白皮书：10、25、50 和 100GigE 相机对 VR、AR 和 MR 应用的优势

真实世界和虚拟世界之间的界限不断模糊，从而创造出不久前只存在于小说作品中的令人惊叹的体验。 无论是通过虚拟现实、增强现实还是混合现实，个人都可以打破现实与想象之间的壁垒。

对于大多数人来说，这些技术似乎仍然离未来太远，甚至无法考虑，但它们已经存在了好几年，有着悠久的历史和快速的发展。

虚拟现实 (VR) 被认为是这三种技术中最著名的技术，它使用户沉浸在由计算机生成的完全虚拟的环境中，从而完全隔绝现实世界。 使用头戴式显示器 (HMD) 或耳机，用户可以体验一个图像和声音的世界，这会诱使个人认为他们是该世界的一部分。 随着 VR 继续变得更加先进，它甚至提供了使用特殊控制器操纵和移动对象的机会，但所有内容仍然是计算机生成的。

尽管 VR 在过去五年中呈爆炸式增长，但它作为一个概念的时间要长得多。 早在 1930 年代，发明家和作家就设想了模拟环境，人们可以在其中通过机器和艺术逃离现实世界。

在 1950 年代，创造了多感官模拟，让用户感觉自己仿佛置身于电影中。 到 1960 年代，头戴式显示设备应运而生，作为进入虚拟世界的窗口。 有些人可能还记得早在 1939 年推出的 View-Master，它允许使用包含七对立体 3-D 小型透明彩色胶片照片的“卷轴”进行 3-D 观看。

尽管不如虚拟现实那么熟悉，但增强现实几乎每天都在不知不觉中影响着人们。 在增强现实 (AR) 中，用户在添加数字内容的同时看到现实世界并与之互动。 AR 的最新示例之一是 Pokémon GO 游戏，用户可以在其中搜索真实环境中的虚拟生物。 该游戏不断发展，现在呈现出混合现实的特征。

从现场 NFL 比赛中的第一个虚拟黄线标记，到 NHL 曲棍球中的冰球追踪器，再到 PGA 巡回赛中的高尔夫球追踪器，AR 多年来产生了渐进的影响。 从 1960 年代和 1970 年代开始，发明家开发了可以显示计算机生成的图形的系统，这些图形覆盖在现实世界中，在交互环境中围绕着用户。 虽然这项技术仅在过去十年就发生了巨大的变化，但预计其增长只会持续下去。

混合现实确实是这样的：真实世界和虚拟世界的融合，以产生新的环境和可视化效果，其中真实和数字对象共存并实时交互。 使用 MR 耳机以及下一代成像和传感技术，MR 提供与虚拟环境交互的能力，同时保持在现实世界中，从而融合真实和想象，提供可以改变人们工作和娱乐方式的体验今天。 MR 最初于 1994 年推出，已经远远超出了显示范围，现在包括环境输入、空间声音和位置。 虽然这项技术仍在迅速发展，但据说它将彻底改变人们看待世界和与世界互动的方式。

VR、AR 和 MR 都面临着类似的挑战。 在很大程度上，这些挑战归结为 3D 内容的生成。 他们可能需要在来自多个相机源的图像捕获之间进行紧密的定时同步，以获得最佳体验。 他们可能需要在各种照明条件下都具有出色的图像质量。 某些应用程序必须具有高分辨率的图像，同时仍保持适当的帧速率。 他们可以拥有跨越包括体育场在内的大片区域的摄像机设置，因此最简单的选项是系统安装和维护的首选。 他们可能需要更多的摄像头来完善系统以获得最佳体验。 最后，与大多数应用一样，成本可能是一个重要因素。

Emergent 的 10、25、50 和 100GigE 相机提供了几个选项来严格控制相机之间的定时同步。 Emergent 在使用各种方法（包括 PTP、硬件触发等）同步相机方面拥有丰富的经验，并且能够以最小的努力证明微秒级精度。

Emergent 相机仅使用 Sony、Gpixel 和 AMS 等顶级供应商的最佳传感器，我们努力从这些传感器中榨取每一盎司的性能，从而改善动态范围，这对于 VR/AR/MR 应用程序非常重要系统通常需要处理不同的照明条件。

索尼传感器目前的范围从 0.5MP @ 1595 fps 到高达 31MP @ 35 fps。 索尼的第 4 代传感器，也称为 Sony Pregius S，范围从 5MP @ 269 fps 到 25MP @ 98 fps。 这些较新的传感器结合了高分辨率和帧速率，非常适合 VR、AR 和 MR 应用。 Gpixel 传感器目前的范围从 5MP @ 290 fps 到 65MP @ 35 fps，并且还在不断增加。 AMS 具有 50MP @ 30 fps。

Sony IMX253（12MP @ 80fps）、IMX535（12MP @ 192 fps）、IMX532（16MP @145 fps）、IMX531（20MP @ 100 fps）和IMX530（24MP @ 98 fps）是目前最流行的VR/AR /MR 应用程序。

Emergent 的 10、25、50 和 100GigE 相机与 Myricom 的 MVA 或 Mellanox 的 VMA 相结合，在每个技术类别中都等于或优于其他接口，并且其性价比是最好的。 使用 VMA 或 MVA，所有与 1GigE 相关的 CPU 利用率、延迟和抖动相关的缺点都被消除了。 行业接受度也很好。

在这里，最接近的竞争对手是 CXP。 低成本商品 SFP+ SFP28 和 QSFP28 收发器可创建几乎无限的链路长度。 相比之下，CXP6 和 CXP12 将分别达到 72m 和 30m，但可以通过昂贵的光纤适配器走得更远。

区分 SFP+/SFP28/QSFP28 收发器和 CXP 或 CameraLink 光纤适配器很重要。 收发器是低成本的商品，可直接插入相机和 NIC，而光纤适配器是昂贵而笨重的外部硬件（通常与相机本身大小相同甚至更大），由极少数供应商生产，它们介于两者之间相机 CXP 或 CameraLink 电缆和光纤链路，有趣的是，它们使用与 Emergent 相机直接在相机中使用的相同 SFP+ 收发器。 而且，自然地，您在链路的每一端都需要一个光纤适配器，因为采集器通常具有与相机相同的接口。