Grenzenlose XR-Technologien im Zeitalter der verteilten Berechnungen

Wie die Transformation von Wireless Edge bei der Entwicklung fotorealistischer mobiler Augmented-Reality-Systeme helfen wird.

Augmented Reality (Extended Reality, XR) bietet den Nutzern bereits revolutionäre Möglichkeiten, aber um noch mehr Realismus und eine neue Stufe des Eintauchens zu erreichen, angesichts der Einschränkungen in Bezug auf die Leistung und Kühlung von schlanken tragbaren Gadgets, ist eine recht komplexe Aufgabe.

Ein Blick in die Zukunft: schlanke und stylische Augmented-Reality-Brillen

Mit der Transformation der Wireless-Edge-Systeme (drahtlose Systeme, die an der Schnittstelle zwischen Netzwerk und Gerät arbeiten) beginnt eine neue Ära verteilter Berechnungen, in der Technologien wie 5G, lokale Datenverarbeitung und Edge-Cloud-Computing aktiv genutzt werden. Diese Transformation sollte helfen, eine optimierte Lösung 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 kombinieren könnten? Mobile Augmented-Reality-Gadgets sind die Zukunft von XR, da sie überall und jederzeit ohne Vorbereitung und Kabel genutzt werden können. Während XR auf PC-Basis nicht als die Zukunft der Augmented Reality betrachtet werden kann, hat es den wesentlichen Vorteil, dass es nicht durch Leistungsaufnahme und die Effizienz der Kühlsysteme eingeschränkt ist. Dadurch können umfangreichere Berechnungen durchgeführt werden. Mit 5G-Netzen, die eine geringere Latenz und eine hohe Bandbreite bieten, planen wir, das Beste aus beiden Ansätzen zu vereinen. Die Verteilung von Rechenaufgaben durch 5G-Technologien ermöglicht es, das Beste aus beiden Welten zu bieten – ein grenzenloses mobiles XR-Erlebnis und fotorealistische Grafiken in schlanken und erschwinglichen XR-Headsets. Infolgedessen erhalten die Nutzer in jeder Hinsicht „grenzenlose“ Möglichkeiten, da sie sich mit Augmented Reality verbinden können, wo sie wollen, und das Eintauchen in XR-Anwendungen wird noch intensiver.

Technologien der grenzenlosen Augmented Reality bieten die Möglichkeit, das Beste aus mobilen XR-Geräten und PC-basierten Geräten zu vereinen

Steigerung der Effizienz der Datenverarbeitung in Augmented Reality auf dem Gerät

Die Arbeit mit Grafik in erweiterten Realitätssystemen erfordert erhebliche Rechenleistung und ist zeitkritisch. Für die korrekte Trennung der Berechnungen ist ein systematischer Ansatz erforderlich. Lassen Sie uns betrachten, wie der Einsatz von Edge-Cloud-Computing dabei helfen kann, die Verarbeitung auf dem Gerät effizienter zu ergänzen und Systeme der grenzenlosen erweiterten Realität mit fotorealistischer Grafik zu schaffen (weitere Informationen finden Sie in unserem Webinar).

Wenn ein XR-Systembenutzer den Kopf dreht, bestimmt die Verarbeitung auf dem Gerät die Kopfposition und sendet diese Daten über einen 5G-Kanal mit minimaler Latenz und hoher Servicequalität in die Edge-Cloud. Dieses System verwendet die empfangenen Daten zur Kopfposition, um ein teilweises Rendering des nächsten Bildrahmens durchzuführen, die Daten zu kodieren und sie zurück an das XR-Headset zu senden. Das Headset decodiert dann das zuletzt empfangene Paket und setzt die Visualisierung und Anpassung des Bildes fort, indem es regelmäßig aktualisierte Daten zu Änderungen der Kopfposition verwendet, um die Bewegung-zu-Photon-Latenz (die Verzögerung zwischen der Änderung der Kopfposition des Benutzers und der Änderung des Bildes im Headset) zu minimieren. Erinnern wir uns daran, dass laut diesem Maßstab die gesamte Verarbeitung innerhalb von nicht mehr als 20 Millisekunden abgeschlossen sein muss. Das Überschreiten dieser Schwelle führt zu unangenehmen Empfindungen beim Benutzer und verringert das Gefühl der Immersion in die erweiterte Realität.

