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HMD VR / AR Device spec 一覧

Devices

VR Unit は CPU/GPU にかなり高いスペックを要求します。

  • より高解像度な display
    • 視野角が広いためより高い解像度が望ましい
  • ステレオ 2画面分のレンダリング
    • 両目分 2回描画が必要。GPU の負担が大きい
  • レンズに合わせたディストーション変換で低下する解像度を補うためのより大きなフレームバッファ
    • 中央部の解像度低下を補うには、Display Size よりも高い解像度が必要。1.5倍程度。
  • 高フレームレート
    • トラッキングから描画までのレイテンシは VR 酔に繋がるため、90fps 以上の高いフレームレートが必要
    • ただし reprojection (timewarp/spacewarp) 等によって擬似的なフレームレートを上げることが可能
  • 処理落ちが許されない安定性
    • 処理落ちはレイテンシを増やし VR 酔いに繋がるため一定のフレームレートを維持する必要あり。描画性能には十分かつ余裕が必要。
(6DoF + 6DoF) HMD + Motion Controller + Position Tracking
Device display size sep refresh FOV P-Tracking PT ET RS WL C Motion Controller SDK Platform Store HOST GPU
2016/03 Oculus Rift CV1 OLED 2160×1200 (1080x1200x2) Y 90 fps 110 IR Camera Y N (Y) N N (Oculus Touch x2) Oculus SDK Windows Oculus Oculus PC GTX970+ / R9 290+, (GTX960+)
2016/04 HTC Vive / Vive Pre OLED 2160×1200 (1080x1200x2) Y 90 fps 110 Lighthouse Y N Y N Y Vive Controller x2 OpenVR SDK Windows SteamVR Steam PC GTX970+ / R9 290+
2016/10 SONY Playstation VR OLED 1920×1080 (960x1080x2) N 120 fps 100 PS Camera Y N N N N (PS Move x2)/ DS4 PS4 SDK PS4 PS PS4 / PS4 Pro GCN 1150sp 1.84TFLOPS / 2304sp 4.2TFLOPS
2017/08 Acer Windows MR HMD LCD 2880×1440 (1440x1440x2) Y 90 fps 95 Camera (IO) Y N Y N Y (MR Controller x2) Windows SDK Windows Windows PC GTX980/1060+ / RX480+
2017/08 HP Windows MR HMD LCD? 2880×1440 (1440x1440x2) Y 90 fps 95 Camera (IO) Y N Y N Y (MR Controller x2) Windows SDK Windows Windows PC GTX980/1060+ / RX480+
2017/ Dell Windows MR HMD 90 fps Y N Y N Y (MR Controller x2) Windows SDK Windows Windows PC
2017/ ASUS Windows MR HMD 90 fps Y N Y N Y (MR Controller x2) Windows SDK Windows Windows PC
2017/ Lenovo Windows MR HMD 90 fps Y N Y N Y (MR Controller x2) Windows SDK Windows Windows PC
2017/07 HTC Link OLED 2160×1200 (1080x1200x2) Y 90 fps 110 Camera Y N Y N N Controller x2 Android Android HTC U11 Adreno 540
(6DoF + 3DoF) HMD + Position Tracking + Controller
Device display size sep refresh FOV P-Tracking PT ET RS WL C Motion Controller SDK Platform Store HOST GPU
2017 HTC Daydream Standalone Camera (IO) Y N Y Y Y Controller x1 Daydream SDK Android GPlay Android
2017 Lenovo Daydream Standalone Camera (IO) Y N Y Y Y Controller x1 Daydream SDK Android GPlay Android
(6DoF) HMD + Position Tracking
Device display size sep refresh FOV P-Tracking PT ET RS WL C Motion Controller SDK Platform Store HOST GPU
2014 Oculus Rift DK2 OLED 1920×1080 (960x1080x2) N 75 fps 100 IR Camera Y N N N N Oculus SDK Windows Oculus PC
2015 Razer OSVR HDK 1.3 OLED 1920×1080 (960x1080x2) N 60 fps 100 IR Camera Y N N N N OSVR SDK Windows/Linux PC GTX660+
2016 Razer OSVR HDK 2.0 OLED 2160×1200 (1080x1200x2) Y 90 fps IR Camera Y N N N N OSVR SDK Windows/Linux PC GTX970+ / R9 290+
2017 FOVE 0 OLED 2560×1440 (1280x1440x2) ? 70 fps 100 IR Camera Y Y N N N FOVE SDK Windows Steam PC GTX970+ / R9 290+
? StarVR OLED 5120×1440 (2560x1440x2) ? 210 Y N
2016? Sulon Q OLED 2560×1440 (1280x1440x2) ? 90 fps Camera ? N N Y Y x2 SulonQ GCN 512sp 819GFLOSP
2016? Snapdragon VR820 2880×1440 (1440x1440x2) 70 fps Camera Y N Y Y x2 Snapdragon VRSDK Snapdragon 820 Adreno 530
(3DoF + 3DoF) Mobile Device + HMD Adapter (Wireless)
Device display size sep refresh FOV P-Tracking PT ET RS WL C Motion Controller SDK Platform Store HOST GPU
2015 Samsung Gear VR OLED 2560×1440 (1280x1440x2) N 60 fps 101 N N N Y Y (Controller x1) Oculus SDK Android Oculus GPlay Galaxy Mali-T760/T880/Adreno 530
2016 Daydream Device OLED 2560×1440 (1280x1440x2) N 60 fps N N N Y N Controller x1 Daydream SDK Android GPlay Android Snapdragon 820 Adreno 530
(3DoF) HMD
Device display size sep refresh FOV P-Tracking PT ET RS WL C Motion Controller SDK Platform Store HOST GPU
2016? IDEALENS K2 OLED 2560×1440 (1280x1440x2) N 90 fps 120 N? N N Y ? IDEAL OS(Android) IDEAL Mali-T760MP8
2016 GALAX Galax Vision VR LCD? 1920×1080 (960x1080x2) N 60 fps N N N N N Windows PC
2012 Oculus DK1 LCD 1280×800 (640x800x2) N 60 fps N N N N N Oculus SDK Windows PC
  • sep = Separated display, IPD (レンズ間の間隔) 調節可能
  • PT = Position Tracking, ET = Eye Tracking
  • RS = RoomScale, 移動可能な空間のトラッキングに対応
  • WL = Wireless, Host PC とのケーブル接続なし
  • C = Front Camera, カメラ内蔵
  • Motion Controller に括弧がついているのは、別売りまたは非同梱版あり

