为什么“性能优化”对移动AR-VR极其重要?

2024-12-25上海AR开发专家

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  创建高性能的AR/VR应用具有挑战性，这对移动设备而言尤为如此，下面是5个具体的理由。
  1. 高帧率才能带来优秀的用户体验
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  高应用帧率是优秀用户体验的关键。没有这一点，用户界面的响应速度将会很慢，令人感觉每一个用户输入都非常不稳定或者延迟味十足。最糟糕的是，起伏不定的真理是导致VR和AR用户恶心头晕的主要原因。简单来说，
  AR应用
  程序的帧率需要保持在60FPS及以上。对于VR来说，稳定的120FPS是理想目标，因为在封闭的体验中没有外部可见的静态参考点。
  然而，达到如此高帧率并非易事。在60FPS下，渲染每帧和处理一切的时间只有16毫秒。至于120FPS，时间需要再减少一半。
  在大多数3D应用程序中，图形是最大的处理负担。尽管PC市场上存在非常强大的图形硬件，能够处理高度复杂的3D场景，但由于能耗和散热问题，面向的移动设备的图形硬件在性能上存在限制。对于这种受限于资源的移动AR和VR设备，自动图形优化是实现流畅体验所需性能的最重要部分。
  2. 更佳的性能表现意味着更长的续航能力
  3D，尤其是透视AR对移动渲染硬件的要求非常高。几乎设备的每个元件都需要参与至用户体验的创建，这对能耗的压力非常高。借助高度优化的代码和内容，移动设备的续航能够得到显著的提升，为用户提供足够的性能来驱动其他关键的任务，比如说打电话。如果优化后的3D能够减轻处理器在实现合理帧率上的压力，设备的续航能力将能达到进一步的加强。
  3. VR和AR都需要非常高的分辨率
     
  当前的移动设备搭载了非常优秀的显示器，能够实现超级锐利的图像。锐利图像是高分辨率的结果（现在的移动设备能够实现百万级像素）。在沉浸式3D应用程序中，每一个像素在每一帧中都需要更新，这为图形处理组件带来了非常大的工作量。图形质量越优秀，对GPU提出的要求就越高。
  但要实现逼真的AR和VR体验，今天的分辨率根本不够。因为AR/VR显示器非常靠近用户的眼睛，而且透镜又起到了放大作用，它们需要更高的分辨率来防止眼睛注意到其间的像素。我们在当前的VR头显产品中可以轻易注意到这一像素化现象。
  解决这个问题十分困难，尤其是对移动设备而言。Varjo这样的公司正在努力解决硬件分辨率问题，但所有额外的像素将需要搭配以相应的高分辨率内容。
  所有这一切将对处理器提出更多的工作任务，并且需要占用更多的内存和带宽。为了确保高质量内容能够在终端用户设备上以高保真度渲染，智能优化3D将一个关键组件部分。
  4. 高分辨率3D内容需要占据大量的空间
  与图片这样的静态内容或视频相比，交互式3D内容需要的支持多相机角度和位置。要在每一个可能视角上实现理想分辨率，所需的文件体积可以轻松达到数百GB，甚至是以TB计算。单单是储存这样的数据就已经是一个重大的挑战。在桌面PC端，这个问题可以（相对）轻松地进行解决，只需添加更多的磁盘空间即可。显然，这对移动设备而言不是一个可行的选择方案。
  考虑到移动设备上的储存容量有限，尤其是因为个人图片，视频和音乐等媒体同时需要储存空间，所以优化是移动设备渲染大型复杂3D场景与对象的关键。
  5. 用户期待快速的应用程序启动和加载时间
  移动应用程序用户期待流畅的用户体验，包括精炼的用户界面和快速的应用安装和启动时间。下载3D应用程序所需的内容，或者只是在启动时将预先安装的内容加载到活动内存中的时间可能会超出用户可以承受的范围。
  为了避免这一切，3D数据需要进行流式传输。真正的3D内容传输比视频传输更为复杂。在云端完成渲染并且仅传输渲染结果图像的解决方案实际上并不适合交互式3D应用程序。简而言之，由此产生的往返延迟太高，无法提供良好的用户体验。
  有厂商认为，在终端用户设备上进行渲染，并将内容作为优化的3D模型进行流式传输是唯一面向未来的解决方案。比如说Umbra3D，如果你正在开发自己的AR或VR应用程序，你可以免费测试他们的Unity集成