Ulasan Microsoft HoloLens - Menjembatani Kesenjangan Antara AR dan VR

Microsoft memiliki tradisi panjang untuk membumbui pengumuman produk yang relatif membosankan dengan demo teknologi yang menarik, dan pengumuman Windows 10 tidak terkecuali. Raksasa perangkat lunak ini menggunakan kesempatan itu untuk membuat cukup banyak buzz tentang HoloLens, headset futuristik yang menawarkan gambaran sekilas tentang masa depan Augmented Reality (AR). Namun, Microsoft juga memiliki tradisi kegagalan perangkat keras yang spektakuler, yang mencapai puncaknya di bawah rezim Ballmer. Ingat telepon Kin? Saya juga tidak.

Pengenalan HoloLens mungkin tidak akan gagal karena beberapa alasan. Pertama-tama, HoloLens masih memiliki jalan panjang sebelum menjadi perangkat komersial - mungkin sekitar beberapa kuartal, atau beberapa tahun. Kedua, konsep di baliknya masuk akal, dan dibangun di atas beberapa tren industri baru yang menjanjikan, seperti teknologi yang dapat dikenakan dan headset Virtual Reality (VR). HoloLens mencoba untuk sedikit berbeda dengan menggabungkan banyak fungsi ke dalam satu perangkat, tetapi dalam tinjauan Microsoft HoloLens ini kita akan melihat apa yang sudah ada dan apa yang sedang dikerjakan.

Karena ini adalah blog teknik yang dirancang untuk profesional VR dan insinyur lainnya, saya tidak akan menghabiskan banyak waktu untuk menjawab pertanyaan “Apa itu HoloLens?” dan menjelaskan perbedaan antara AR dan VR. Teknologi augmented reality memiliki berbagai aplikasi potensial di berbagai industri, tetapi aplikasi terbatas dalam hiburan. Realitas virtual lebih diarahkan pada hiburan, meskipun memiliki beberapa aplikasi profesional juga.

Kedua teknologi masih memiliki banyak keterbatasan, dan banyak tantangan teknis harus diatasi untuk mendapatkan daya tarik pasar massal. Ini adalah proses bertahap yang akan memakan waktu bertahun-tahun, bukan berbulan-bulan. Teknologi yang dibutuhkan untuk menciptakan produk semacam itu tanpa menghabiskan banyak uang sama sekali belum siap, tetapi perlahan-lahan sampai ke sana.

Mari kita lihat apa yang ada di luar sana dan apa yang hilang.

Keterbatasan Perangkat Keras - Google Glass vs. Oculus Rift vs. Microsoft HoloLens

Google Glass diumumkan pada awal 2012 dan mulai dikirimkan setahun kemudian dengan biaya $1.500. Label harga tinggi berarti itu disediakan untuk ceruk yang sangat kecil - pengadopsi awal digambarkan sebagai "penjelajah" oleh PR dan mesin pemasaran Google. Perangkat ini menawarkan fungsionalitas AR yang terbatas, dan berisi proyektor prisma kecil dengan resolusi 640x360 piksel, yang ditenagai oleh prosesor yang sudah ketinggalan zaman.

Meskipun berhasil memikat publik untuk sementara waktu, Google Glass hampir tidak dapat digambarkan sebagai sebuah kesuksesan. Pengembang aplikasi yang ingin ikut-ikutan mulai kehilangan minat, bersama dengan "penjelajah" yang tampaknya bisa mengatasi mode dalam hitungan bulan. Desas-desus terbaru menunjukkan versi baru Google Glass dengan silikon Intel di dalamnya, jadi mungkin terlalu dini untuk sebuah obituari. Either way, Google Glass bukanlah sukses besar tidak peduli bagaimana Anda melihatnya.

Oculus Rift mungkin adalah sistem VR yang paling banyak dibicarakan saat ini, tetapi tidak seperti Google Glass, itu belum diluncurkan. Oculus VR telah mengerjakan perangkat ini selama bertahun-tahun, dan dalam prosesnya perusahaan melewati dua generasi kit pengembangan. Versi konsumen diperkirakan akan diluncurkan sekitar tahun 2015, dengan spesifikasi yang direvisi. Pada Maret 2014, Oculus VR dibeli oleh Facebook seharga lebih dari $2 miliar tunai dan saham Facebook.