Motion Controller

Position Tracking 対応のもの

PosTracking DStick Button Trigger Touch Sensor
HTC Vive Controller Y TouchPad Pad Click, Menu, Grip Y Touch Pad
Oculus Touch Y Analog Stick A,B (X,Y), Thumb Y, HandTrigger Index,Thumb,A,B (X,Y)
PS Move Y ○,×,△,□,Move,Start,Select Y
DualShock 4 Y Analog Stick 2 ○,×,△,□,L1/R1,L3/R3,Option,PadClick L2/R2 Touch Pad

現在購入可能で VR で使用できるのは Vive Controller のみ。

Daydream 対応 Android Device

  • Android OS 7 以上 (API Level 24 以上) が必要です。日本向け端末では Android 7 が配信されていない可能性があるので注意してください。
Daydream Phone SoC CPU GPU RAM display
ZTE AXON 7 Snapdragon 820 Kyro 2.15GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 4GB OLED 5.5 inch 2560×1440
Google Pixel Snapdragon 821 Kyro 2.15GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 4GB OLED 5.0 inch 1920×1080
Google Pixel XL Snapdragon 821 Kyro 2.15GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 4GB OLED 5.5 inch 2560×1440
Motorola Moto Z Snapdragon 820 Kyro 1.8GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 4GB OLED 5.5 inch 2560×1440
Motorola Moto Z Droid Snapdragon 820 Kyro 2.15GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 4GB OLED 5.5 inch 2560×1440
Motorola Moto Z Force Snapdragon 820 Kyro 2.15GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 4GB OLED 5.5 inch 2560×1440
Huawei Mate 9 Pro Kirin 960 A73 2.4GHz + A53 1.8GHz 4+4 Mali-G71MP8 6GB OLED 5.5 inch 2560×1440
ASUS ZenPhone AR ZS571KL Snapdragon 821 Kyro 2.35GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 6/8GB OLED 5.7 inch 2560×1440
Samsung Galaxy S8 Exynos 9 Octa Mongoose 2.3GHz+ A53 1.7GHz 4+4 Mali-G71 MP20 4GB OLED 5.8 inch 2960×1440
Samsung Galaxy S8+ Exynos 9 Octa Mongoose 2.3GHz+ A53 1.7GHz 4+4 Mali-G71 MP20 4GB OLED 6.2 inch 2960×1440
Samsung Galaxy S8 Snapdragon 835 Kryo 280 (A73) 2.35GHz+ A53 1.9GHz 4+4 Adreno 540 4GB OLED 5.8 inch 2960×1440
Samsung Galaxy S8+ Snapdragon 835 Kryo 280 (A73) 2.35GHz+ A53 1.9GHz 4+4 Adreno 540 4GB OLED 6.2 inch 2960×1440
HTC Standalone
Lenovo Standalone

Tango 対応 Android Device

Daydream Phone OS SoC CPU GPU RAM display Depth
