终端应用/影像芯片竞出笼　虚拟现实喜迎商用元年

    三星、索尼、宏达电等手机品牌大厂已将虚拟实境显示装置列为2016年重点发展的新产品，而晶片商如英飞凌(Infineon)、辉达(NVIDIA)也于近日推出3D影像感测器及新一代渲染(Rendering)软体，可进一步提升虚拟实境的视觉效果，为虚拟实境商用发展挹注强劲动能。

1980年代即出现的虚拟实境(Virtual Reality, VR)头戴式装置，近年亦有诸多厂商投入开发，但却一直苦于价格、技术等问题，无法成功打入市场，不过在品牌大厂如HTC、Oculus和Sony于2016年推出VR新品后，此情况可望有所变化(图1)。

图1　虚拟实境技术大跃进，2016年将成为其商用元年。
技术瓶颈突破　VR/AR迈入商用元年

根据国际数据资讯(IDC)研究指出，2016年VR与扩增实境(AR)可望改善技术限制，并突破过去应用不成熟等问题，进入商业化元年。


图2　IDC个人电脑电脑周边资深研究经理严兰欣认为，使用者体验与价格是虚拟实境能否成长关键。


IDC个人电脑/电脑周边资深研究经理严兰欣(图2)表示，过去VR受限于装置设计、技术成熟度及硬体价格等问题，在应用上会有危险、昂贵及不切实际等挑战，导致过去虽有产品推出，但多未成功发展。不过，随着VR技术提升，2016年可望见到一些大厂如HTC、Oculus和Sony推出相关产品。

严兰欣进一步解释，VR主要锁定消费市场，比方像游戏娱乐、艺术、教育等；AR则是融合虚拟与真实世界，并多专注于企业端市场，如汽车导航、倒车辅助和室内设计等；2016年可视为VR与AR应用爆发的元年，但该应用是否持续发展，则须考量使用者经验、价格与使用情境内容等因素，能否符合消费者期待。

无独有偶，对于VR的发展，资策会MIC日前公布2016年高科技产业十大趋势，亦不约而同地指出VR将于2016年进入新里程碑，并可在消费市场看到三种型态的VR头戴式装置。


图3　资策会MIC产业顾问兼主任张奇表示，虚拟实境生态系成形，2016年将是商用元年。
资策会MIC产业顾问兼主任张奇(图3)表示，VR生态系成形，2016年将是商用元年。

张奇表示，众家大厂积极布局VR软硬体平台，因此VR产业生态圈逐渐成形，2016年会出现三种不同形式的VR装置，譬如搭配手机的Samsung Gear VR2、搭配电脑的HTC Vive/Oculus Rift和搭配游戏主机的Sony PlayStation。现阶段，VR在消费市场的应用仍以游戏、影音娱乐为主，而在商用市场则多为产品设计/展示如橱窗陈列，以及医学应用等，未来可望见到3D演唱会、虚拟博物馆、房屋仲介等VR应用。

张奇进一步解释，VR除了商用进度快，也会出现一些新技术，比方像演算法、眼球追踪技术、影像显示技术和画面更新率等，但现今VR仍须克服新技术的挑战；当前除了上述国际大厂开发VR外，中国厂商和一些台湾创投公司亦有投入该领域。

除品牌大厂磨拳擦掌外，半导体晶片商亦积极着墨此领域，并于近期推出新款晶片，藉以在VR商用元年抢进该市场。

英飞凌抢搭VR商机　新3D影像感测器出击

看好VR发展前景，英飞凌(Infineon)与德国pmd科技公司合力开发出专为行动装置所设计的新一代三维(3D)影像感测器晶片REAL3，不仅尺寸、功耗较前一代大幅缩减，且每个像素皆使用一颗微镜头，可提高光学灵敏度，创造更真实的VR和AR实境影像体验，预计将于2016年第一季开始量产。

