VR技术如何实现，VR产品实现原理-万网时代

真正的无线 VR 到底应该如何实现？

俗话说鱼与熊掌不可兼得！VR 领域的“便携性”与“高质量”同样如此——手机 cardboard 便携性不错，但画质体验明显不足，而 PC 端 VR 虽然在画质及流畅度上占有优势，但却被与电脑连接的数据线给束缚住了。因此，给 PC 端 VR 剪“辫子”，成了人们最大的愿望。

其实，目前市面上已经有部分厂家利用 VR 背包实现了所谓的无线 VR，但这背着沉重而发热的背包玩 VR 游戏显然不是 VR 发展的理想状态。真正理想中的无线 VR 应该依托于电池以及低功耗高性能 GPU 等技术的发展，是一种类似于 Oculus Rift 而非 Gear VR 的自带运算单元的一体机。

而现在较为现实的方法是利用高性能计算机对 VR 视频进行渲染，并实时无线传输到 VR 头盔中。看起来好像很简单，但实际上却困难重重：

VR 视频，信息量太大

以 2048*1080 分辨率的画面举例，在 VR 环境中至少需要 6 个面才能组成全景画面。为保证没有延迟感，至少需要 60fps，同时由于色彩的成像是 3 原色，在不进行数据压缩的情况下，将以上数据相乘即可得到每秒需要传输的 bytes 数，换算之后约为 17.8Gbps，即使只算一个面也有近 3Gbps。而目前最快的 802.11ac 无线标准的通讯带宽为 1.3Gbps，虽然是之前 802.11n 标准（最高 600Mbps）的几倍，但仍然不够用。

因此，我们只有两个选择，接着寻找其他替代传输方式或者对数据进行压缩再传输。然而，数据压缩太多，传输虽容易了，但解压缩的时间也比较漫长（当然，也不能排除个别非常牛逼的算法能很好地解决这个问题），延迟感加重。

真正的无线 VR 到底应该如何实现？

因此，寻找更快的数据传输方案成了几乎唯一的选择。

一般而言，无线电频率越高，信息传输速度便越快。因此，要想支持 VR 的高数据量，我们可以向更高频率的无线电方向进发。鉴于此前像 Oculus Rift 等顶级 VR 头盔都是采用 HDMI 接口，而 HDMI 有线传输理论最高传输速度为 5Gbps。因此，5Gbps 应该是无线 VR 的基础带宽要求。可预见的未来，或许仅仅只有以下六种无线方案有实现无线 VR 的可能：

1、升级版 802.11ac：虽然 802.11ac 无线标准最快只有 1.3Gbps，但实际上它也可以通过 8×8 MIMO、256 QAM 调制和绑定 4 个 40MHz 信道来实现 7Gbps 的带宽，只不过该方法功耗比较大。

据了解，深圳天网虚拟现实旗下的 ONAIRVR 无线 VR 传输技术便是采用了 802.11ac 方案。不过，目前并不明确其是否使用了类似上述升级版技术。另据了解，ONAIRVR 还采用了高效的数据压缩方法，可将 VR 图像进行四百分之一到千分之一的压缩，通过无线进行实时传输后，在手机上解压呈现，而且难为可贵的是其延时仅 10 毫秒左右。

动点科技曾体验过该技术，其可以通过一个路由器同时为三个 Gear VR 传输不同的画面，并没有感受到太大的延迟感，虽然只是一个静止而非有人物运动的游戏场景。

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2、802.11ax：它和 802.11ac 一样工作在 5GHz 频段，不同之处在于 802.11ax 使用了 MU-MIMO 技术，将信号在时域、频域、空域等多个维度上分成四个不同的“信号通道”，每一个“信号通道”能单独与一台设备进行通信，通信效率成倍提高。

另外，它还采用了一种名叫 OFDMA 的全新信号调制编码算法，能把一个信号通道分成数十甚至数百个更小的正交子信道，然后将这些子信道紧密叠加在一起，再分配给不同用户，同样时间内传输数据的效率就大大提高了，最快可达 14Gbps。

不久前，无线方案解决商 Quantenna 也正式发布了业界首款支持下一代 Wi-Fi 标准 802.11ax 的全新网络芯片 QSR10G-AX，最高速度可达到了 10Gbps。如此看来，该技术的商业应用或许不远了。

3、802.11ad（WiGig）：与工作在 2.4GHz 和 5GHz 频率下的 802.11n，以及工作在 5GHz 频率下的 802.11ac 不同，802.11ad 规范则是工作在 60GHz 高频率，单信道传输速率理论上可高达 7Gbps。

另外，802.11ad 的网络延迟非常低，可以实现仅为 10ms 的延迟，堪比有线网络。目前该方案的技术落地相对扎实，SiBEAM 已经推出了 USB 适配器等解决方案，TP-Link 也推出了相应的无线路由器，不过它要普及可能还得花上些时间。

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4、SiBEAM Snap：2015 年初，SiBEAM 推出了 SiBEAM Snap 无线连接器技术。SiBEAM 称，通过领先全球使用标准 CMOS 技术制造 60GHz 芯片配合 Snap 技术，传输速度可达 12Gb/s。

5、WirelessHD：2013 年 9 月，LG、松下、NEC、三星电子、索尼以及东芝公司成立了 WirelessHD 小组，该方案工作在 60GHz 频率下，制定之初，即可提供 4Gbps 的带宽，足以满足 1080P 无损视频的需求，且延迟仅在 5 到 15 毫秒之间；同时潜力充足，预计最终能够提供 25Gbps 的高带宽。

目前在 60GHz 频段试图实现无线 VR 的企业很多，不过由于大部分公司都未公布自己具体利用了哪些技术。例如：

第一家使用 60Ghz 进行无线虚拟现实头盔设计的公司是 Serious Simulations，配合一款名叫“reformatter”的设备，能让整个数据传输过程所需的时间不超过 20 微秒。不过，其分辨率仅为 1920*1080@60fps。
国内 ZVR 也有同样 60Ghz 方案，在 30 米有效活动区间内，仅有 1 毫秒的显示输出延时，其分辨率也为 1920*1080@60fps。
MIT 实验室 MoVR 采用某未公开频段毫米波（通常认为毫米波频率范围为 26.5～300GHz）通信，经过测试，目前 MoVR 数据的最大传输速率可以达到数 Gbps。
而最近正在帮 HTC Vive 剪辫子的 TPCAST（题图）也被猜测使用了该频段技术，但 TPCAST 工作人员目前只承认其部分利用了现有 Wi-Fi 技术。有消息称目前 TPCAST 达到的是 3.5Gbps，可在 2ms 延时下，完成 2k 画质、90fps 的传输。

然而，悲剧的是，由于 60GHz 穿透性差，室内需要直射路径和反射路径通信，室外有严重的大气衰减和路径损耗，室内人类活动引起的遮挡也会带来信道衰减的剧烈波动。其中 WirelessHD 最高发射功率被限制在 10W 以下，因此 WirelessHD 最远传输现阶段仅能达到 10 米。WiGig 传输距离一般只有 3-5 米左右，改进采用的波束成形技术也仅能使其传输距离达到 10 米以上。

6、Li-Fi 技术：Li-Fi 是一种利用可见光波谱进行数据传输的全新无线传输技术，由于工作频率更大，数据传输速度也更大。基于 LED 的 Li-Fi 可达到 10 Gbps 的数据传输速率，而激光传输数据的速率可以很容易超出 100 Gbps。但 Li-Fi 技术的商用落地，估计也要等个几年。

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