基于Arm的沉浸式人機(jī)交互體驗(yàn)研究

劉曉輝

摘要：Arm技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步完善了人機(jī)交互體驗(yàn)，對傳統(tǒng)技術(shù)而言是一項(xiàng)巨大的突破。在本次研究中，本文將從多個(gè)角度出發(fā)，詳細(xì)介紹基于Arm下沉浸式人機(jī)交互體驗(yàn)問題，在了解人機(jī)交互體驗(yàn)特征的基礎(chǔ)上，對該技術(shù)在沉浸式人機(jī)交互體驗(yàn)中的應(yīng)用問題進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：Arm技術(shù);沉浸式;人機(jī)交互體驗(yàn)

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0078-01

0 引言

Arm技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的代表之一，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下，社會對該技術(shù)的關(guān)注度越來越高，基于Arm技術(shù)的人機(jī)交互體驗(yàn)成為研究的重點(diǎn)。從現(xiàn)有研究來看，人機(jī)交互方式會在Arm技術(shù)的支持下發(fā)生更明顯的變化，并且這種體驗(yàn)是沉浸式的，能夠?qū)⑻摂M世界帶入到現(xiàn)實(shí)世界中，具有先進(jìn)性。

1 基于Arm技術(shù)的人機(jī)交互體驗(yàn)研究

人機(jī)交互體驗(yàn)是一門研究系統(tǒng)與用戶之間交互關(guān)系的科學(xué)，系統(tǒng)可以是各類各樣的機(jī)器，也可以使各種計(jì)算機(jī)的軟件，用戶在人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)了與系統(tǒng)之間的信息交流，并且雙方能夠進(jìn)行更深層次的信息交流。目前學(xué)術(shù)界對人機(jī)交互的定義為：人與計(jì)算機(jī)之間通過某種對話語言，并通過一定交互方式，且為完成指定任務(wù)而實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)的信息交換過程[1]。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)在人們生活中越來越常見，人工交互體驗(yàn)逐漸成為社會關(guān)注的熱點(diǎn)，并對制造、生產(chǎn)、研發(fā)、設(shè)計(jì)、生活等諸多方面產(chǎn)生影響。

而隨著Arm技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)的出現(xiàn)完善了人機(jī)交互體驗(yàn)的模式，與傳統(tǒng)的人機(jī)交互體驗(yàn)相比，在Arm技術(shù)影響下，新的人機(jī)交互體驗(yàn)可以通過更加先進(jìn)的技術(shù)對用戶體驗(yàn)過程進(jìn)行優(yōu)化，用戶不僅能夠在人機(jī)交互過程中獲得更多體驗(yàn)，且體驗(yàn)過程的人性化水平更高，因此可以得到更多用戶的支持與認(rèn)可。

2 基于Arm技術(shù)在人工交互體驗(yàn)中的運(yùn)用研究

隨著我國Arm技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)在人工交互體驗(yàn)中的應(yīng)用越來越廣泛，從2017年-2019年的幾年時(shí)間中，Arm技術(shù)推動了人機(jī)交互方式的變革，并且沉浸式的體驗(yàn)表現(xiàn)的越來越顯著。

2.1 基于Arm技術(shù)人工交互體驗(yàn)的Coertex-A76

從目前相關(guān)技術(shù)的發(fā)展來看，基于Arm技術(shù)人工交互體驗(yàn)的Coertex-A76無疑是沉浸式人機(jī)交互體驗(yàn)的代表，該產(chǎn)品采用了DynamIQ的CPU，雖然在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用了傳統(tǒng)的架構(gòu)，但是相比之下微處理器架構(gòu)的功能的完善，不僅可以有效解決傳統(tǒng)商品中耗電嚴(yán)重的問題，也能為用戶提供更加理想的人機(jī)交互體驗(yàn)。

從技術(shù)角度來看，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)對人工交互體驗(yàn)的進(jìn)一步完善，并且彰顯了Arm技術(shù)的優(yōu)勢，突出表現(xiàn)為以下幾方面：（1）具有強(qiáng)力的解耦和分支預(yù)測功能。該產(chǎn)品在設(shè)計(jì)期間采用了高帶寬下隱藏延遲的情況，其前端順序取指組間每個(gè)周期能夠預(yù)測近8個(gè)指令，并在運(yùn)行期間采用了多層次的分支目標(biāo)方法，能夠確保在人機(jī)交互過程中保證高水平的處理量，保證用戶的各種體驗(yàn)需求都能得到有效滿足。（2）更大的譯碼寬度。Coertex-A76是Arm首款采用4譯碼寬度核心，在這種技術(shù)的支持下，每個(gè)周期所能處理的指令數(shù)據(jù)快速增加，并且每個(gè)周期中的多個(gè)處理作業(yè)可以被分配到不同的執(zhí)行中心中，在這種數(shù)據(jù)處理過程下，可以實(shí)現(xiàn)功能優(yōu)化指令窗口的運(yùn)行要求，因此用戶所能得到的人機(jī)交互體驗(yàn)更理想[2]。（3）更強(qiáng)大的向量執(zhí)行處理能力。在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)采用了四指令管線整數(shù)處理單元，在單元內(nèi)核中包含了簡單ALU以及多周期整數(shù)處理組間，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比性能更強(qiáng)。除此之外，Coertex-A76能夠滿足雙指令管線與浮點(diǎn)運(yùn)算單元的數(shù)據(jù)處理要求，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量更強(qiáng)，是傳統(tǒng)Arm CPU的兩倍以上。（4）強(qiáng)化內(nèi)存系統(tǒng)。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)過程中，Coertex-A76實(shí)現(xiàn)了對緩存架構(gòu)的優(yōu)化，不僅能夠針對延遲與寬帶進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，還通過精密的預(yù)取器以及深度內(nèi)存實(shí)現(xiàn)并行處理。