Lenovo Phab 2 Pro A6 Snapdragon 652 A72 1.8GHz + A53 1.4GHz 4+4 Adreno 510 4GB LCD 6.4 inch 2560×1440 TOF
ASUS ZenPhone AR ZS571KL A7 Snapdragon 821 Kyro 2.35GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 6/8GB OLED 5.7 inch 2560×1440 TOF

AR Kit 対応 Device

Device SoC
iPhone SE Apple A9
iPhone 6s Apple A9
iPhone 6s Plus Apple A9
iPhone 7 Apple A10
iPhone 7 Plus Apple A10
iPad (5G) 2017 Apple A9
iPad Pro 9.7 Apple A9X
iPad Pro 12.9 2015 Apple A9X
iPad Pro 10.5 Apple A10X
iPad Pro 12.9 2016 Apple A10X

AR Core 対応 Device

Device SoC
Google Pixel Snapdragon 821
Google Pixel XL Snapdragon 821
Samsung Galaxy S8 Snapdragon 835 MSM8998 / Exynos 9

Gear VR 対応 Galaxy

Galaxy OS SoC CPU GPU RAM display
Galaxy Note 5 A7 Exynos 7420 A57 2.1GHz + A53 1.5GHz 4+4 Mali-T760MP8 4GB OLED 5.7 inch 2560×1440
Galaxy S6 A7 Exynos 7420 A57 2.1GHz + A53 1.5GHz 4+4 Mali-T760MP8 3GB OLED 5.1 inch 2560×1440
Galaxy S6 Edge A7 Exynos 7420 A57 2.1GHz + A53 1.5GHz 4+4 Mali-T760MP8 3GB OLED 5.1 inch 2560×1440
Galaxy S6 Edge+ A7 Exynos 7420 A57 2.1GHz + A53 1.5GHz 4+4 Mali-T760MP8 4GB OLED 5.7 inch 2560×1440
Galaxy S7 A7 Exynos 8890 Mongoose 4+4 Mali-T880MP12 4GB OLED 5.1 inch 2560×1440
Galaxy S7 Edge A7 Exynos 8890 Mongoose 4+4 Mali-T880MP12 4GB OLED 5.5 inch 2560×1440
Galaxy S7 A7 Snapdragon 820 Kyro 2.2GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 4GB OLED 5.1 inch 2560×1440
Galaxy S7 Edge A7 Snapdragon 820 Kyro 2.2GHz + 1.6GHz 2+2 Adreno 530 4GB OLED 5.5 inch 2560×1440
Galaxy S8 A7 Exynos 9 Octa Mongoose 2.3GHz+ A53 1.7GHz 4+4 Mali-G71 MP20 4GB OLED 5.8 inch 2960×1440
Galaxy S8+ A7 Exynos 9 Octa Mongoose 2.3GHz+ A53 1.7GHz 4+4 Mali-G71 MP20 4GB OLED 6.2 inch 2960×1440
Galaxy S8 A7 Snapdragon 835 Kryo 280 (A73) 2.35GHz+ A53 1.9GHz 4+4 Adreno 540 4GB OLED 5.8 inch 2960×1440
Galaxy S8+ A7 Snapdragon 835 Kryo 280 (A73) 2.35GHz+ A53 1.9GHz 4+4 Adreno 540 4GB OLED 6.2 inch 2960×1440
Galaxy Note 8 A7 Exynos 9 Octa Mongoose 2.3GHz+ A53 1.7GHz 4+4 Mali-G71 MP20 4GB OLED 6.2 inch 2960×1440
Galaxy Note 8 A7 Snapdragon 835 Kryo 280 (A73) 2.35GHz+ A53 1.9GHz 4+4 Adreno 540 6GB OLED 6.3 inch 2960×1440

