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为了充分发挥其潜力,移动VR需要更多的像素——但天下没有免费的午餐

美光科技| 2018年2月

去年, 下面这篇文章是我和微米的同事Amy Chou合著的。, 这篇文章出现在2017年世界移动通信大会上,后来作为博客发表在我们的网站上. 看看这篇文章,了解推动整个移动生态系统创新的VR需求.

此外,在2018年世界移动通信大会之后,您可以查看一个新的博客,该博客强调了内存和存储如何满足智能手机中人工智能引擎日益增长的需求:智能手机中的人工智能? 你需要更快的存储空间.

戴着VR头显的女孩

虚拟现实和高分辨率显示器的兴起只是推动和扩展行业的两项创新 移动 行业. 为了创造真正的沉浸式移动VR, 高分辨率和高刷新率之间需要一个完美的平衡. 添加更快的, 像素丰富的显示显然是下一步, 但它需要更多耗电的组件来驱动. 移动生态系统必须团结起来解决电池寿命问题,这样移动VR才能发挥其真正的潜力.

围绕虚拟现实(VR)的公告和活动的广度继续加速. 去年的 消费电子沙巴体育结算平台展世界移动通信大会 事件凸显了VR硬件和软件的重大进展. 虽然似乎每个人都在追赶VR的潮流, 虚拟现实的质量差别很大, 取决于硬件级别或内容类型.

高端VR解决方案,如 眼睛的裂痕 or HTC万岁 因为他们有能力提供高性能的硬件,所以肯定有最好的潜力提供高质量的体验, 但我们相信大多数消费者会在移动平台上第一次体验VR,因为它的成本更低,更容易访问. 利用这一趋势, 硬件和软件开发者正专注于改善移动VR体验的几个方面, 包括头戴式耳机, 移动VR控制器, 移动应用程序, 当然, VR内容本身.

实现真正的沉浸式移动VR

为了创造真正身临其境的移动VR——它会欺骗用户的思想,让他们相信自己在其他地方,而不是他们实际所在的地方——需要在几个要素之间达到完美的混合平衡:高分辨率, 高像素填充密度, 高帧速率, 高屏幕刷新率. 简单地说, 今天的智能手机屏幕没有足够的分辨率,也没有足够快的刷新率来提供出色的VR.

VR面临的最大挑战之一是克服“纱门效应”(SDE)。, 在哪里观众可以真正看到分隔像素的细线. 出现这个问题是因为VR头显使用镜头在更宽的视野范围内放大屏幕像素.

需要更多的像素和更快的帧速率

增加更多的像素是解决SDE问题的第一步. 如今大多数支持vr的旗舰智能手机(那些内置规格的智能手机), 传感器和与VR头显配合使用的应用程序)最大可达每英寸500-600像素(PPI)。. 在每一英寸中填充更多的像素可以解决沉浸式破坏效果,也可以提供更高质量的图像, 因为VR应用程序将像素数量分成两半,以适应每只眼睛.

显示器制造商清楚地了解VR的未来潜力以及对更高分辨率的需求. 日本屏风制造商 日本显示, 索尼公司的合资企业, 东芝和日立, 最近宣布了一款专注于vr的智能手机显示屏的计划,该显示屏的像素为800PPI. 类似的, 夏普已经展示了一个1000PPI的IGZO显示器, 朝着移动VR平台更高像素密度的方向迈出了积极的一步.

然而,一个更高的像素计数显示本身是不够的. 显示更快的刷新率, 低延迟和低持久性直接有助于观众的体验, 比如帮助消除模拟病, 同时刺激一种完全沉浸的感觉. 而60Hz的刷新率是当今VR显示的最低要求, 90Hz以上的频率才能真正提供流畅的VR体验.

手机像素密度图

启用更高分辨率的智能手机

因为每个单独的像素存储独特的信息,如动态范围和颜色深度, 增加更多的像素和更高的刷新率会增加手机的内存需求. 没有足够的系统内存, 高分辨率手机的显示屏无法在可接受的帧速率下运行.

直到2015年,旗舰和高端智能手机的系统容量还只有2GB 低功耗DRAM (LPDRAM). 现在, 随着显示分辨率的提高, 4GB的LPDRAM是新的标准, 有几种型号使用6GB和8GB. 除了支持更多像素, 设备的RAM越多, 它创造了更好的性能缓冲,这样它就可以适应其他新兴的VR功能, 比如新的传感器, 更强大的gpu, 更大的图像传感器.

理想情况下,未来支持vr的智能手机将配备1000PPI屏幕,刷新率为90Hz. 1000PPI的屏幕将为观看者每只眼睛提供真正的VR体验,840 x 2160分辨率), 从而产生比当前移动VR显示器更清晰的图像. 据我们估计, 在智能手机中引入1000PPI显示屏需要约12GB的LPDRAM, 这将需要新的内存封装创新,将多个高容量内存芯片集成在一起. 另外, 在智能手机中引入超高PPI凸显了电源管理的永恒挑战.

移动DRAM功率效率图表

降低智能手机的功耗

在手机的所有组件中,CPU/GPU、显示器和内存消耗的能量最大. 因此, 通过添加更多像素丰富的显示器和更多内存来支持它们, 电池寿命成为制造商关注的主要问题.

所有移动生态系统的参与者都需要共同努力,找到降低功耗的有效解决方案. 显示器制造商正在寻找创新的方法来解决这个问题, 包括开发漏电流更少的像素. 对于内存组件, 最新的LPDRAM规范, 叫LPDDR4x, 从1降低电源电压.1V到0.6V,与传统的LPDDR4相比,可节省高达20%的总内存功耗. 美光的LPPDR4X版本包括一个额外的省电功能, 纠错码(ECC), 自动纠正导致待机和刷新功率下降的单比特错误.

节省20%的电力消耗可能听起来不多, 但如果每个组件供应商都贡献了类似的节省, 电池寿命将大大延长. 如果生态系统能做到这一点, 我们或许能在提高性能的同时延长电池寿命.

前进

虚拟现实仍然是创新和兴奋的温床. 为了充分利用这一趋势, 移动平台必须提供出色的VR体验. 当然,要想让移动VR真正伟大,行业还有很多工作要做. 在我们追求提供惊人能力的过程中, 我们不能忽视电池寿命等关键因素的重要性. 移动行业必须团结起来,实现预期的VR体验.

 

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