ホワイトペーパー: VR、AR、および MR アプリケーション向けの 10、25、50、および 100GigE カメラの利点

現実世界と仮想世界の境界線はあいまいになり続けているため、少し前まではフィクションの作品でしか見られなかった壮大な体験が生まれています。 バーチャル リアリティ、拡張現実、複合現実のいずれを使用する場合でも、人々は現実と想像の間の壁を打ち破ることができます。

ほとんどの人にとって、これらのテクノロジーはまだ遠い未来であり、考えることすらできないように思えるかもしれませんが、すでにかなりの年月を経て、深い歴史と急速な進化を遂げています。

XNUMXつのテクノロジーの中で最もよく知られているバーチャルリアリティ (VR) は、コンピューターによって生成される完全な仮想環境にユーザーを没入させ、現実世界を完全に遮断します。 ユーザーは、ヘッドマウント ディスプレイ (HMD) またはヘッドセットを使用して、自分がその世界の一部であると思わせる画像と音の世界を体験できます。 VR がますます高度になるにつれて、特別なコントローラーを使用してオブジェクトを操作および移動する機会さえ提供されます。ただし、すべてのコンテンツはコンピューターで生成されます。

VR は過去 1930 年間で爆発的に普及しましたが、その概念はずっと前から存在していました。 XNUMX 年代には早くも、発明者や作家は、機械や芸術を通じて現実世界から逃れることができるシミュレートされた環境を思い描いていました。

1950 年代に、ユーザーが映画の「中に」いるように感じる多感覚シミュレーションが作成されました。 1960 年代までに、仮想世界への窓として機能するヘッドマウント ディスプレイ デバイスが作成されました。 1939 年に導入された View-Master を覚えている人もいるかもしれません。これは、3 つの小さな透明カラー フィルム写真の 立体 3D ペアを含む「リール」を使用して XNUMXD 表示を可能にしました。

バーチャル リアリティほど馴染みはありませんが、拡張現実は、個人が気付かないうちにほぼ毎日影響を与えているものです。 拡張現実 (AR) では、ユーザーが現実世界を見たり対話したりする際に、デジタル コンテンツが現実世界に追加されています。 AR の最新の例の XNUMX つは Pokémon GO で、ユーザーが現実世界の環境で仮想生物を検索するゲームです。 このゲームは継続的に進化しており、現在、Mixed Reality の特徴を取り入れています。

NFL ライブ ゲームの最初の仮想イエロー ライン マーカーから、NHL ホッケーのパック トレーサー、PGA ツアーのゴルフ ボール トレーサーまで、AR は何年にもわたって進歩的な影響を与えてきました。 1960 年代から 1970 年代にかけて、イノベータ達は、コンピュータで生成されたグラフィックスを現実世界に重ねて表示し、インタラクティブな環境でユーザーを取り囲むシステムを開発しました。 この技術は過去 XNUMX 年間だけでも劇的に進化しましたが、その成長は今後も続くと予想されます。

複合現実とは、現実世界と仮想世界を融合させて、現実のオブジェクトとデジタル オブジェクトが共存し、リアルタイムで相互作用する新しい環境と視覚化を生成することです。 MR ヘッドセットを次世代のイメージングおよびセンシング技術と共に使用することで、MR は現実世界に留まりながら仮想環境と対話する機能を提供し、現実と想像を融合させ、人々の今日の働き方と遊び方を変える体験を提供します。 1994 年に最初に導入された MR は、単なるディスプレイをはるかに超えて、現在では環境入力、空間音、および位置情報を含んでいます。 このテクノロジーはまだ急速に進化していますが、人々の世界の見方や関わり方に革命をもたらすと言われています。

VR、AR、および MR には、すべて同じような課題があります。 これらの課題の大部分は、3D コンテンツの生成に帰着します。 最適なエクスペリエンスを得るには、複数のカメラ ソースからの画像キャプチャ間で厳密なタイミング同期が必要になります。 さまざまな照明条件下で優れた画質が必要になります。 アプリケーションによっては、適切なフレーム レートを維持しながら高解像度の画像が必要になります。 スタジアムを含む広いエリアにカメラをセットアップするため、システムのインストールとメンテナンスの観点から最もシンプルなオプションが好まれます。 最適なエクスペリエンスを得られるシステムの完成には、より多くのカメラが必要になります。 最後に、ほとんどのアプリケーションと同様に、コストが重要な要素になり得ます。

Emergent の 10、25、50、および 100GigE カメラは、カメラ間のタイミング同期を厳密に制御するためのいくつかのオプションを提供します。 Emergent は、PTP、ハードウェア トリガーなどのさまざまな方法を使用してカメラを同期する豊富な経験を持ち、最小限の労力でマイクロ秒の精度を実証してきています。

Emergent カメラは、Sony、Gpixel、AMS などのトップ ベンダーの最高のセンサーのみを使用しています。 多くの場合、VR/AR/MR アプリケーションシステムはさまざまな照明条件に対処する必要があり、私たちはそこで重要なダイナミック レンジの改善につながるこれらのセンサーからあらゆる性能を引き出すために懸命に取り組んでいます。

ソニーのセンサーは現在、0.5MP @ 1595 fps から 31MP @ 35 fps までの範囲です。 Sony Pregius S としても知られる Sony の第 4 世代のセンサーは、5MP @ 269 fps から 25MP @ 98 fps の範囲です。 これらの新しいセンサーは、高解像度とフレーム レートを兼ね備えており、VR、AR、および MR アプリケーションに最適です。 Gpixel センサーは現在、5MP @ 290 fps から 65MP @ 35 fps の範囲で、増加傾向にあります。 AMS には 50MP @ 30 fps があります。

Sony IMX253 (12MP @ 80fps)、IMX535 (12MP @ 192 fps)、IMX532 (16MP @ 145 fps)、IMX531 (20MP @ 100 fps)、および IMX530 (24MP @ 98 fps) は、現在 VR/AR/MR アプリケーション で最も人気のあるセンサーです。

Emergent の 10、25、50、および 100GigE カメラを Myricom の MVA または Mellanox の VMA と組み合わせると、すべての技術カテゴリで他のインターフェースと同等またはそれを上回り、その価格性能は最高です。 VMA または MVA を使用すると、1GigE に関連するCPU 使用率、レイテンシー、ジッターといった問題はすべて解消されます。 業界からの受け入れやすさにおいても優れています。

最も近い競合相手は CXP です。 低コストの汎用 SFP+、 SFP28、および QSFP28 トランシーバーにより、リンク長の制約は実質的にありません。 対して、CXP6 と CXP12 はそれぞれ 72m と 30m です。ただし、高価なファイバー アダプターを使用するとさらに延ばすことは可能です。

SFP+/SFP28/QSFP28 トランシーバーと CXP または CameraLink ファイバー アダプターを区別することは重要です。 トランシーバーは低コストの汎用製品で、カメラと NIC に直接挿入されますが、ファイバー アダプターは高価でかさばるハードウェアの外付け部品 (多くの場合、カメラ自体と同じかそれ以上のサイズ) であり、非常に少数のサプライヤーによって製造されています。そしてこれらはカメラの CXP または CameraLink ケーブルの途中のどこかに設置され、興味深いことに、Emergent カメラがカメラに直接搭載するのと同じ SFP+ トランシーバーを使用します。 そして、当然のことながら、グラバーは通常カメラと同じインターフェースを備えているため、リンクの両端に 各々XNUMX つのファイバー アダプターが必要です。