Gear VR Samsung menawarkan pendekatan yang berbeda, karena menggunakan phablet Galaxy Note 4 sebagai pengganti layar bawaan, tetapi ia bergantung pada beberapa teknologi yang dikembangkan oleh Oculus. Saya menemukan konsep modular menarik, karena pendekatan serupa dapat digunakan dengan berbagai perangkat seluler dari vendor berbeda yang memungkinkan pengguna meningkatkan perangkat keras secara efektif setiap kali mereka mendapatkan telepon baru. Platform Vuforia Qualcomm menawarkan beberapa fitur yang menjanjikan untuk perangkat seluler dan aplikasi AR/VR potensial.

Jadi, apa yang hilang? Jawaban sederhananya mungkin kekuatan pemrosesan, tetapi sedikit lebih rumit dari itu.

Masalah dengan kedua konsep adalah bahwa mereka masih di depan waktu mereka, dan teknologi masih perlu mengejar ketinggalan. HoloLens Microsoft pasti akan mengalami masalah gigi yang sama, tetapi konsep Microsoft agak berbeda, dan karena itu memiliki peluang untuk mengatasi setidaknya beberapa dari masalah ini.

Google Glass dirancang sebagai perangkat wearable yang ringan, yang menghasilkan sejumlah kompromi. Perangkat ini menampilkan layar tunggal pada prisma tebal di depan mata kanan pengguna. Resolusinya pun sangat terbatas mengingat field of view (FOV). Misalnya, tampilan jam tangan pintar cenderung menampilkan resolusi vertikal serupa untuk perangkat yang hanya menggunakan beberapa derajat bidang pandang pengguna. Google Glass didasarkan pada System on Chip (SoC) kuno dan memiliki masa pakai baterai yang terbatas.

Merancang perangkat seluler tidaklah mudah, dan selalu melibatkan sejumlah kompromi. Tampilan resolusi yang lebih tinggi membutuhkan lebih banyak daya GPU, mengharuskan penggunaan SoC yang lebih besar dengan GPU yang lebih kuat yang bekerja pada beban yang lebih tinggi, yang kemudian membutuhkan baterai yang lebih besar dan seterusnya. Ini adalah tindakan penyeimbangan yang baik, dan headset AR terlalu kecil untuk menampung baterai besar seperti yang digunakan pada tablet resolusi tinggi.

Sekilas, Oculus Rift tampaknya tidak mengalami kekurangan serupa di bagian depan perangkat keras, karena tidak ada kompromi demi masa pakai baterai dan portabilitas. Itu tidak bergantung pada SoC terintegrasi, dan tampilan 1080p terdengar diinginkan; tetapi, pada kenyataannya itu tidak cukup untuk fotorealisme. Perangkat memiliki FOV yang sangat besar, dan kerapatan piksel masih kurang.

Untuk mengatasi masalah ini, perangkat VR harus menggunakan layar 4K/UHD beresolusi lebih tinggi, atau bahkan layar 8K di masa mendatang. Teknologinya hampir sampai, tetapi tidak murah, dan tidak portabel.

Jika Anda ingin menjalankan game AAA terbaru pada layar 4K dengan pengaturan detail setinggi mungkin, Anda memerlukan dua kartu grafis diskrit kelas atas. Misalnya, kartu Nvidia dan AMD berdasarkan GPU generasi Maxwell dan Hawaii andalan. Untuk menghilangkan frame tearing (menggunakan teknologi yang mirip dengan Nvidia's G-Sync atau AMD's FreeSync), Anda memerlukan sedikit lebih banyak daya, dan untuk melakukan 3D yang tepat untuk kedua mata, Anda memerlukan lebih banyak daya GPU.

Intinya adalah: untuk memberi daya pada perangkat 4K VR menggunakan teknologi yang tersedia saat ini, Anda memerlukan setidaknya dua GPU dengan total 12-14 miliar transistor dalam 28nm, menggunakan daya 350W hingga 500W, tidak termasuk CPU dan sistem lainnya . Ini adalah perkiraan konservatif, berdasarkan GPU dan CPU yang tersedia saat ini - dan mari kita tidak membahas gagasan untuk menyalakan dua layar 4K, satu per mata.

SoC seluler terbaru Nvidia, Tegra K1 64-bit yang digunakan di Google Nexus 9, menampilkan 192 inti CUDA berdasarkan arsitektur Kepler, bukan Maxwell yang lebih efisien. Kartu grafis diskrit andalan perusahaan saat ini menggunakan 2048 inti Maxwell CUDA yang berjalan pada jam yang lebih tinggi daripada inti Kepler di SoC Tegra seluler.

