Microsoftilla on pitkät perinteet verrata suhteellisen tylsää tuotejulkistusta pakottavilla tekniikkademoilla, eikä Windows 10 -ilmoitus ollut poikkeus. Ohjelmistojätti käytti tilaisuutta luoda kohtuullinen määrä buzzia HoloLensistä, futuristisesta kuulokkeesta, joka tarjoaa vilauksen lisätyn todellisuuden (AR) tulevaisuuteen. Microsoftilla on kuitenkin myös perinne upeista laitteisto-floppeista, jotka saavuttivat huippunsa Ballmer-järjestelmän aikana. Muistatko Kin-puhelimen? En minäkään.

Ohjelman käyttöönotto HoloLens ei todennäköisesti ole sellainen floppi monista syistä. Ensinnäkin, HoloLensillä on vielä pitkä tie kuljettavana, ennen kuin siitä tulee kaupallisesti kannattava laite - se voi olla noin muutama neljännes tai pari vuotta. Toiseksi sen taustalla oleva konsepti on vankka ja perustuu muutamiin lupaaviin nouseviin teollisuuden trendeihin, kuten puettavat tekniikka- ja virtuaalitodellisuus (VR) -kuulokkeet. HoloLens yrittää olla hieman erilainen niputtamalla paljon toimintoja yhteen laitteeseen, mutta tässä Microsoft HoloLens -katsauksessa katsomme mitä siellä on jo ja mikä on töissä.

Koska tämä on suunnittelublogi, joka on suunniteltu VR-ammattilaiset ja muut insinöörit, en viettää paljon aikaa vastaamiseen kysymykseen 'Mikä on HoloLens?' ja selittämällä AR: n ja VR: n välinen ero. Lisätyn todellisuuden tekniikalla on useita potentiaalisia sovelluksia eri teollisuudenaloilla, mutta rajoitetusti sovelluksia viihteessä. Virtuaalitodellisuus on suunnattu enemmän viihteeseen, vaikka sillä on myös joitain ammattisovelluksia.

Molemmilla tekniikoilla on vielä paljon rajoituksia, ja lukuisat tekniset haasteet on voitettava, jotta saavutettaisiin massamarkkinoiden vetovoima. Tämä on asteittainen prosessi, joka kestää vuosia eikä kuukausia. Teknologia, jota tarvitaan tällaisten tuotteiden luomiseen pankkitiliä rikkomatta, ei yksinkertaisesti ole valmis, mutta se on hitaasti tulossa.

Katsotaanpa, mitä siellä on ja mitä puuttuu.

Laitteiston rajoitukset - Google Glass vs. Oculus Rift vs. Microsoft HoloLens

Google Glass ilmoitettiin vuoden 2012 alussa, ja se alkoi toimittaa vuotta myöhemmin 1500 dollarin hintaan. Korkea hintalappu tarkoitti sitä, että se oli varattu hyvin pienelle kapealle alueelle - varhaisille käyttöönottajille, joita Googlen PR- ja markkinointikone kuvasi 'tutkimusmatkailijoiksi'. Laite tarjosi rajoitetun AR-toiminnallisuuden ja sisälsi pienen prismaprojektorin, jonka resoluutio oli 640x360 pikseliä, ja jonka virtalähteenä oli vanhentunut prosessori.

Vaikka se onnistui kiehtomaan yleisöä hetkeksi, Google Glassia ei tuskin voida kuvata menestykseksi. Sovelluskehittäjät, jotka halusivat hypätä vaunuun, alkoivat menettää kiinnostuksensa, samoin kuin 'tutkimusmatkailijat', jotka näyttivät pääsevän villiin muutamassa kuukaudessa. Uusimmat huhut viittaavat uuteen Google Glass -versioon, jossa on Intel-piitä, joten se voi olla vähän liian aikaista nekrologille. Kummassakin tapauksessa Google Glass ei ollut suuri menestys riippumatta siitä, miten katsot sitä.