VR で必要になる PC の最小 spec

device ASW GPU CPU RAM HDMI / DP USB OS
Oculus Rift CV1 45 (90)fps GTX 960 Core i3-6100 / FX 4350 8GB HDMI 1.3 USB 3.0 x1 + USB 2.0 x2 Win8
Oculus Rift CV1 90fps GTX 970 / R9 290 Core i5-4590 8GB HDMI 1.3 USB 3.0 x3 + USB 2.0 Win7sp1 x64
HTC Vive 90fps GTX 970 / R9 290 Core i5-4590 / FX 8350 4GB HDMI 1.4 / DP 1.2 USB 2.0 x1 Win7sp1
Razer HDK 2.0 90fps GTX 970 / R9 290 Core i5 3GHz 8GB HDMI 1.3 USB 2.0 x1
FOVE 0 70fps GTX 970 / R9 290 Core i5-4590 8GB HDMI 1.4 USB 3.0 x1 + USB 2.0 x2 Win8.1 x64
CPU core thread clock bw ASW
Intel Core i5-4590 Haswell 4 core / 4 thread 3.3-3.7 GHz 25.6GB/s 90fps
AMD FX 8350 Piledriver 4 module / 8 core 4.0-4.2 GHz 37.0GB/s 90fps
Intel Core i3-6100 Skylake 2 core / 4 thread 3.7 GHz 34.1GB/s 45 (90)fps
AMD FX 4350 Piledriver 2 module / 4 core 4.2-4.3 GHz 37.0GB/s 45 (90)fps