Perangkat VR portabel dengan grafik fotorealistik jelas tidak tersedia untuk tahun-tahun mendatang, dan bahkan perangkat berkabel seperti Oculus Rift masih harus menempuh jalan yang panjang. Biaya platform keseluruhan adalah masalah lain. PC gaming yang mampu menghasilkan frame rate yang dapat dimainkan pada 1080p relatif murah, karena GPU mainstream cukup cepat untuk melakukan pekerjaan itu. Tetapi pada 2160p Anda membutuhkan empat kali kekuatan GPU, didukung oleh lebih banyak memori dan CPU yang lebih cepat.

Ada cara lain untuk mengatasi masalah ini, dan saya akan membahasnya nanti.

Jadi Apa yang Dilakukan Microsoft dengan Benar?

Ingat kesepakatan Oculus Rift Facebook yang saya sebutkan sebelumnya? Hanya beberapa hari setelah diumumkan, diketahui bahwa Microsoft membeli aset kekayaan intelektual (IP) terkait dengan augmented reality dan komputer yang dapat dipakai dari Osterhout Design Group (ODG). Beberapa paten mencakup "kacamata tampilan dekat mata tembus pandang" dengan elemen optik yang mentransmisikan sebagian.

Dengan kata lain, Microsoft membeli IP yang dibutuhkan untuk membuat HoloLens; dan kesepakatan tersebut dilaporkan mencakup lusinan paten ODG, termasuk beberapa lusin lagi aplikasi paten yang sedang diproses. Sementara itu, Oculus VR dikatakan hanya memiliki satu paten, yang secara samar-samar menggambarkan "headset realitas virtual".

Microsoft tampaknya mencoba untuk mendapatkan yang terbaik dari kedua dunia – FOV lebar yang biasanya dikaitkan dengan perangkat VR, dan permukaan tampilan transparan yang cocok untuk aplikasi AR. Pendekatan ini harus memungkinkan HoloLens untuk memanfaatkan daya pemrosesan yang jauh lebih sedikit daripada perangkat VR, sementara pada saat yang sama menawarkan lebih banyak fungsionalitas berkat FOV yang luas. Alih-alih mencoba membuat konten fotorealistik, HoloLens bisa lolos dengan resolusi dan kualitas gambar yang sedikit lebih rendah karena opasitas konten yang ditampilkan terbatas. Tidak perlu menciptakan ilusi realitas, jadi ada lebih sedikit overhead perangkat keras yang terlibat. Banyak teknologi siap pakai yang memungkinkan HoloLens mengurangi atau menghilangkan alias dan menghasilkan komposit yang terlihat bagus, karena latar belakangnya sudah ada.

Fakta ini membatasi daya tarik HoloLens di ceruk hiburan, berbeda dengan headset VR sejati; tetapi, ini membuka sejumlah kemungkinan di industri lain, mulai dari teknik dan perawatan kesehatan hingga arsitektur dan pertahanan. HoloLens dapat digunakan untuk membantu profesional perawatan kesehatan, insinyur, operator mesin industri, tentara, dan penegak hukum.

Namun, HoloLens masih memiliki aplikasi di ruang konsumen. Phil Spencer dari Microsoft mengatakan HoloLens perlu menjadi produk mandiri yang sukses, menambahkan bahwa perusahaan sudah mencari cara untuk menggunakannya bersama dengan PC dan konsol Xbox One. Perangkat ini dapat berfungsi sebagai head up display (HUD) untuk para gamer, atau bahkan untuk penggemar kebugaran di gym.

Teka-teki Perangkat Keras HoloLens

Microsoft belum mengungkapkan spesifikasi perangkat keras yang tepat, jadi kami masih belum tahu apa yang diharapkan. Tidak ada kabar tentang resolusi layar, GFLOP GPU, konektivitas, atau masa pakai baterai. Ini meninggalkan banyak ruang untuk spekulasi, yang dengan senang hati diisi oleh pers teknologi dengan inci kolom dan clickbait, tetapi belum ada yang resmi.

Seperti yang saya katakan, HoloLens seharusnya tidak membutuhkan daya GPU yang hampir sama dengan Oculus Rift dan produk VR serupa. Namun, ini tidak berarti bahwa Microsoft dapat lolos dengan SoC yang murah, seperti yang biasa digunakan pada produk seluler. Microsoft saat ini menggunakan berbagai chip dari vendor yang berbeda – Qualcomm Snapdragon SoCs dengan 4G/LTE terintegrasi untuk ponsel, chip Intel untuk tablet Surface Pro (bersama dengan Nvidia SoCs pada produk Surface RT yang sudah tidak berfungsi), bersama dengan AMD APU kustom di Xbox One .