Oculus Rift on ehkä tällä hetkellä eniten puhuttu VR-järjestelmä, mutta toisin kuin Google Glass, sitä ei ole vielä käynnistetty. Oculus VR on työskennellyt laitteen parissa jo vuosia, ja prosessin aikana yritys kävi läpi kahden sukupolven kehityspaketteja. Kuluttajaversio odotetaan julkaistavan joskus vuonna 2015 tarkistetun teknisen version kanssa. Maaliskuussa 2014 Facebook osti Oculus VR: n yli 2 miljardilla dollarilla käteisenä ja Facebook-osakkeina.

Samsungin Gear VR tarjoaa erilaista lähestymistapaa, koska siinä käytetään Galaxy Note 4 -puhelinta sisäänrakennetun näytön sijasta, mutta se perustuu joihinkin Oculuksen kehittämiin tekniikoihin. Minusta modulaarinen konsepti on mielenkiintoinen, koska samanlaista lähestymistapaa voitaisiin käyttää useiden eri toimittajien mobiililaitteiden kanssa, mikä antaisi käyttäjille mahdollisuuden päivittää laitteita tehokkaasti aina, kun he saavat uuden puhelimen. Qualcommin Vuforia alustalla on joitain lupaavia ominaisuuksia mobiililaitteille ja potentiaalisille AR / VR-sovelluksille.

Joten mitä puuttuu? Yksinkertainen vastaus saattaa olla prosessointiteho, mutta se on hieman monimutkaisempi.

Molempien käsitteiden ongelmana on, että ne ovat vielä aikansa edellä, ja tekniikan on vielä oltava kiinni. Microsoftin HoloLens kärsii varmasti samoista hampaiden nousun ongelmista, mutta Microsoftin käsite on jonkin verran erilainen, ja siksi on mahdollisuus voittaa ainakin osa näistä ongelmista.

Google Glass suunniteltiin kevyeksi pukeutuvaksi, mikä johti lukuisiin kompromisseihin. Laitteessa oli yksi näyttö paksulla prismalla käyttäjän oikean silmän edessä. Tarkkuus oli hyvin rajallinen näkökentän vuoksi. Esimerkiksi älykellonäytöissä on yleensä samanlainen pystysuuntainen resoluutio laitteelle, joka vie vain pari astetta käyttäjän näkökentästä. Google Glass perustui vanhentuneeseen Chip-järjestelmään (SoC), ja sen akunkesto oli rajallinen.

Mobiililaitteiden suunnittelu ei ole helppoa, ja siihen liittyy aina useita kompromisseja. Suuremman resoluution näytöt vaativat enemmän GPU-virtaa, mikä edellyttää suurempien SoC: iden käyttöä, joissa on tehokkaammat GPU: t, jotka työskentelevät suuremmalla kuormalla, mikä sitten vaatii suuremman akun ja niin edelleen. Se on hieno tasapainottava toimenpide, ja AR-kuulokkeet ovat yksinkertaisesti liian pieniä mahtamaan suuren akun, kuten suuriresoluutioisissa tableteissa.

Ensi silmäyksellä Oculus Rift ei näytä kärsivän vastaavista puutteista laitteiston edessä, koska sillä ei ole kompromisseja akun keston ja siirrettävyyden vuoksi. Se ei ole riippuvainen integroidusta SoC: stä, ja 1080p-näyttö kuulostaa toivottavalta; mutta todellisuudessa se ei ole läheskään tarpeeksi fotorealismille. Laitteella on erittäin suuri FOV, ja pikselitiheys on edelleen riittämätön.

Tämän ongelman voittamiseksi VR-laitteiden olisi käytettävä korkeamman resoluution 4K / UHD-näyttöjä tai jopa 8K-näyttöjä jossain vaiheessa tulevaisuudessa. Teknologia on melkein olemassa, mutta se ei ole halpaa, ja se on kaikkea muuta kuin kannettava.

Jos haluat suorittaa uusimmat AAA-pelit 4K-näytöllä mahdollisimman korkeilla yksityiskohtien asetuksilla, tarvitset kaksi huippuluokan erillistä näytönohjainta. Esimerkiksi Nvidia- ja AMD-kortit, jotka perustuvat lippulaiva Maxwell- ja Hawaii-sukupolven GPU: iin. Kehyksen repeytymisen poistamiseksi (käyttämällä Nvidian G-Syncin tai AMD: n FreeSyncin kaltaisia ​​tekniikoita) tarvitset hieman enemmän virtaa, ja oikean 3D: n tekeminen molemmille silmille edellyttää vielä enemmän GPU-virtaa.

