专为VR/AR而生！解析高通骁龙XR1的台前幕后
微型计算机2018-08-09 09:54
前不久的增强现实世界博览会（Augmented World Expo, AWE）上，高通“不负众望”地发布VR/AR专用芯片：骁龙XR1。其实在AWE前夕，这款芯片就已经泄露了七七八八。有所区别的是，XR1并非大家想像的那种能模拟地球的高大上芯片，而是为了全面推动低价位VR/AR一体机的发展。这似乎与移动平台军备竞赛的现状格格不入，那么高通是怎么想的呢？
XR1的本事
高通将AR、VR、MR等统称为XR（Extended Reality，即扩展现实），这也是XR1这个名字的由来。骁龙XR1集成了高通自家的异构计算架构，包括基于ARM的多核心Kryo CPU、 Adreno GPU、向量处理器以及高通人工智能引擎AI Engine。为了配合XR1，高通还发布了包括XR软件服务层、机器学习、XR SDK等一系列软件支持。也就是说，XR1不单是一个芯片，更是一个平台，是一整套VR/AR的解决方案。
▲高通发布的XR1
既然专用于扩展现实，事关用户交互体验的指标，也就是视频、音频、动作控制等方面就应该有闪光的地方。高通XR1针对这些方面进行了优化和提升，不过高通并没有透漏XR1的具体参数信息。根据发布会的内容来看，XR1具备如下本领：
最高支持4K@60fps画面，并通过高通的Spectra ISP算法，消除拍摄画面噪点，改善成像质量。GPU集成了一系列显示选项，例如硬件加速、双屏、3D叠加，支持OpenGL、OpenCL、Vulkan等图形API。XR1还具备视觉惯性测距(VIO)之类的基于高级视觉处理功能的技术，让用户可以在虚拟世界中移动或与虚拟对象互动。
▲骁龙XR1 的四大类典型应用场景——观影、游戏、捕捉和分享。
常言道：没声音，再好的戏也出不来。图像问题解决了，声音跟不上也是不行的。XR1使用了高通自家的各种音频技术，包括3D音频方案、高通Aqstic和aptX音频技术，以提供高保真的声音效果。尽管骁龙820、830系列里的Aqstic方案被很多人吐槽只是听个响，但至少在数据上，态度端正，诚意满满。
至于Always-on、语音唤醒助手，蓝牙回放，这些已经算是基础功能了，不再多解释。音频方面还有个亮点就是通过头部函数传递（HRTF，head-related transfer functions）的参数来“定制”双耳的声音，让用户感觉到声音是来自空间中的特定位置，实现3D音频定位。
基于XR1的设备，可以支持3Dof和6Dof的位置追踪模式，给予用户更高的自由度，高通声称整个设备的延时能够低于20毫秒。目前在移动领域十分热门的AI也加入到了XR1特性表中，通过AI引擎进行高效的计算机视觉算法，帮助用户实现位姿预测、物体识别等。
▲骁龙XR1的组成框架
高通的这套AI引擎已经通过骁龙660、835、845等移动平台在智能手机上有所应用，比如颇为热门的AI拍照。而XR1平台还支持骁龙自家神经网络SDK、Facebook的Caffe和Caffe 2，Google的TensorFlow、TensorFlow Lite以及开放神经网络（ONNX）。
▲骁龙XR1不单只是个芯片，也是一整套平台方案。
XR1和骁龙845的区别
在XR1之前，高通已经有了骁龙845这个移动平台的最强芯片。而除了在手机上发烧以外，骁龙845搭载的Adreno 630视觉处理子系统，可以支持6Dof位置追踪、SLAM、Adreno 视觉聚焦、虹膜识别等。
XR1作为AR/VR设备专用芯片，并非人们预期的那样引领高端，而是应用在Oculus Go这样的中低端的VR/AR产品。高通表示：“骁龙XR1平台可提供高品质（High Quality）的体验，而骁龙845平台可提供特级品质（Premium Quality）的体验。”
▲高通骁龙XR1是第一个针对VR/AR的专用平台。
因此，XR1可以看作是骁龙845的简化版，但删掉了通讯相关的组件，例如基带、调制解调器；将重点放在了异构计算和AI上面，同时功耗和散热方面也进行了优化，毕竟VR/AR设备往往会长时间运行游戏，而传统的SoC并不是十分适合VR/AR平台。
▲骁龙XR1就是为了使Oculus Go这类产品的价格更能让人接受。
实际上XR1就是骁龙845的补充，其综合硬件性能与骁龙600接近，目的就是推动更多低价位VR一体机的发展，但在高端VR/AR设备上，我们依然会看到骁龙835、845的身影。
