光子到光子延迟 (英語:Photon-to-Photon Latency ,缩写为PTP Latency),又称PTP延迟,是扩展现实 领域中所用的一种度量指标,用于衡量扩展现实设备透视的速度。其定义为现实事件发生,到扩展现实设备通过透视,将事件显示在显示屏上所需的时间[ 1] 。光子到光子延迟通常用于评价扩展现实设备的视频透视显示 (VST)能力。
定义
XR设备的光子到光子延迟定义示意图
所指为现实事件发生与扩展现实设备显示屏上显示此事件的时间差:
Δ Δ -->
T
=
T
1
− − -->
T
0
{\displaystyle \Delta T=T1-T0}
其中
T0为现实事件发生的时间点。
T1为扩展现实设备通过视频透视,在显示屏上显示此事件的时间点。
视频透视的光子到光子延时特征
理想状态下视频透视的光子到光子延时分布
对于理想的XR设备,其输入信号、链路传输、最终显示过程为理想情况,没有任何不稳定因素,此时光子到光子延时应为一平稳的分布。
考虑到视频透视技术通过XR设备的摄像头来捕获外界环境,Camera每帧具有特定的曝光 时长和帧时长。此时,PTP延时具有以下特征:PTPlatency和测试事件在Camera一帧时长中的发生位置(可以用相位来表示)有关。
即对于间隔一定时间发生的事件event1和event2,若Camera在同一帧曝光下捕获测试事件,则会在同一个时刻(T_readout)被系统传输到后链路,并最终在t_end时刻被同时点亮,二者PTP延时存在差别 Δt = t2 - t1。
现实事件发生后camera曝光并出图的时序图和机理 所以,不同的相位下,PTP延时特征表现为随机的散点结果,其随机的范围为一帧(对于camera为90帧的XR设备来说,其PTP延时波动范围为1/90s = 11.11ms)。
XR设备采用视频透视获取随机发生的现实事件的光子到光子延时
光子到光子延迟测试方法
不同测试频率下,PTP延时拍频测试结果(f beat =0.005HZ)
不同测试频率下,PTP延时拍频测试结果(f beat =0.01HZ) 为了严格测试出系统的最大、最小和平均延迟,必须控制测试事件在Camera的一帧时长中,以一种扫描的形式,从前往后进行采样。
这个扫描的形式,我们可以用拍频的原理来实现:即控制测试事件的发生频率与被测设备(Device Under Test,简称DUT)的Camera帧率之间有轻微的差异,使得每次测试事件在Camera的一帧时长中的发生位置——可以用相位表示——逐渐发生往前或者往后的移动。最后得到如下的拍频测试结果,并且拍频的频率满足公式(对应下图两个数据中不同的拍频周期):
f
beat
=
|
f
test
− − -->
f
D
U
T
|
{\displaystyle f_{\text{beat }}=\left|f_{\text{test }}-f_{DUT}\right|}
PTP延时的测试结果,应该包含最小值、最大值和平均值。[ 2]
各种扩展现实设备的光子到光子延迟
苹果宣称其Apple Vision Pro 的光子到光子延迟在12 毫秒内
[ 3]
参考资料