Tärkeintä on: 4K VR -laitteen virtalähteeksi tällä hetkellä saatavilla olevaa tekniikkaa varten tarvitset vähintään kaksi grafiikkasuoritinta, joissa on yhteensä 12-14 miljardin transistorit 28 nm: ssä ja jotka kuluttavat 350 - 500 W virtaa, lukuun ottamatta prosessoria ja muuta järjestelmää . Tämä on varovainen arvio, joka perustuu tällä hetkellä saatavilla oleviin näytönohjaimiin ja suorittimiin - emmekä edes keskustele ajatuksesta käyttää kahta 4K-näyttöä, yhtä silmää kohti.

Nvidian uusin mobiili SoC, Tegra K1, 64-bittinen, jota käytetään Google Nexus 9: ssä, sisältää 192 CUDA-ydintä, jotka perustuvat Kepler-arkkitehtuuriin, ei tehokkaampaan Maxwelliin. Yhtiön nykyinen lippulaiva erillisillä näytönohjaimilla on 2048 Maxwell CUDA -ydintä, jotka kulkevat korkeammilla kelloilla kuin Kepler-ytimet mobiilissa Tegra SoC: ssa.

Fotorealistisella grafiikalla varustetut kannettavat VR-laitteet eivät ole selvästi käytettävissä tulevina vuosina, ja jopa langallisilla laitteilla, kuten Oculus Rift, on vielä pitkä matka. Alustan kokonaiskustannukset ovat toinen huolenaihe. Pelitietokoneet, jotka pystyvät pumppaamaan toistettavia kehysnopeuksia 1080p: llä, ovat suhteellisen halpoja, koska valtavirran GPU: t ovat riittävän nopeita työn tekemiseen. Mutta 2160p: ssä tarvitset neljä kertaa GPU-lihaksen, jota tukee enemmän muistia ja nopeampi prosessori.

On olemassa toinen tapa puuttua tähän ongelmaan, ja käsittelen sen myöhemmin.

Joten mitä Microsoft sai oikein?

Muistaa Facebookin Oculus Rift mainitsin aiemmin? Vain muutama päivä ilmoituksen jälkeen kävi ilmi, että Microsoft osti lisättyyn todellisuuteen ja kannettaviin tietokoneisiin liittyviä immateriaalioikeuksia (IP). Osterhout Design Group (ODG). Jotkut patentit kattoivat ”läpinäkyvät lähellä olevat silmälasit” osittain läpäisevällä optisella elementillä.

Toisin sanoen Microsoft osti HoloLensin luomiseen tarvittavan IP-osoitteen; ja kauppa kuulemma kuului kymmeniin ODG-patentteihin, mukaan lukien muutama tusina lisää käynnissä olevia patenttihakemuksia. Sillä välin Oculus VR: llä sanotaan olevan vain yksi patentti, joka kuvaa epämääräisesti 'virtuaalitodellisuuskuulokkeita'.

Microsoft näyttää pyrkivän saamaan molempien maailmojen parhaat puolet - laaja FOV, joka yleensä liittyy VR-laitteisiin, ja läpinäkyvä näyttöpinta, joka sopii AR-sovelluksiin. Lähestymistavan pitäisi antaa HoloLensille mahdollisuus käyttää paljon vähemmän prosessointitehoa kuin VR-laitteet, samalla kun se tarjoaa enemmän toimintoja laajan FOV: n ansiosta. Sen sijaan, että yritettäisiin tuottaa fotorealistista sisältöä, HoloLens voisi päästä eroon hieman pienemmällä tarkkuudella ja kuvanlaadulla näytetyn sisällön rajoitetun läpinäkymättömyyden vuoksi. Todellisuuden illuusion luominen ei ole tarpeen, joten laitteiston yleiskustannuksia on paljon vähemmän. Paljon valmiita tekniikoita voisi antaa HoloLensille mahdollisuuden vähentää tai poistaa peitelevyjä ja tuottaa hyvännäköisiä komposiitteja, koska tausta on jo olemassa.

