Boundless XR via 5G: Qualcomm rendert VR parallel auf HMD und in der Cloud
Um Einschränkungen bei Rechenleistung und Energieverbrauch eines kabellosen XR-Headsets zu überwinden, holt sich Qualcomm Rechenleistung aus der Cloud. Boundless XR nennt der Chipanbieter die zum 4G/5G Summit gezeigte Kombination aus Snapdragon-SoC und schneller Cloud-GPU, die per 5G Daten an das HMD schickt.
Qualcomm will die besten Eigenschaften von zwei XR-Geräteklassen zu einer verbinden: Boundless XR. Unter der Bezeichnung XR vereint der Chipanbieter sämtliche Produkte aus den Bereichen AR (Augmented Reality), MR (Mixed Reality) und VR (Virtual Reality). Boundless XR soll Mobile XR und PC XR zusammenführen und dabei die Vorteile beider Klassen ohne deren Nachteile bieten. Das HMD soll kabellos überall einsetzbar, einfach einzurichten und leicht sein, aber nicht in Bereichen wie Rechenleistung, Energieverbrauch und Wärmeentwicklung Einschränkungen unterliegen.
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Qualcomm will alle Vorteile ohne die Nachteile (Bild: Qualcomm)
Ein Teil der Berechnungen des XR-Erlebnisses wird direkt auf dem HMD durchgeführt, das zum Beispiel mit einem Snapdragon 835 oder 845 bestückt sein kann. Auch die vollständige Erfassung und Verarbeitung der Sensordaten finden zugunsten der Latenz auf dem HMD statt. Die vom Snapdragon-SoC gebotene CPU- und GPU-Leistung mag zwar im Rahmen der Betrachtung von mobilen Endgeräten hoch sein, sie liegt aber weit hinter der eines High-End-PCs mit aktueller Top-CPU und -GPU, der seine Leistung zum Beispiel auf Premium-HMDs wie die HTC Vive Pro (Test) oder Oculus Rift (Test) bringt.
Split-Rendering-Architektur
Diese zusätzliche Leistung holt sich Qualcomm für Boundless XR aus der Cloud, genauer gesagt der Edge Cloud am Rand des Netzwerks, um die Signalwege kurz zu halten. Von der Edge Cloud aus werden die Daten in das Mobilfunknetz eingespeist und per 5G an das HMD übertragen, wo es zu einer Zusammenführung mit dem Rendervorgang des Snapdragon-SoCs kommt. Qualcomm spricht bei diesem Vorgang von einer Split-Rendering-Architektur. Kurz vor der Ausgabe auf dem Display werden die letzten Sensordaten für die aktuelle Position des HMDs noch einmal abgefragt, um daraufhin über einen Timewarp das Bild der neuen Position anzupassen.
Noch muss WLAN-ad für 5G per mmWave herhalten
Im Rahmen des 4G/5G Summits in Hongkong zeigte Qualcomm Boundless XR anhand zweier Snapdragon VR Development Kits und eines schnellen PCs mit Nvidia Titan Xp als Grafikkarte. Die Verbindung zwischen PC und HMD erfolgte zu Demozwecken noch per WLAN-ad mit 60 GHz, da es Qualcomm vor allem darum ging, die Übertragung der Daten im Millimeterwellenspektrum zu demonstrieren, das auch bei 5G neben dem Sub-6-Bereich genutzt wird und für besonders hohe Datenraten mit sehr niedriger Latenz steht. Für 5G via mmWave hat Qualcomm zum 4G/5G Summit zudem neue Antennen-Module vorgestellt, die den Einsatz im Smartphone erstmals praktikabel machen.
Die von Qualcomm erstellte Demo „Snapdragon Restaurant“ nutzt DirectX 11 mit Shader Model 5.0 und erhält aus der Cloud höher auflösende Texturen für gewisse Objekte, die Berechnungen für Antialiasing sowie je nach Szenario auch Schatten und Reflexionen, wie Sajith Balraj aus dem Produktmanagement erklärte. In der Demo ist nicht zu erkennen, welcher Teil vom HMD und welcher von der GPU aus der Cloud gerendert wird. Außerdem war es nicht möglich, für einen direkten Vergleich spontan zwischen dem Erlebnis nur über das HMD berechnet sowie dem angereichert mit Daten aus der Cloud hin und her zu wechseln. Feststellen ließ sich aber zumindest, dass das Qualitätsniveau über dem einer Mobile-VR-Anwendung auf dem Smartphone lag.
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PC mit Titan Xp simuliert die Edge Cloud
Neues Geschäftsmodell für Mobilfunkanbieter
Boundless XR könnte laut Qualcomm ein Geschäftsmodell für Mobilfunkanbieter sein, die damit einen Teil ihrer 5G-Investitionen über eine neue Dienstleistung zurück in das Unternehmen holen könnten, indem sie ihre Edge Cloud mit den für Boundless XR benötigten GPUs ausrüsten. Ein Spiele-Streaming-Anbieter wie Nvidia mit GeForce Now (Test) oder Shadow (Test) könnte ebenfalls eine dezentrale Edge Cloud aufbauen und einen entsprechenden Dienst anbieten. Derzeit ist Boundless XR aber noch ein rein internes Qualcomm-Projekt, das ein Anwendungsbeispiel für 5G demonstrieren soll.
Auch Huawei forscht an Cloud VR
Die Idee des Edge Computings für VR-Anwendungen ist dabei allerdings nicht nur bei Qualcomm ein Forschungsfeld. Huawei spricht von Cloud Assisted VR bei einem über die Cloud angereicherten VR-Erlebnis sowie Cloud VR bei einem vollständig in der Cloud berechneten VR-Erlebnis, bei dem Daten per 5G an eine Art Thin-Client-HMD geschickt werden, das selbst kaum noch Rechenleistung bietet. Huawei hatte dieses Konzept letztes Jahr im November zum eigenen Mobile Broadband Forum vorgestellt.