Karena pertimbangan daya, pilihan yang paling jelas adalah SoC Snapdragon, mirip dengan yang digunakan di ponsel Lumia. Ini tidak berarti bahwa HoloLens akan kurang bertenaga seperti Google Glass. HoloLens adalah perangkat yang jauh lebih besar, dengan ruang untuk baterai yang lebih besar; dan, SoC Snapdragon terbaru jauh lebih kuat daripada chipset yang digunakan di Google Glass (yang secara signifikan lebih lambat daripada chip yang digunakan di jam tangan pintar). Tolok ukur awal menunjukkan bahwa GPU Adreno 430 yang digunakan dalam SoC andalan Qualcomm yang akan datang, seperti Snapdragon 810, adalah pembangkit tenaga listrik yang mampu menangani resolusi 4K dan merender konten 3D yang relatif kompleks dalam 1080p.

Ini bukan hanya tentang kinerja rendering belaka. GPU menawarkan banyak potensi komputasi, dan dapat digunakan lebih dari sekadar bermain game. Google menggunakan Tegra K1 untuk Project Tango, yang juga menangani sejumlah teknologi yang bisa sangat berguna untuk perangkat AR atau VR - otomatisasi, mobil tanpa pengemudi, dan sebagainya. Saya sudah menyebutkan Vuforia, dan ada pemain lain di industri GPU, tetapi Nvidia memiliki keuntungan menggunakan inti CUDA – telah menjadi pemimpin pasar dalam grafik profesional dan pasar komputasi GPGPU selama bertahun-tahun.

Namun, kita tidak boleh terpaku pada pola pikir "ada apa di luar sana". Ini akan memakan waktu cukup lama sebelum HoloLens mulai dijual, dan generasi berikutnya pasti akan menampilkan perangkat keras yang lebih kuat. Atom 14nm baru Intel akan segera hadir, sementara SoC 14nm dan 16nm berbasis ARM akan muncul beberapa kuartal kemudian. Node non-planar baru akan memungkinkan lebih banyak kinerja per watt, secara drastis meningkatkan kinerja keseluruhan tanpa mengurangi masa pakai baterai.

Streaming Sebagai Alternatif

Ada juga alternatif yang saya sebutkan sebelumnya – komputasi awan dan streaming dapat digunakan untuk menampilkan konten 3D yang kompleks dan intensif sumber daya. SoC terbaru memiliki fitur 802.11ac nirkabel dan modem LTE cepat, cukup untuk streaming resolusi tinggi. Kelemahan dari pendekatan ini, terutama LTE, adalah lag.

Jika konten tambahan dirender secara lokal, pada workstation PC atau bahkan Xbox One, lag harus dibatasi, tetapi rendering cloud jarak jauh dapat terbukti bermasalah. Misalnya, Nvidia mencoba mengatasi masalah ini dengan menyiapkan server GRID di lokasi strategis, dalam upaya untuk menjangkau pasar terbesar dengan streaming game berlag rendah. Hanya beberapa milidetik lag tambahan dapat membahayakan pengalaman pengguna dalam aplikasi AR.

SoC seluler harus cukup untuk sebagian besar tugas sehari-hari, seperti Skype dan beberapa aplikasi augmented reality terbatas. Namun, jika seorang arsitek ingin masuk ke lokasi konstruksi dan melihat bagaimana bangunan yang telah selesai akan terlihat menggunakan augmented reality, HoloLens harus didukung oleh lebih banyak perangkat keras; rendering adegan kompleks dengan ratusan ribu atau jutaan poligon, efek pencahayaan canggih, dan sebagainya.

Keuntungannya adalah HoloLens dapat menawarkan banyak fungsi di luar kotak, dengan GPU terintegrasi yang relatif kuat yang mampu menangani banyak tugas sehari-hari, seperti streaming video resolusi tinggi, penelusuran, dan bahkan game kasual. Di sisi lain, para profesional dapat menggunakan 802.11ac atau LTE untuk mengalirkan konten yang lebih kompleks, yang dirender dari jarak jauh.

Microsoft secara praktis dapat menggunakan platform perangkat keras yang sama untuk pengguna rumahan dan profesional, dengan yang terakhir menggunakan streaming lokal atau cloud untuk tugas yang lebih canggih dan intensif sumber daya.

Apakah Ada Kasus Penggunaan Dan Pasar Untuk HoloLens?

Microsoft memamerkan HoloLens dalam sejumlah skenario berbeda. Meskipun demonya cukup menarik, demo tersebut tidak secara tepat menguraikan kasus penggunaan yang realistis dan layak secara komersial untuk perangkat baru tersebut.