Tämä tosiasia rajoittaa HoloLensin vetovoimaa viihdekentässä toisin kuin todelliset VR-kuulokkeet; mutta se avaa useita mahdollisuuksia muilla teollisuudenaloilla, aina suunnittelusta ja terveydenhuollosta arkkitehtuuriin ja puolustukseen. HoloLensia voitaisiin käyttää terveydenhuollon ammattilaisten, insinöörien, teollisuuskoneiden käyttäjien, sotilaiden ja lainvalvontaviranomaisten auttamiseen.

HoloLensillä on kuitenkin edelleen sovelluksia kuluttajatiloissa. Microsoftin Phil Spencer sanoi, että HoloLensin on oltava menestyvä itsenäinen tuote, ja lisäsi, että yritys etsii jo tapoja käyttää sitä yhdessä tietokoneiden ja Xbox One -konsolien kanssa. Laite voisi toimia heads-up -näytönä (HUD) pelaajille tai jopa kuntosalin harrastajille.

HoloLens Hardware Conundrum

Microsoft ei ole paljastanut tarkkoja laitteistomäärityksiä, joten emme vielä tiedä mitä odottaa. Näytön tarkkuudesta, GPU GFLOP: ista, liitettävyydestä tai akun kestosta ei ole sanaa. Tämä jättää paljon tilaa spekulointiin, jonka tekninen lehdistö täyttää mielellään sarakkeen tuumilla ja napsautuksella, mutta mikään ei ole vielä virallista.

Kuten sanoin, HoloLensin ei pitäisi vaatia melkein yhtä paljon GPU-virtaa kuin Oculus Rift ja vastaavat VR-tuotteet. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että Microsoft voi päästä eroon halpasta SoC: stä, kuten mobiilituotteissa yleisesti käytetyt. Microsoft käyttää tällä hetkellä erilaisia ​​siruja eri toimittajilta - Qualcomm Snapdragon SoC -laitteet, joissa on integroitu 4G / LTE matkapuhelimille, Intel-sirut Surface Pro -tabletteille (yhdessä Nvidia SoC: n kanssa vanhentuneissa Surface RT -tuotteissa) sekä mukautetut AMD APU: t Xbox Onessa .

Tehonäkökohtien vuoksi ilmeisin valinta olisi Snapdragon SoC, samanlainen kuin Lumia-puhelimissa. Tämä ei tarkoita, että HoloLens olisi yhtä alitehoinen kuin Google Glass. HoloLens on paljon suurempi laite, jossa on tilaa isommalle akulle; Uusimmat Snapdragon SoC: t ovat huomattavasti tehokkaampia kuin Google Glassissa käytetty piirisarja (joka on huomattavasti hitaampi kuin älykelloissa käytettävät sirut). Aikaisemmat vertailuarvot osoittavat, että Qualcommin tulevissa lippulaiva SoC: issa käytetty Adreno 430 GPU, kuten Snapdragon 810, on voimalaitos, joka pystyy käsittelemään 4K-resoluutioita ja tuottamaan suhteellisen monimutkaista 3D-sisältöä 1080p: ssä.

Kyse ei ole vain pelkästä renderöinnistä. GPU: t tarjoavat paljon laskentapotentiaalia, ja niitä voidaan käyttää paljon enemmän kuin pelaamiseen. Google käytti Tegra K1: tä Tango-projekti , joka käsittelee myös useita tekniikoita, jotka voivat olla erittäin hyödyllisiä AR- tai VR-laitteille - automaatio, kuljettajattomat autot jne. Mainitsin jo Vuforian, ja GPU-alalla on muitakin toimijoita, mutta Nvidialla on etu käyttää CUDA-ytimiä - se on ollut markkinajohtaja ammattigrafiikan ja GPGPU-laskentamarkkinoilla jo vuosia.

