Grenzenlose XR-Technologien im Zeitalter des Cloud-Computing

Wie die Transformation von Wireless Edge die Entwicklung fotorealistischer mobiler Systeme der erweiterten Realität unterstützen wird.

Erweiterte Realität (Extended Reality, XR) bietet den Nutzern bereits revolutionäre Möglichkeiten. Aber um noch mehr Realismus und ein neues Niveau der Immersion zu erreichen, angesichts der Leistungs- und Kühlungsbeschränkungen dünner tragbarer Geräte, ist dies eine durchaus anspruchsvolle Aufgabe.

Ein Blick in die Zukunft: dünne und stilvolle Augmented-Reality-Brillen

Mit der Transformation von Wireless Edge-Systemen (drahtlose Systeme, die an der Schnittstelle zwischen Netzwerk und Gerät arbeiten) beginnt eine neue Ära des verteilten Rechnens, in der 5G-Technologien, Datenverarbeitung auf den Geräten selbst und Edge-Cloud-Computing aktiv genutzt werden. Diese Transformation soll helfen, optimierte Lösungen zu finden.

Das Beste aus beiden Welten

Was wäre, wenn wir alle Vorteile mobiler XR-Geräte mit der Leistung von XR-Systemen auf PC-Basis vereinen könnten? Mobile Gadgets für erweiterte Realität stellen die Zukunft von XR dar, da sie überall und jederzeit ohne Vorbereitungen und Kabel eingesetzt werden können. Obwohl die Implementierung von XR auf PC-Basis nicht als Zukunft der erweiterten Realität betrachtet werden kann, bietet sie einen entscheidenden Vorteil: Sie ist nicht durch den Stromverbrauch und die Kühlungseffizienz limitiert, was wiederum intensivere Berechnungen ermöglicht. Mit 5G-Netzwerken, die geringere Latenzen und hohe Bandbreiten bieten, planen wir, das Beste aus beiden Ansätzen zu kombinieren. Die Verteilung von Rechenaufgaben durch 5G-Technologien wird das Beste aus beiden Welten bieten – grenzenloses mobiles XR-Erlebnis und fotorealistische Grafiken in schlanken und erschwinglichen XR-Headsets. Dadurch erhalten Benutzer in jeder Hinsicht „grenzenlose“ Möglichkeiten, da sie sich mit erweiterter Realität dort verbinden können, wo sie möchten, und der Grad der Immersion in XR-Anwendungen wird noch größer sein.

Technologien der unbegrenzten erweiterten Realität nutzen das Beste aus mobilen XR-Geräten und PC-basierten Geräten.

Steigerung der Effizienz der Datenverarbeitung für erweiterte Realität auf dem Gerät.

Die Arbeit mit Grafik in erweiterten Realitätssystemen erfordert hohe Rechenleistung und ist zeitkritisch. Ein systematischer Ansatz ist notwendig, um die Rechenleistung effektiv zu verteilen. Lassen Sie uns untersuchen, wie die Nutzung von Edge Cloud-Computing die Verarbeitung auf dem Gerät effizienter ergänzen kann, indem wir Systeme der unbegrenzten erweiterten Realität mit fotorealistischer Grafik schaffen (detaillierte Informationen finden Sie in unserem Webinar)).

Wenn ein Benutzer des XR-Systems den Kopf dreht, erfasst die Geräteverarbeitung die Kopfposition und sendet diese Daten über einen 5G-Kanal mit minimaler Verzögerung und hohem Qualitätsstandard in die Cloud für Edge-Computing. Dieses System nutzt die erhaltenen Daten zur Kopfposition, um eine partielle Darstellung des nächsten Bildrahmens durchzuführen, die Daten zu kodieren und sie zurück an das XR-Headset zu senden. Das Headset entschlüsselt dann das zuletzt empfangene Paket und verbessert die Visualisierung und Anpassung des Bildes mithilfe der regelmäßig aktualisierten Daten über Änderungen der Kopfposition, um die motion-to-photon latency (Verzögerung zwischen der Änderung der Kopfposition des Nutzers und der Bildänderung im Headset) zu minimieren. Dabei muss laut diesem Standard die gesamte Verarbeitung innerhalb von höchstens 20 Millisekunden abgeschlossen sein. Wird dieser Schwellenwert überschritten, kann der Benutzer unangenehme Empfindungen erfahren, was zu einem Rückgang des Immersionslevels in die erweiterte Realität führt.

