏玩家的高端图形卡备受关注, 但Nvidia和AMD真正的摇钱树却是专业的图形和计算解决方案。他们是这个双头垄断的无名英雄。消费卡和基于同一GPU的专业卡的BOM大致相同, 但是专业卡的成本要高得多, 高出一个数量级。尽管总销量较低, 但它们提供了巨大的利润, 并产生了大量的收入和利润–你可以查看任何Nvidia季度收入报告以获取更多信息。
微软可以采取类似的方法。 HoloLens可以在两个市场上使用相同的硬件, 限制消费者模型的功能, 并通过不同的许可等级将其扩展到专业产品上。
当然, 这只是猜测, 但这就是这个市场的运作方式。微软不必重新发明轮子。
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