從當(dāng)前該技術(shù)的發(fā)展情況來看，該技術(shù)的出現(xiàn)改變了智能移動計(jì)算格局，而根據(jù)目前用戶對沉浸式人機(jī)交互體驗(yàn)的需求，認(rèn)為Coertex-A76可能會在VR等更成熟的技術(shù)上得到進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 基于Arm技術(shù)人工交互體驗(yàn)的Mali-G76

Mali-G76是在Arm技術(shù)基礎(chǔ)上最新發(fā)展而來的GPU技術(shù)，采用了Bifrost繪圖結(jié)構(gòu)，因此GPU的性能進(jìn)一步增強(qiáng)，與初代產(chǎn)品相比，Mali-G76具有更強(qiáng)的機(jī)器學(xué)習(xí)能力，滿足沉浸式人機(jī)交互體驗(yàn)要求。

Mali-G76支持int8 dot的運(yùn)行要求，因此可以進(jìn)一步強(qiáng)化機(jī)器的學(xué)習(xí)性能，并且在功能實(shí)現(xiàn)中為了強(qiáng)化數(shù)據(jù)的吞吐量，采用了雙材質(zhì)貼圖對映器，效率進(jìn)一步提高。同時(shí)為改善傳統(tǒng)設(shè)備耗電多、性能密度不理想的情況，在Arm技術(shù)基礎(chǔ)上還對緩存器進(jìn)行調(diào)整，通過數(shù)量減半但是容量大的緩存器庫區(qū)，減少了系統(tǒng)的功率消耗情況。

同時(shí)從現(xiàn)有的技術(shù)發(fā)展情況來看，取樣地址的可變預(yù)載一直是影響GPU行業(yè)的一個(gè)難題，受可變式差值運(yùn)算的影響，這個(gè)運(yùn)算過程通常實(shí)在像素中心中執(zhí)行的，但在后期運(yùn)行處理期間一旦采用了取樣頻率的著色功能，則可變差值運(yùn)算地質(zhì)就可以在目標(biāo)地址執(zhí)行。此時(shí)編譯程序需要在指令內(nèi)完成插值運(yùn)算地址的編碼工作，并且輸出結(jié)果也需要確保有兩個(gè)不同的著色器變量，這種處理方法能夠避免在后期的使用中對頻率-樣本著色出現(xiàn)混淆，確保了數(shù)據(jù)處理效果。在在實(shí)際上，上述問題在Mali-G76中得到了解決，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，Mali-G76能夠在內(nèi)部設(shè)置區(qū)塊深度緩沖區(qū)空間，這樣就可以完成執(zhí)行深度預(yù)載等基本工作，使深度預(yù)載能夠在算出法基礎(chǔ)上獲得數(shù)據(jù)，避免了延遲問題，并提高了GPU對復(fù)雜內(nèi)容的時(shí)效性，確保用戶可以獲得更加理想的人機(jī)交互體驗(yàn)。

2.3 基于Arm技術(shù)人工交互體驗(yàn)的Mali-V76

從目前相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況來看，我國Arm市場中陸續(xù)出現(xiàn)的以Mali-V76為視頻處理器的電子產(chǎn)品越來越多，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，電子產(chǎn)品（如數(shù)字電視、智能手機(jī)登）在Mali-V76的支持下可以提供更加完美的視覺體驗(yàn)，并且相關(guān)技術(shù)正在朝著8K水平發(fā)展，對未來市場產(chǎn)生重要影響。

現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，為確保能夠提供更加完美的視覺體驗(yàn)，在8K的技術(shù)下需要采用8K60規(guī)格串流，而與目前正在蓬勃發(fā)展的4K60串流相比，8K60串流的帶寬更大，所以為了滿足這種技術(shù)需求，技術(shù)人員在Arm的基礎(chǔ)上增加AXI總線，這種處理方法增加了數(shù)據(jù)的處理量，并將整個(gè)視頻流水線的緩沖區(qū)像素直接增加至8192個(gè)，約是傳統(tǒng)技術(shù)的兩倍。從人機(jī)交互體驗(yàn)的角度來看，Mali-V76具有更強(qiáng)的編碼質(zhì)量，可以消除傳統(tǒng)技術(shù)下存在的“眨眼造成畫面不連貫”問題，通過在內(nèi)部構(gòu)建視頻的連接通路，這樣可以消除傳統(tǒng)技術(shù)下的瑕疵，保證用戶能夠捕捉到精彩瞬間。

3 結(jié)語

基于Arm的沉浸式人機(jī)交互體驗(yàn)蓬勃發(fā)展，相關(guān)技術(shù)在目前已經(jīng)形成了一個(gè)相對穩(wěn)定的模式，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，在Arm技術(shù)支持下，用戶所能獲得的人機(jī)交互體驗(yàn)更完善，值得關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

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