据悉，REAL3包括RS1125C、IRS1645C和IRS1615C系列产品，将于2016年国际消费性电子展(CES)展出，可实现极为真实的VR和AR游戏体验，游戏玩家可透过头戴式装置，在游戏中以双手和生活环境互动，其余应用还包括房间及物体的空间测量、室内导航，以及特殊相片效果的实作。

英飞凌指出，行动装置大部分应用只需要38,000像素的解析度，因此新系列3D影像感测器晶片将之前的100,000像素矩阵按比例缩小规模，而其他功能区块，例如晶片区域的类比/数位转换器及效能范围则经过最佳化，以进一步降低系统成本；且由于解析度降低，因此可搭配较微型且价格更实惠的光学镜头。

此外，REAL3系列具备更佳的光学灵敏度与更低耗电量，其光学像素灵敏度为前一代产品两倍，代表仅需一半的发射光输出，就能达到同等优异的测量水准。因此，行动装置摄影机系统制造商不但可提供更符合成本效益的红外线光，也能将摄影机系统的耗电量减半。同时，该系列产品内建电子装置占用空间也相当小，可让行动装置具备迷你摄影机系统，测量3D深度资料，且迅速、写实地侦测周遭环境。

此系列中的IRS1125C元件将于2016年第一季开始量产，较小型的IRS1645C和IRS1615C则预计于2016年第二季开始生产。这三款产品均以裸晶方式供应，提供较高的设计弹性，同时降低系统成本。

除英飞凌外，AMD则以高阶旗舰显示卡Radeon R9 Fury系列及LiquidVR虚拟视觉开发工具积极布局VR市场，而NVIDIA亦于日前推出新款Iray渲染软体，来增进VR视觉效果。
Iray渲染软体发威　VR视觉效果再突破
为提升设计效率及设计成品真实度，NVIDIA于近期宣布推出Iray渲染软体，将采用插件(Plug-in)的方式，支援常用的设计软体如Autodesk 3ds Max、Autodesk Maya进行扩充。Iray目前已于NVIDIA线上商店上架，而发展火热的VR应用，也将透过此一渲染软体，呈现更逼真的视觉效果。


图4　NVIDIA专业视觉化事业部资深总监Sandeep Gupte表示，Iray结合了PBR技术，并搭配MDL资料库，可设计出更逼真的视觉效果。


NVIDIA专业视觉化事业部资深总监Sandeep Gupte(图4)表示，将产品呈现出如相片般的真实度，是所有设计者的目标；若想达成此一目标，光源与材料的结合十分关键。为此，Iray结合PBR(Physically Based Render)技术，并搭配材料定义语言(Material Definition Language, MDL)资料库，使设计人员达成预期的成果，且让设计工作更流畅。

据悉，PBR为依据真实世界的物理特性进行运算的渲染技术，能模拟真实环境中的光线状况，依据光在不同材质、空间的折射与反射不同，让电脑进行3D渲染时，使其所绘制的3D模型如同真实世界所见。同时，PBR还具备互动性，设计师可依自身所需，于设计时调整物体角度，以便检视渲染结果，进而加快作业流程。

Gupte进一步指出，光线在不同表面材质进行折射和反射后，也会带来不同的折射率和反射率，而造成视觉上不同的体验。为能呈现更逼真的渲染成果，NVIDIA推出可支援Iray的MDL资料库。

与此同时，NVIDIA也发表推出最新分散式渲染解决方案--Iray Server，以节省设计成本并将Iray应用扩展至行动装置上。换言之，当企业端内建置成本有限，无法令每台工作站均配置高阶绘图卡硬体时，此时只须有一台工作站具备Iray Server，便可于该工作站的伺服器中进行Iray渲染设计，而与其连线的装置，不须具备高效能的硬体规格即可进行渲染设计。因此，即便是一般的平板电脑、智慧型手机，都能连线至Iray伺服器执行渲染作业。

目前Iray已可普遍应用在游戏、动画、电影、物品或建筑设计等图像渲染应用，而近期热门的VR，其视觉效果也将透过Iray再上一层楼，带给消费者更佳的视觉体验。