Die Berechnungen auf dem Gerät werden durch Edge-Cloud-Computing und ein 5G-Netzwerk mit niedriger Latenz ergänzt.

Um eine qualitativ hochwertige XR-Eintauch-Erfahrung zu erzielen, ist eine systematische Lösung mit niedriger Latenz und hoher Zuverlässigkeit erforderlich. Daher sind 5G-Netzwerke mit ihrer minimalen Verzögerung und hohen Bandbreite ein entscheidendes Element für XR. Mit der Weiterentwicklung der 5G-Netzwerke und dem Ausbau ihrer Abdeckung werden die Nutzer in der Lage sein, fotorealistische Grafiken in XR-Anwendungen an vielen Orten zu genießen, während sie sicher sein können, dass das hochwertige, autonome XR-Erlebnis dank effizienter Berechnungen direkt auf dem Gerät weiterhin verfügbar bleibt.

Und das ist ein zentraler Punkt, den wir noch einmal betonen sollten: Die Verarbeitung von Daten auf dem Gerät bleibt ein äußerst wichtiger Faktor in allen Szenarien. Im Offline-Modus übernimmt das "On-Device"-Rechnen sämtliche Berechnungen, die mit XR verbunden sind. In Zusammenarbeit mit einem System für Edge-Cloud-Computing wird die On-Device-Verarbeitung der XR-Headsets eine energieeffiziente, leistungsstarke Visualisierung und Tracking mit niedriger Latenz ermöglichen.

Eine "grenzenlose" erweiterte Realität schaffen

Qualcomm Technologies arbeitet bereits an leistungsstarken, autonomen mobilen XR-Lösungen und bleibt führend in der Förderung von 5G-Technologien weltweit. Aber wir können unsere Ideen für eine "grenzenlose" XR nicht alleine verwirklichen. Wir arbeiten aktiv mit den größten Akteuren der XR- und 5G-Ökosysteme zusammen, einschließlich OEM-Herstellern und Inhaltsurhebern, Dienstleistungs- und Infrastruktur-Anbietern, denn die Architektur des separaten Renderns ist eine systematische Lösung.

Die Teilnehmer der XR- und 5G-Ökosysteme müssen zusammenarbeiten, damit die Technologien der "grenzenlosen" XR Realität werden.

Durch die Synergie werden alle Teilnehmer des XR-Ökosystems von einer gesteigerten gemeinsamen Vorteilhaftigkeit profitieren, die als "Wachstum der Verbraucherakzeptanz" bezeichnet wird. Zum Beispiel werden Telekommunikationsanbieter bestimmte Vorteile aus der Transformation des Wireless Edge insgesamt ziehen. Lassen Sie uns jedoch den Nutzen der unbegrenzten XR-Entwicklung näher betrachten. Erstens wird der verbesserte Breitbandzugang durch den Einsatz von 5G-Netzen die Kapazität erhöhen, die Latenzzeit reduzieren und eine garantierte Servicequalität bieten, was die Entstehung von reichhaltigeren und interaktiven XR-Anwendungen ermöglicht. Zweitens werden Betreiber mit zunehmenden Kapazitäten für Edge-Cloud-Computing in der Lage sein, den Endbenutzern völlig neue Dienstleistungen anzubieten, beispielsweise XR-Anwendungen mit fotorealistischer Grafik.

Wir sind überzeugt, dass ein revolutionäres Benutzererlebnis, das Echtzeitzusammenarbeit, Mehrspieler-Spiele mit fotorealistischer Grafik sowie eine neue Generation von Videos mit sechs Freiheitsgraden umfasst, ein großer Vorteil sein wird. Außerdem erwarten wir immersive Bildungsanwendungen und personalisiertes Shopping wie nie zuvor. Diese Perspektiven inspirieren uns, und wir freuen uns auf eine erfolgreiche Zusammenarbeit mit anderen Akteuren des Ökosystems – gemeinsam werden wir unsere Vision von XR Realität werden lassen.

Quelle: habr.com