高通的布局
VR/AR产业在前些年的时间里经历了由盛到衰，众多创业者烧完钱之后离场。导致这种现象的原因是多方面的。硬件层面上，虽然有资本不断涌入创造着风口，还有媒体鼓吹虚拟现实的革命性，但是高端设备对硬件要求过高，导致售价过高，这就挡住了绝大部分消费者的脚步。低端的盒子又存在诸多问题，画质低，延时高，操作复杂，消费者一用就晕，对VR也只能“路人转黑”。
而内容供应不足才是这个产业最大的痛点。21世纪最贵的是人才，最稀缺的是资源。真正可供体验和观看的VR/AR资源实在太少。我们不止一次说过，这个产业到现在都没弄清楚的一个关键问题就是：VR/AR到底能提供什么样的应用或体验，能让用户像需要Wi-Fi和移动网络一样需要它？这个问题目前暂时无解。也许有解，但技术上难以实现；也许能实现，但代价太高不会有市场。
尽管如此，高通对于VR/AR仍然颇有信心。高通认为VR/AR今后将是人们日常生活的一部分，到2023年，VR/AR一体机预计将达到1.86亿台的市场规模。不过，任何拖着尾巴，或者需要嵌入手机的VR/AR设备都是反人类，只有一体机才是这个行业的终极形态。与手机一起使用的入门级低端货不说了，XR1的目标是高品质且经济实惠的3Dof设备，以及具有特级品质的6Dof设备。
▲虚拟现实在许多领域都能发挥重要作用，因此高通很愿意发力于这个领域。
▲骁龙XR1和845，分别对应3Dof设备和6Dof设备，提供属于各自定位的体验。
然而，现在搭载骁龙835，支持6Dof的VR一体机价格高达4000元人民币，一般消费者很难去吃这个螃蟹。而且强大的性能背后，是如尿崩一样的续航。因为VR/AR应用的特殊性，其续航时间是没法和同平台的智能手机相提并论的。
▲HTC Vivo Focus这类产品的价格很难让人接受，毕竟VR不是刚需。
与此同时，高通认为目前VR/AR的市场规模已经足以支撑独立VR/AR芯片的发展，因此骁龙XR1的出现完全是顺理成章。骁龙XR1既然想要拉低VR一体机的售价，就必须拿出最直接的诚意。因为没有通讯相关组件，XR1的成本相比骁龙835、845等已有明显下降。
从小米公司CEO雷军的微博来看，骁龙845的税后价格为500多元人民币，现阶段骁龙835的售价也达到四五十美元。目前并不清楚XR1的售价，但考虑到它的性能水平和市场推广任务，达到骁龙845价格的三分之一算是比较合理。
▲实际上X R1就是骁龙845的补充，其综合硬件性能与骁龙600接近。而雷军这段话是为了向粉丝说明，小米MIX 2S没有暴利，那么采用XR1的VR/AR价格会是如何呢？目前还不得而知。
当然，类似高通这样业界巨头，仅仅推出一个硬件平台绝对不是他们的最终诉求。XR1也许还有一个使命，就是制定“下一代”移动VR/AR的标准，包括提高用户体验，提高电源效率等，让制造商们生产出来价格更低、性能更好并且能耗更低的设备。
从XR1的定位来看，高通对于XR的未来有着明确的规划。今后的一体机，也许会分成高端骁龙SoC和XR专用芯片两种平台。至于未来是否会推出定位高端的XR芯片，这就得看看市场表现了。毕竟市场上也不是只有高通在考虑这个事情，苹果肯定是另起炉灶自成一派，英特尔和英伟达也表示了各自的兴趣。
基于高通的市场规模和地位，XR1的目标客户肯定是不少的。微软HoloLens高昂的价格一直为人诟病。对于HoloLens 2而言，由于z8100处理器已经停产，定制的HPU全息处理单元价格不便宜，采用骁龙845又与降低售价的初衷相违背。这么看下来，采用XR1平台也是非常有可能的，至少降低了处理器成本。此外，目前有Meta、HTC Vive、Pico、Vuzix四家厂商和高通合作，首款搭载XR1的设备可能于今年发售。
▲将会有越来越多的合作厂商使用XR1平台。
写在最后
和4K、8K一样，现在的很多技术，都是硬件平台问题不大，但内容则青黄不接，VR/AR还受限于设备过于昂贵而难以普及。不过值得欣慰的是，经历了野蛮生长、鱼龙混杂、泡沫破灭这一系列曲折过程之后，VR/AR基本上已经甩干了水分，回归到一个正常的热度，是时候开始发展了。
骁龙XR1的发布，给VR/AR产业的硬件发展带来了积极影响。希望通过VR/AR一体机的降价普及，能够让一些很有想法的内容创作者，大胆拿出自己的作品，解决VR/AR内容不足的硬伤。
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