Meidän ei kuitenkaan pitäisi olla lukittuna 'mitä siellä on' -ajatteluun. Voi kestää jonkin aikaa, ennen kuin HoloLens tulee myyntiin, ja seuraavien sukupolvien on pakko käyttää vielä tehokkaampaa laitteistoa. Intelin uudet 14 nm: n atomit ovat tulossa pian, kun taas ARM-pohjaisten 14 nm: n ja 16 nm: n SoC: n pitäisi ilmestyä muutama neljännes myöhemmin. Uudet ei-tasomaiset solmut mahdollistavat entistä paremman suorituskyvyn wattia kohden, mikä parantaa huomattavasti yleistä suorituskykyä kuluttamatta akun kestoa.

Suoratoisto vaihtoehtona

On myös vaihtoehto, jonka mainitsin aiemmin - pilvipalvelua ja suoratoistoa voitaisiin käyttää monimutkaisen, resursseja kuluttavan 3D-sisällön näyttämiseen. Uusimmissa SoC: issa on 802.11ac-langattomat ja nopeat LTE-modeemit, jotka riittävät korkean resoluution suoratoistoon. Tämän lähestymistavan, etenkin LTE: n, haittapuoli on viive.

Jos lisäsisältöä renderöidään paikallisesti, PC-työasemalla tai mahdollisesti jopa Xbox Onella, viiveen tulisi olla rajoitettua, mutta pilven etärenderöinti voi osoittautua ongelmalliseksi. Esimerkiksi Nvidia yrittää ratkaista tämän ongelman perustamalla Ruudukko palvelimia strategisissa paikoissa yrittäen kattaa suurimmat markkinat matalaviiveisellä pelien suoratoistolla. Vain muutama millisekunti ylimääräinen viive voi vaarantaa AR-sovelluksen käyttökokemuksen.

Mobiilin SoC: n tulisi riittää useimpiin jokapäiväisiin tehtäviin, kuten Skype ja jotkut rajoitetun lisätyn todellisuuden sovellukset. Jos arkkitehti haluaa käydä rakennustyömaalla ja nähdä, miltä valmis rakennus näyttää lisätyn todellisuuden avulla, HoloLensin on tuettava enemmän laitteita; tuottaa monimutkaisia ​​kohtauksia satojen tuhansien tai miljoonien polygonien, edistyneiden valotehosteiden ja niin edelleen.

Ylöspäin on, että HoloLens voisi tarjota paljon toimintoja heti laatikosta, suhteellisen tehokkaalla integroidulla GPU: lla, joka pystyy käsittelemään paljon jokapäiväisiä tehtäviä, kuten korkean resoluution videoiden suoratoisto, selaaminen ja jopa rento pelaaminen. Toisaalta ammattilaiset voisivat käyttää 802.11ac- tai LTE-tekniikkaa monimutkaisemman sisällön suoratoistoon etätunnistettuna.

Microsoft voisi käytännössä käyttää samaa laitteistoalustaa kotikäyttäjille ja ammattilaisille, joista jälkimmäiset käyttävät paikallista tai pilvivirtausta edistyneempiin, resursseja vieviin tehtäviin.

Onko HoloLensille käyttöä ja markkinoita?

Microsoft esitteli HoloLensia useissa erilaisissa tilanteissa. Vaikka demot olivat varsin mielenkiintoisia, ne eivät tarkalleen tarkentaneet uuden laitteen realistista ja kaupallisesti kannattavaa käyttötapaa.

Pidän HoloLensistä siitä, että se on puolivälissä todellisten puettavien laitteiden, kuten Google Glass, ja langallisten VR-ratkaisujen, kuten Oculus Rift, välillä. HoloLensin ei tarvitse olla tarpeeksi kevyt ja kannettava, jotta sitä voi käyttää kadulla, mutta samalla sen ei tarvitse olla kytkettynä tietokoneeseen tai ulkoiseen virtalähteeseen - molempien maailmojen parhaat puolet. Pidän myös siitä, että Microsoft päättää johtaa eikä seurata. HoloLens eroaa nykyisistä käsitteistä ja tuotteista; se on innovatiivinen, futuristinen ja alkuperäinen - raikas ilma Redmondista.

