【導讀】在尋求將設(shè)備與系統(tǒng)提升至更高水平的過程中，AR/VR的設(shè)計人員都將大部分的精力用在了內(nèi)容開發(fā)當中，而數(shù)據(jù)進入到設(shè)備的方式一直都處于不那么優(yōu)先的位置。但是，在設(shè)計人員投身到商業(yè)化的過程中，如果沒有數(shù)據(jù)通信方面的進展，就不可能實現(xiàn)重要的改進。通信系統(tǒng)和天線技術(shù)對于這一進展來說是非常重要的一步。
1.脫離網(wǎng)絡(luò)
時至今日，優(yōu)質(zhì)的 AR/VR 體驗所需的數(shù)據(jù)量使得無法避免的要采用網(wǎng)絡(luò)共享。然而，大多數(shù)的專家都同意的是，為了使 AR/VR 達到所需的移動性，從而提供實際并且/或者全沉浸式的體驗，設(shè)備需要脫離開網(wǎng)絡(luò)（VR 之路，2018 年 1 月）。那么，如何在不接線的情況下，傳輸高品質(zhì) AR/VR 體驗所需的海量數(shù)據(jù)呢？
“當前，對于 AR/VR 的設(shè)計人員來說，通信似乎是一個事后再考慮的事項。”Molex 天線業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理 Matt McWhinney 表示。“他們傾向于關(guān)注的是圖形以及需要為應(yīng)用和內(nèi)容提供支持的復雜的軟件/固件層。這就是大多數(shù)的 AR/VR 設(shè)備仍然采用有線方式的原因；當前來說，與內(nèi)容相比，是否轉(zhuǎn)為無線應(yīng)用則是一個關(guān)注度較低的問題。”
此外，極高數(shù)據(jù)速率的無線傳輸仍然要等待新通信技術(shù)的部署，例如 5G 網(wǎng)絡(luò)等，這類技術(shù)將部分的依賴于新一代的天線。尤其在于，在 5G 的部署中，根據(jù)有關(guān) 5G 無線接入的愛立信白皮書，多天線傳輸和波束成型將發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。
2. 通過波束控制命中移動目標
許多的 AR/VR 系統(tǒng)都希望用戶有所動作 – 不僅僅是活動他們的頭部和雙手，還包括他們的雙腳，需要移動步伐。在系統(tǒng)的一端或兩端同時發(fā)生移動的過程中，傳輸發(fā)揮出 AR/VR 的有效性能所需的海量數(shù)據(jù)，已經(jīng)被證明是極其困難的。為了以極高的效率在運動的網(wǎng)絡(luò)之間傳輸大量的數(shù)據(jù)，一種稱為“波束控制”的技術(shù)將發(fā)揮關(guān)鍵的作用。波束控制技術(shù)不再在所有方向上發(fā)射寬帶無線數(shù)據(jù)信號，而是將數(shù)據(jù)發(fā)送到需要該數(shù)據(jù)的具體的用戶位置處。這樣可以節(jié)省功率，使更多的用戶可以獲得高帶寬的無線信號，防止信號之間相互干擾。
如何實現(xiàn)波束控制：
第 1 步：識別并定位 AR/VR 模塊；確定其各端點位于何處。
第 2 步：計算如何以及在何處形成無線窄束圖形，從而可以只將精確的直接信號發(fā)送到所需的端點天線處。
第 3 步：設(shè)置發(fā)往端點的通信信號。
“波束控制現(xiàn)已成為可能。”McWhinney 表示說。“但是，如果發(fā)射機和接收機之間的相對運動過大，那么需要額外的工作才能持續(xù)的更新“波束”所指向的位置，從而保持兩端的連接。目前來說，實現(xiàn)這一點較為困難，可能這就是數(shù)據(jù)密集型的 AR/VR 系統(tǒng)并未采用無線鏈路來交換信息的最大的一個原因。新興的 5G 通信將必須解決這一問題。”
3. 解決延遲問題
提供實際內(nèi)容所需的海量數(shù)據(jù)往往跟不上我們的頭部和雙眼的運動，這樣就會造成延遲問題，然后，導致無法達到沉浸式的 AR/VR 體驗。目前來說，對于在線游戲，從鼠標移動到屏幕上發(fā)生相應(yīng)的動作，會有 50 毫秒 (ms) 的滯后時間。另一方面，如果要使 AR/VR 真正達到沉浸式的效果，滯后時間需要控制在 15 到 7 ms。
如果要解決延遲上的問題，那么將需要速度更快的處理器。因此，對于 AR/VR 的網(wǎng)絡(luò)共享來說，延遲的解決辦法在于開發(fā)超高速的通信技術(shù)，例如 5G 等等，以及開發(fā)各種天線。通過實現(xiàn)極高數(shù)據(jù)速率的無線傳輸，5G 將發(fā)揮關(guān)鍵性的作用，將延遲降低至低達 2 ms 的水平。
4. 縮小體積和重量
然后，就是有關(guān)尺寸和重量的問題。當今許多的 AR/VR 頭戴設(shè)備都過于笨重，無法舒適的在工作場所穿戴，或者無法穿戴較長的時間。如果要使 AR/VR 設(shè)備在日常生活中有效的發(fā)揮作用 – 比如說，讓外科醫(yī)生佩戴智能眼鏡，那么設(shè)備就必須做到緊湊、舒適。這意味著需要減輕設(shè)備電源、內(nèi)部組件和功能的體積和重量，其中便包括了天線。在設(shè)計階段的開發(fā)過程中，應(yīng)該盡早的實施這類的考量因素。
“比如說，笨拙的原型機中可以使用的標準天線可能對于精巧的消費版本來說過大。”McWhinney 解釋說。“與今天相比，天線的集成、規(guī)格制定以及設(shè)計應(yīng)當在 AR/VR 設(shè)備設(shè)計過程中盡早的開始。”
為 AR/VR 設(shè)備交付天線解決方案
Molex 正在發(fā)揮自身的作用，通過創(chuàng)新性的定制天線、MID/LDS 功能以及特定應(yīng)用電子封裝 (ASEP) 解決方案來助力突破 AR/VR 技術(shù)中的一些障礙。Molex 還與從事 5G 系統(tǒng)創(chuàng)新的企業(yè)開展密切的合作，隨著下一代的網(wǎng)絡(luò)將于 2020 年開始部署，將協(xié)助設(shè)備制造商，例如開發(fā) AR/VR 系統(tǒng)的制造商，來將 5G 通信功能集成到他們自身的模塊當中。
此外，在從數(shù)據(jù)通信到緊湊性在內(nèi)的范圍內(nèi)，有效的天線設(shè)計將對 AR/VR 設(shè)備的性能產(chǎn)生深遠的影響。“我們往往從標準天線開始，與客戶一道來將天線集成到他們的設(shè)計當中。”McWhinney 解釋道。“如果性能或尺寸達不到他們的要求，我們就將轉(zhuǎn)向定制的解決方案。”
通過將成型互連設(shè)備 (MID) 技術(shù)與激光直接成型 (LDS) 相結(jié)合，Molex 可以通過一次成型的設(shè)備提供集成的細螺距三維電路。另外，ASEP 作為 Molex 的創(chuàng)新成果，可以實現(xiàn)電子功能制造工藝的轉(zhuǎn)型。MID/LDS 和 ASEP 技術(shù)都是 Molex 的實力所在，可以將天線集成到您的設(shè)計中，與此同時還可節(jié)省空間并提高性能。