VR 対応 GPU spec 概算

GPU 45fps (Oculus + spacewarp) cu sp clock GFLOPS Mem B/W
GeForce GTX 960 Maxwell GM206 1024 sp 1178 MHz 2412 112 GB/s
GeForce GTX 1050 Ti Pascal GP107 768 sp 1392 MHz 2138 112 GB/s
RADEON RX 470 GCN 1.3 Polaris 32 cu 2048 sp 1206 MHz 4939 211 GB/s
RADEON RX 570 GCN 1.3 Polaris 32 cu 2048 sp 1340 MHz 5489 224 GB/s
GPU 90fps cu sp clock GFLOPS Mem B/W
Quadro K6000 Kepler GK110 2880 sp 900 MHz 5184 288 GB/s
GeForce GTX Titan Black Kepler GK110 2880 sp 980 MHz 5645 336 GB/s
GeForce GTX Titan Z Kepler GK110 5760 sp 876 MHz 10091 673 GB/s
Quadro M5000 Maxwell GM204 2048 sp 861 MHz 3527 211 GB/s
Quadro M6000 Maxwell GM200 3072 sp 988 MHz 6070 317 GB/s
GeForce GTX 970 Maxwell GM204 1664 sp 1178 MHz 3920 224 GB/s $329
GeForce GTX 980 Maxwell GM204 2048 sp 1216 MHz 4981 224 GB/s $549
GeForce GTX 980 Ti Maxwell GM200 2816 sp 1075 MHz 6054 336.5 GB/s $649
GeForce GTX Titan X Maxwell GM200 3072 sp 1000 MHz 6144 336.5 GB/s $999
GeForce GTX 1060 3GB Pascal GP106 1152 sp 1708 MHz 3935 192.0 GB/s $199
GeForce GTX 1060 6GB Pascal GP106 1280 sp 1708 MHz 4372 192.0 GB/s $249
GeForce GTX 1070 Pascal GP104 1920 sp 1683 MHz 6463 256.0 GB/s $379
GeForce GTX 1080 Pascal GP104 2560 sp 1733 MHz 8873 320.0 GB/s $599
GeForce GTX 1080 ti Pascal GP102 3584 sp 1582 MHz 11340 484.0 GB/s $699
TITAN X Pascal GP102 3584 sp 1531 MHz 10974 480.0 GB/s $1200
TITAN Xp Pascal GP102 3840 sp 1582 MHz 12150 547.7 GB/s $1200
Fire Pro W9100 GCN 1.1 44 cu 2816 sp 930 MHz 5237 320 GB/s
RADEON R9 290 GCN 1.1 40 cu 2560 sp 947 MHz 4849 320 GB/s $399
RADEON R9 290X GCN 1.1 44 cu 2816 sp 1000 MHz 5632 352 GB/s $549
RADEON R9 295X2 GCN 1.1 88 cu 5632 sp 1018 MHz 11467 640 GB/s $1499
RADEON R9 390 GCN 1.1 40 cu 2560 sp 1000 MHz 5120 384 GB/s $329
RADEON R9 390X GCN 1.1 44 cu 2816 sp 1050 MHz 5914 384 GB/s $429
RADEON R9 Fury GCN 1.2 56 cu 3584 sp 1000 MHz 7168 512 GB/s $549
RADEON R9 Nano GCN 1.2 64 cu 4096 sp 1000 MHz 8192 512 GB/s $649
RADEON R9 Fury X GCN 1.2 64 cu 4096 sp 1050 MHz 8602 512 GB/s $649
RADEON Pro Duo GCN 1.2 128 cu 8192 sp 1000 MHz 16384 1024 GB/s
RADEON RX 480 GCN 1.3 Polaris 36 cu 2304 sp 1266 MHz 5834 256 GB/s $199
RADEON RX 580 GCN 1.3 Polaris 36 cu 2304 sp 1340 MHz 6175 256 GB/s $229
RADEON Pro 580 GCN 1.3 Polaris 36 cu 2304 sp 5500 217 GB/s iMac 27
RADEON Vega 56 GCN 4 Vega 56 cu 3584 sp 1471 MHz 10544 410 GB/s $399
RADEON Vega 64 GCN 4 Vega 64 cu 4096 sp 1546 MHz 12665 484 GB/s $499

SDK


API とレンダリング

API

Oculus VR (ovr) 、SteamVR/OpenVR (openvr) 、 OpenSource VR (osvr) 名前が似ていますがいずれも互換性はありません。

API Document coordinate system unit Reset TimeWarp
Oculus VR Right Hand meter API TimeWarp / SpaceWorp
OpenVR Settings Reprojection
OSVR Right Hand

Camera

(1) Game Camera Position アプリケーションでコントロールする Camera 位置。アプリケーションが読み書きするのはここ。
(2) HMD Tracking Position Head Tracking の結果を反映させるノード、(1) の直下に置かれる。レンダリング直前に反映させる必要あり
(3) Eye Position 目の位置。(2) から IPD/2 分左右にずらした場所。レンダリングに使うカメラはこれ
  • IPD = Interpupillary distance、目の間隔、だいたい 64mm 前後

(2) は Device によって決まる。 IPD はユーザーが設定するが API で値を保持している。 よって (2) と (3) は通常は API から求めることができる。 画角も Device 固定。 (2)/(3) は入力からレンダリング出力まで可能なかぎり低遅延であることが求められる。

Position Tracking 座標系

Device 毎に独自。 HTC Vive の RoomScale はシステム側で独自のキャリブレーション原点を持っている。 セットアップ時にユーザーが指定する。

