基于Arm的沉浸式人机交互体验研究

刘晓辉

摘要：Arm技术的出现进一步完善了人机交互体验，对传统技术而言是一项巨大的突破。在本次研究中，本文将从多个角度出发，详细介绍基于Arm下沉浸式人机交互体验问题，在了解人机交互体验特征的基础上，对该技术在沉浸式人机交互体验中的应用问题进行阐述。

关键词：Arm技术;沉浸式;人机交互体验

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）10-0078-01

0 引言

Arm技术是现代信息技术的代表之一，移动互联网技术快速发展的大环境下，社会对该技术的关注度越来越高，基于Arm技术的人机交互体验成为研究的重点。从现有研究来看，人机交互方式会在Arm技术的支持下发生更明显的变化，并且这种体验是沉浸式的，能够将虚拟世界带入到现实世界中，具有先进性。

1 基于Arm技术的人机交互体验研究

人机交互体验是一门研究系统与用户之间交互关系的科学，系统可以是各类各样的机器，也可以使各种计算机的软件，用户在人机交互界面实现了与系统之间的信息交流，并且双方能够进行更深层次的信息交流。目前学术界对人机交互的定义为：人与计算机之间通过某种对话语言，并通过一定交互方式，且为完成指定任务而实现人与计算机的信息交换过程[1]。随着现代信息技术在人们生活中越来越常见，人工交互体验逐渐成为社会关注的热点，并对制造、生产、研发、设计、生活等诸多方面产生影响。

而随着Arm技术的进一步发展，该技术的出现完善了人机交互体验的模式，与传统的人机交互体验相比，在Arm技术影响下，新的人机交互体验可以通过更加先进的技术对用户体验过程进行优化，用户不仅能够在人机交互过程中获得更多体验，且体验过程的人性化水平更高，因此可以得到更多用户的支持与认可。

2 基于Arm技术在人工交互体验中的运用研究

随着我国Arm技术进一步发展，该技术在人工交互体验中的应用越来越广泛，从2017年-2019年的几年时间中，Arm技术推动了人机交互方式的变革，并且沉浸式的体验表现的越来越显著。

2.1 基于Arm技术人工交互体验的Coertex-A76

从目前相关技术的发展来看，基于Arm技术人工交互体验的Coertex-A76无疑是沉浸式人机交互体验的代表，该产品采用了DynamIQ的CPU，虽然在系统设计上采用了传统的架构，但是相比之下微处理器架构的功能的完善，不仅可以有效解决传统商品中耗电严重的问题，也能为用户提供更加理想的人机交互体验。

从技术角度来看，该设备实现对人工交互体验的进一步完善，并且彰显了Arm技术的优势，突出表现为以下几方面：（1）具有强力的解耦和分支预测功能。该产品在设计期间采用了高带宽下隐藏延迟的情况，其前端顺序取指组间每个周期能够预测近8个指令，并在运行期间采用了多层次的分支目标方法，能够确保在人机交互过程中保证高水平的处理量，保证用户的各种体验需求都能得到有效满足。（2）更大的译码宽度。Coertex-A76是Arm首款采用4译码宽度核心，在这种技术的支持下，每个周期所能处理的指令数据快速增加，并且每个周期中的多个处理作业可以被分配到不同的执行中心中，在这种数据处理过程下，可以实现功能优化指令窗口的运行要求，因此用户所能得到的人机交互体验更理想[2]。（3）更强大的向量执行处理能力。在数据处理环节采用了四指令管线整数处理单元，在单元内核中包含了简单ALU以及多周期整数处理组间，与传统结构相比性能更强。除此之外，Coertex-A76能够满足双指令管线与浮点运算单元的数据处理要求，使系统的数据处理量更强，是传统Arm CPU的两倍以上。（4）强化内存系统。在系统结构的改进过程中，Coertex-A76实现了对缓存架构的优化，不仅能够针对延迟与宽带进行协同优化，还通过精密的预取器以及深度内存实现并行处理。

从当前该技术的发展情况来看，该技术的出现改变了智能移动计算格局，而根据目前用户对沉浸式人机交互体验的需求，认为Coertex-A76可能会在VR等更成熟的技术上得到进一步发展。

2.2 基于Arm技术人工交互体验的Mali-G76

Mali-G76是在Arm技术基础上最新发展而来的GPU技术，采用了Bifrost绘图结构，因此GPU的性能进一步增强，与初代产品相比，Mali-G76具有更强的机器学习能力，满足沉浸式人机交互体验要求。

Mali-G76支持int8 dot的运行要求，因此可以进一步强化机器的学习性能，并且在功能实现中为了强化数据的吞吐量，采用了双材质贴图对映器，效率進一步提高。同时为改善传统设备耗电多、性能密度不理想的情况，在Arm技术基础上还对缓存器进行调整，通过数量减半但是容量大的缓存器库区，减少了系统的功率消耗情况。

同时从现有的技术发展情况来看，取样地址的可变预载一直是影响GPU行业的一个难题，受可变式差值运算的影响，这个运算过程通常实在像素中心中执行的，但在后期运行处理期间一旦采用了取样频率的着色功能，则可变差值运算地质就可以在目标地址执行。此时编译程序需要在指令内完成插值运算地址的编码工作，并且输出结果也需要确保有两个不同的着色器变量，这种处理方法能够避免在后期的使用中对频率-样本着色出现混淆，确保了数据处理效果。在在实际上，上述问题在Mali-G76中得到了解决，与传统技术相比，Mali-G76能够在内部设置区块深度缓冲区空间，这样就可以完成执行深度预载等基本工作，使深度预载能够在算出法基础上获得数据，避免了延迟问题，并提高了GPU对复杂内容的时效性，确保用户可以获得更加理想的人机交互体验。

2.3 基于Arm技术人工交互体验的Mali-V76

从目前相关技术的发展情况来看，我国Arm市场中陆续出现的以Mali-V76为视频处理器的电子产品越来越多，与传统技术相比，电子产品（如数字电视、智能手机登）在Mali-V76的支持下可以提供更加完美的视觉体验，并且相关技术正在朝着8K水平发展，对未来市场产生重要影响。

现有研究发现，为确保能够提供更加完美的视觉体验，在8K的技术下需要采用8K60规格串流，而与目前正在蓬勃发展的4K60串流相比，8K60串流的带宽更大，所以为了满足这种技术需求，技术人员在Arm的基础上增加AXI总线，这种处理方法增加了数据的处理量，并将整个视频流水线的缓冲区像素直接增加至8192个，约是传统技术的两倍。从人机交互体验的角度来看，Mali-V76具有更强的编码质量，可以消除传统技术下存在的“眨眼造成画面不连贯”问题，通过在内部构建视频的连接通路，这样可以消除传统技术下的瑕疵，保证用户能够捕捉到精彩瞬间。

3 结语

基于Arm的沉浸式人机交互体验蓬勃发展，相关技术在目前已经形成了一个相对稳定的模式，与传统技术相比，在Arm技术支持下，用户所能获得的人机交互体验更完善，值得关注。

参考文献

[1] 曾乐，杨琳琳.汽车产品人机交互用户体验测试评价方法[J].电子技术与软件工程，2018（18）：230.

[2] 牟峰，刘晓涵，王昊宸.人机交互测量在用户体验评价中的应用研究[J].工业设计研究，2017（00）：295-299.

[3] 丁一.基于多模式的用户体验测量方法研究[D].东北大学，2016.