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

Wie Sie sehen, ist für eine qualitativ hochwertige Immersion in XR eine systematische Lösung mit niedriger Latenz und hoher Zuverlässigkeit erforderlich. Daher sind 5G-Netzwerke mit ihrer minimalen Latenz und hohen Bandbreite ein kritisches Element von XR. Mit der Weiterentwicklung der 5G-Netze und dem Ausbau ihrer Abdeckung werden Nutzer in der Lage sein, fotorealistische Grafiken in XR-Anwendungen an vielen Orten zu genießen und sich darauf verlassen zu können, dass das Premium-autonome XR-Erlebnis dank effizienter Berechnungen auf dem Gerät verfügbar bleibt.

Und das ist ein entscheidender Punkt, den ich noch einmal betonen möchte: Die Verarbeitung von Daten auf dem Gerät bleibt ein extrem wichtiger Faktor in allen Szenarien. Im Offline-Modus übernimmt das "On-Board"-Computing auf dem Gerät sämtliche Berechnungen, die mit XR verbunden sind. Bei der Zusammenarbeit mit dem Edge-Cloud-Computing-System wird die "On-Board"-Verarbeitung der XR-Headsets die Möglichkeit einer energieeffizienten, leistungsstarken Visualisierung und Tracking mit niedriger Latenz bieten.

Eine "grenzenlose" erweiterte Realität schaffen

Qualcomm Technologies beschäftigt sich bereits mit der Entwicklung leistungsstarker autonomer mobiler XR-Lösungen und bleibt führend bei der Förderung von 5G-Technologien weltweit. Aber wir können unsere Ideen zur "grenzenlosen" XR nicht alleine in die Realität umsetzen. Wir arbeiten aktiv mit den größten Vertretern der XR- und 5G-Ökosysteme zusammen, darunter OEM-Hersteller und Content-Ersteller, Dienstanbieter und Infrastrukturpartner, denn die Architektur des separaten Renderings ist eine Systemlösung.

Die Teilnehmer der XR- und 5G-Ökosysteme müssen gemeinsam arbeiten, damit die Technologien der "grenzenlosen" XR Wirklichkeit werden.

Als Ergebnis der Synergie werden alle Teilnehmer des XR-Ökosystems von dessen aktiver Entwicklung profitieren, und dieser Gewinn heißt "Wachstum der Verbraucherakzeptanz". Zum Beispiel werden Netzwerkbetreiber bestimmte Vorteile aus der Transformation des Wireless Edge insgesamt ziehen, aber lassen Sie uns den Nutzen speziell aus der Entwicklung der grenzenlosen XR betrachten. Erstens wird mit dem Einsatz von 5G-Netzen die verbesserte Bandbreite die Kapazität erhöhen, die Reaktionszeit verkürzen und eine garantierte Dienstgüte bieten, was die Möglichkeit für reichhaltigere und interaktive XR-Anwendungen schafft. Zweitens, während die Betreiber ihre Kapazitäten für Edge-Cloud-Computing erweitern, werden sie in der Lage sein, dem massenhaften Benutzer ganz neue Dienstleistungen anzubieten, beispielsweise XR-Anwendungen mit fotorealistischer Grafik.

Wir glauben, dass ein revolutionäres Benutzererlebnis, einschließlich gemeinsamer interaktiver Arbeit in Echtzeit, Mehrspielerspiele mit fotorealistischer Grafik, eine neue Generation von Videos mit Unterstützung für sechs Freiheitsgrade, Bildungsanwendungen mit Immersion und personalisiertes Einkaufen, ein großes Plus darstellen wird. Diese Perspektiven inspirieren uns, daher hoffen wir auf eine produktive Zusammenarbeit mit anderen Akteuren des Ökosystems - diese Zusammenarbeit wird helfen, unsere Vision von XR Wirklichkeit werden zu lassen.

Quelle: habr.com