その他のデバイスはアプリケーション側で必要に応じてキャリブレーション (HMD Position Reset/Recenter) 処理を行う。

HTC Vive : Room Scale

設置場所の移動可能な空間とゲーム内の空間が一致する。 キャリブレーション時に設定した原点が Tracking の基準点(地面)となる。 明確な地面の概念がある。 安全に移動可能な範囲をオーバーラップ表示したり、処理落ちを検出してシステム描画に切り替わるなど、Room Scale ならではの工夫が施されている。

その他の device

Game 内でコントロールしている Cemara 位置を Tracking の原点とみなすように調整が行われている。

HMD Position Reset (キャリブレーション) はアプリケーション依存。 ユーザーが任意のタイミングで実行可能なものも多い。 リセット時の基準位置を Game 内の Cmaera 位置とみなす。

実空間との同期はなく相対的なもの。 特にキャリブレーションされた地面の概念は無い。 座ってプレイすることが推奨される場合が多い。

その他の device の Room Scale

Tracking 可能な Camera (Sensor) 範囲に注意すれば、HTC Vive と同じように Room Scale に近い広い空間を移動することは可能。 地面位置のキャリブレーションは標準では提供されないので、アプリケーション側で行う必要あり。Oculus は Floor を基準に設定できる。 移動時に HTC Vive のようなシステム側のサポートがないので注意が必要。 移動可能範囲の表示が無かったり、処理落ち時に描画更新が遅れると平衡感覚が失われる可能性がある。

非 Realtime Rendering

プリレンダリングムービーや静止画による表現には限界があります。

  • Position Tracking は Realtime でないと実現できない
  • IPD はデバイス毎にユーザーが設定可能なパラメータなので一定にならない

IPD のずれはスケール感を狂わせる原因となります。 現状ではできるだけリアルタイムに描画することが望ましいといえます。

IPD とスケール感

IPD には、デバイス IPD とレンダリング IPD があります。

  • デバイス IPD : 内蔵のディスプレイ&レンズ間の距離
  • レンダリング IPD : レンダリング時の左右のカメラ間の距離

眼と眼の距離には個人差があるので、デバイス IPD 及びレンダリング IPD は変更できることが望ましいといえます。 デバイス IPD はレンズの位置なので、目の位置がレンズの一定範囲内におさまらなければ見えなくなってしまいます。

レンダリング IPD の場合、本来の目の幅に一致しなければ見えている物体のスケール感が狂います。 レンダリング IPD が小さい場合、視差が小さくなるため周囲の物体が遠くにあると錯覚し、大きく見えます。 レンダリング IPD が大きい場合、視差が大きくなるため周囲の物体が近くにあると錯覚し、小さく見えます。

プリレンダや 360度撮影動画などは、レンダリング IPD が固定されてしまうためスケールが狂いやすくなります。 特に視差がない 360度映像は、非常に大きな物体が動いているように見えてしまいます。


VR と MR

AR は現実の画像に CG を合成しますが、物体の奥行きまでは判断できません。例えば建物の陰に隠れることが出来ません。

MR は空間を認識して現実のオブジェクトに接地したり陰や裏側に回ることが出来ます。AR との大きな違いは Depth mapping です。

MR と視野角

MS Hololens のように透過型のディスプレイを使って CG 合成する場合は視野角が問題になります。

VR デバイスはレンズによってスクリーンを引き伸ばして大きな視野角を作り出しています。 例えば Oculus Rift CV1 や HTC Vive は 110度ありますが、その代わりにレンズの歪みを考慮して予め表示画像を逆補正しておかなければなりません。

透過型のディスプレイにレンズを使うと現実の空間が歪んでしまいます。逆補正できないので引き伸ばすことが出来ません。 そのため透過型の MR デバイスは表示できる領域が非常に小さく、窓のように切り取られた形になってしまいます。 Hololens はわずか 30度です。

外部カメラを使い VR HMD に表示すれば視野角の問題はなくなりますが遅延はありますしデバイスも大掛かりになります。

hmd/devices.txt · 最終更新: 2017/09/02 18:41 by oga