Tämä lähestymistapa herättää kuitenkin myös useita tärkeitä kysymyksiä HoloLensin käyttötapauksesta ja markkinoiden koosta. Se ei voi korvata näyttöä, kuten VR-ratkaisuja, mutta sitä ei voida käyttää jokapäiväisissä tilanteissa pelkän massan ja ulkonäön vuoksi. Vaikka saatat nähdä joitain työmatkalaisia ​​ja urheilijoita käyttävän älylaseja, et todennäköisesti näe hiihtäjiä tai lenkkeilijöitä, jotka käyttävät HoloLens-kuulokkeita.

Mitä valtavirran käyttäjät voisivat tehdä HoloLensin kanssa? Millaisia ​​ohjelmistoalustoja ja käyttöjärjestelmiä tuetaan? Entä ammattisovellukset? Entä HoloLens-alustojen välinen toiminnallisuus, laitteistomääritykset, vähittäismyyntihinta ja materiaaliluettelo (BOM)?

Paljon kysymyksiä on vielä vastattava, ja todennäköisesti kestää jonkin aikaa, ennen kuin Microsoft julkaisee kaikki tiedot.

Microsoftin on kohdistettava mainstream- ja ammattimarkkinat samanaikaisesti samalla laitteistolla. Hinnasta ja tuotepaketista riippuen Microsoft voisi hyödyntää Xbox-käyttäjäkuntaansa sekä tietokonepelimarkkinoiden osaa tuodakseen HoloLens-tuotteet pääkäyttäjille. Tällaisen tuotteen markkinointi ei ole helppoa, jos hinta on liian korkea, mutta käyttäjäkunta on siellä - ja se on valmis käyttämään paljon rahaa uusiin laitteisiin. Valtamarkkinoiden lähestymistapa auttaisi myös saamaan lisää kehittäjiä mukaan, mikä laajentaisi ekosysteemiä ja loisi uusia käyttötapauksia.

Mutta jos HoloLens-tuotteet pakollisesti hinnoitellaan päämarkkinoille, kuinka Microsoft aikoo toimia ammattimarkkinoiden jälkeen ja ansaita rahaa prosessin aikana?

Vuosia sitten ansaitsin elantoni offline-3D-grafiikassa, ja näen paljon potentiaalia HoloLensissä. Siellä on paljon 3D / CAD-käyttäjiä, ja monet heistä olisivat samaa mieltä. Tarkoittaako tämä, että jokainen suunnittelija voi noutaa HoloLens-laitteen, joka on hinnoiteltu valtamarkkinoille, ja käyttää sitä työhön? Mahdollisesti, mutta luultavasti ei.

Tässä tilassa on muitakin tapoja markkinoida tuotteita. Olen katsonut GPU-tilaa vuosia, ja tuona aikana olen oppinut pari asiaa alan toiminnasta. Vaikka pelaajien huippuluokan näytönohjaimet saavat kaikki otsikot, Nvidian ja AMD: n todelliset käteislehmät ovat ammattimaisia ​​grafiikka- ja laskentaratkaisuja. He ovat laulamattomia sankareita tässä duopolissa. Kuluttajakortin ja samaan grafiikkasuorittimeen perustuvan ammattikortin BOM on suunnilleen sama, mutta ammattikortit maksavat paljon enemmän, suuruusluokkaa enemmän. Ne tuottavat valtavia marginaaleja ja tuottavat paljon tuloja ja voittoja pienestä kokonaismäärästä huolimatta - voit tarkistaa lisätietoja Nvidian neljännesvuosittaisista ansaintaraporteista.

Microsoft voisi turvautua vastaavaan lähestymistapaan. HoloLens voisi käyttää samaa laitteistoa molemmilla markkinoilla, rajoittaa kuluttajamallien toimivuutta ja laajentaa sitä ammattimaisille tuotteille eri lisenssitasoilla.

Tietysti kaikki on vain spekulaatiota tässä vaiheessa - mutta niin nämä markkinat toimivat. Microsoftin ei tarvitse keksiä pyörää uudelleen.