Apa yang saya suka tentang HoloLens adalah kenyataan bahwa itu adalah setengah jalan antara perangkat yang dapat dikenakan yang sebenarnya, seperti Google Glass, dan solusi VR kabel, seperti Oculus Rift. HoloLens tidak harus cukup ringan dan portabel untuk dipakai di jalan, tetapi pada saat yang sama tidak harus ditambatkan ke komputer atau sumber daya eksternal – yang terbaik dari kedua dunia. Saya juga menyukai kenyataan bahwa Microsoft memilih untuk memimpin daripada mengikuti. HoloLens berbeda dari konsep dan produk yang ada; ini inovatif, futuristik, dan orisinal - menghirup udara segar dari Redmond.

Namun, pendekatan ini juga menimbulkan sejumlah pertanyaan penting tentang kasus penggunaan HoloLens, dan ukuran pasar. Itu tidak dapat menggantikan tampilan seperti solusi VR, namun tidak dapat digunakan dalam situasi sehari-hari karena ukuran dan penampilannya yang tipis. Meskipun Anda mungkin melihat beberapa komuter dan atlet menggunakan kacamata pintar, Anda mungkin tidak akan melihat pemain ski atau pelari yang mengenakan headset HoloLens.

Apa yang bisa dilakukan pengguna mainstream dengan HoloLens? Platform perangkat lunak dan sistem operasi seperti apa yang akan didukung? Bagaimana dengan aplikasi profesional? Bagaimana dengan fungsionalitas lintas platform HoloLens, spesifikasi perangkat keras, harga eceran, dan Bill of Material (BOM)?

Masih banyak pertanyaan yang harus dijawab, dan mungkin perlu beberapa saat sebelum Microsoft merilis semua informasinya.

Microsoft harus menargetkan pasar mainstream dan profesional pada saat yang sama, dengan perangkat keras yang sama. Tergantung pada harga dan BOM, Microsoft dapat memanfaatkan basis pengguna Xbox, serta segmen pasar game PC, untuk membawa produk HoloLens ke pengguna mainstream. Memasarkan produk seperti itu tidak akan mudah jika harganya terlalu tinggi, tetapi basis penggunanya ada - dan ia bersedia menghabiskan banyak uang untuk gadget baru. Pendekatan pasar arus utama juga akan membantu mendapatkan lebih banyak pengembang, sehingga memperluas ekosistem dan menciptakan kasus penggunaan baru.

Tetapi jika produk HoloLens pasti akan dihargai untuk pasar arus utama, bagaimana Microsoft akan mengejar pasar profesional, dan menghasilkan uang dalam prosesnya?

Bertahun-tahun yang lalu saya mencari nafkah di grafis 3D offline, dan saya dapat melihat banyak potensi di HoloLens. Ada banyak pengguna 3D/CAD di luar sana dan banyak dari mereka akan setuju. Apakah ini berarti bahwa setiap desainer akan dapat mengambil perangkat HoloLens dengan harga pasar utama dan menggunakannya untuk bekerja? Mungkin, tapi mungkin tidak.

Ada cara lain untuk memasarkan produk di ruang ini. Saya telah membahas ruang GPU selama bertahun-tahun, dan pada saat itu saya telah belajar satu atau dua hal tentang bagaimana industri beroperasi. Meskipun kartu grafis kelas atas untuk para gamer mendapatkan semua berita utama, uang tunai nyata untuk Nvidia dan AMD adalah grafis profesional dan solusi komputasi. Mereka adalah pahlawan tanpa tanda jasa dalam duopoli ini. BOM untuk kartu konsumen dan kartu profesional berdasarkan GPU yang sama kira-kira sama, tetapi kartu profesional lebih mahal, urutan besarnya lebih banyak. Mereka memberikan margin yang besar, dan menghasilkan banyak pendapatan dan keuntungan, meskipun volume keseluruhan rendah – Anda dapat memeriksa laporan pendapatan triwulanan Nvidia untuk info lebih lanjut.

Microsoft dapat menggunakan pendekatan serupa. HoloLens dapat menggunakan perangkat keras yang sama untuk kedua pasar, membatasi fungsionalitas pada model konsumen, dan mengembangkannya pada produk profesional melalui tingkatan lisensi yang berbeda.

Tentu saja, ini semua hanyalah spekulasi pada saat ini - tetapi begitulah cara kerja pasar ini. Microsoft tidak harus menemukan kembali roda.