2016年被稱為VR元年，但隨即VR市場(chǎng)遇冷，發(fā)展阻力重重。2019年6月工信部發(fā)放了5G牌照，意味著我國(guó)提前進(jìn)入5G商用階段。業(yè)界認(rèn)為，5G的到來(lái)將重喚VR活力。那么5G到底如何影響VR發(fā)展呢？

VR概述

相較于弱交互VR業(yè)務(wù)，強(qiáng)交互VR業(yè)務(wù)對(duì)VR設(shè)備的性能要求更高

雖2016年VR行業(yè)由熱轉(zhuǎn)冷，但近幾年通過(guò)業(yè)界的共同努力，VR已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在直播、游戲、教育及旅游等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。按照用戶交互體驗(yàn)分類，VR業(yè)務(wù)可分為強(qiáng)交互VR業(yè)務(wù)與弱交互VR業(yè)務(wù)。強(qiáng)交互VR業(yè)務(wù)是指VR用戶通過(guò)交互設(shè)備與虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，使用戶感受到虛擬環(huán)境的變化。計(jì)算機(jī)需要根據(jù)用戶的姿態(tài)信息進(jìn)行邏輯計(jì)算與實(shí)時(shí)渲染，對(duì)設(shè)備性能要求高。弱交互VR業(yè)務(wù)是指VR用戶與虛擬環(huán)境中的物體無(wú)交互行為，用戶通過(guò)頭部運(yùn)動(dòng)與已經(jīng)設(shè)定好的虛擬環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，感受虛擬環(huán)境的變化。用戶體驗(yàn)的內(nèi)容已提前完成，頭顯只需呈現(xiàn)即可，無(wú)需計(jì)算與實(shí)時(shí)渲染，因此，相較于強(qiáng)交互VR，弱交互VR對(duì)設(shè)備的性能要求較低。

需不斷提升清晰度與流暢性，增強(qiáng)交互感以保障VR體驗(yàn)

清晰度、流暢性及交互感是影響VR體驗(yàn)的三大因素。清晰度主要受視頻內(nèi)容與顯示屏分辨率的影響，低分辨率的視頻內(nèi)容或顯示屏將導(dǎo)致視頻的清晰度低，容易使用戶產(chǎn)生疲勞感，難以沉浸其中。流暢性主要受幀率與刷新率的影響，高幀率與高刷新率可以使畫(huà)面更加流暢，用戶體驗(yàn)更好。交互感主要受時(shí)延的影響。對(duì)于強(qiáng)交互業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，業(yè)界認(rèn)為，MTP要控制在20ms以內(nèi)，否則用戶將產(chǎn)生眩暈感。

1）清晰度：人眼在一度視角內(nèi)所能看到的像素?cái)?shù)被稱為PPD(PixelsPer Degree)。業(yè)界認(rèn)為，人眼視網(wǎng)膜分辨率的極限是60PPD，在60PPD以下，PPD越大，清晰度越高。顯示屏PPD=顯示屏單眼分辨率/單眼FOV（視場(chǎng)角）。雙眼4K分辨率，100度視場(chǎng)角的顯示器PPD只有19。與普通視頻不同，VR全景視頻會(huì)先把畫(huà)面投影到一個(gè)空間球面上，用戶通過(guò)顯示器看到的只是視頻的一部分，因此，視頻內(nèi)容的PPD=視頻分辨率/360。4K VR全景視頻內(nèi)容的PPD只有11，遠(yuǎn)低于視網(wǎng)膜的極限。可見(jiàn)，當(dāng)用戶使用4KVR頭顯觀看4K分辨率的VR全景視頻時(shí)，視頻清晰度要低于屏幕的分辨精度。因此，為提升用戶觀看VR視頻的清晰度，需要同時(shí)提升頭顯設(shè)備與視頻內(nèi)容的分辨率，尤其是視頻內(nèi)容的分辨率。

2）流暢性：刷新率一般指的是顯示屏的垂直刷新率，即每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)。刷新率低于60Hz，屏幕會(huì)出現(xiàn)明顯抖動(dòng)，一般要求高于72Hz。幀率是指1秒鐘內(nèi)傳輸幀的數(shù)量。在GPU支持的情況下，幀率越高，畫(huà)面越流暢。VR的幀率一般要求在90FPS以上。可見(jiàn)，刷新率與幀率均會(huì)影響畫(huà)面的流暢性。但是若刷新率低于幀率，將導(dǎo)致某些幀未能顯示，造成有效幀減少，影響流暢性。因此，VR需要高性能的GPU來(lái)保證穩(wěn)定的、比較高的幀率，同時(shí)還要不斷提高顯示器的刷新率。

3）交互感：MTP（ Motion-to-photons ）是運(yùn)動(dòng)到成像的時(shí)延，業(yè)界認(rèn)為強(qiáng)交互業(yè)務(wù)的MTP應(yīng)小于20ms，否則將產(chǎn)生眩暈感。對(duì)于本地VR來(lái)說(shuō)，從輸入設(shè)備采集用戶姿態(tài)信息、將姿態(tài)信息傳送至計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)根據(jù)用戶信息進(jìn)行計(jì)算與畫(huà)面渲染后，再發(fā)送至用戶顯示器顯示整個(gè)過(guò)程的時(shí)延要低于20ms，否則將產(chǎn)生眩暈感。因此，要不斷降低各環(huán)節(jié)處理時(shí)間，以降低整體時(shí)延，保證用戶體驗(yàn)。

相較于本地VR，云VR成本低、輕量化，但體驗(yàn)指標(biāo)受到更高的挑戰(zhàn)

按照業(yè)務(wù)運(yùn)行的位置分類，VR可分為本地VR與云VR兩大類。本地VR的內(nèi)容存儲(chǔ)與圖像渲染均在用戶側(cè)進(jìn)行。從頭顯設(shè)備形態(tài)來(lái)看，本地VR進(jìn)行內(nèi)容存儲(chǔ)及圖像渲染的設(shè)備有PC、手機(jī)及VR一體機(jī)。高性能的PC雖能夠帶來(lái)良好的VR體驗(yàn)，但成本高。手機(jī)與VR一體機(jī)成本較低，但性能差，支持的業(yè)務(wù)類型有限，無(wú)法提供良好的VR體驗(yàn)。若提升手機(jī)與一體機(jī)性能又將導(dǎo)致成本增高。可見(jiàn)，成本與性能是兩個(gè)相互矛盾且影響本地VR發(fā)展的因素。云VR將內(nèi)容存儲(chǔ)及圖像渲染遷移至云端，VR頭顯設(shè)備只需具備解碼、呈現(xiàn)及網(wǎng)絡(luò)接入的能力。因此，云VR大大降低了對(duì)頭顯設(shè)備的性能要求，有效降低頭顯設(shè)備成本，也將促進(jìn)頭顯設(shè)備向輕量化發(fā)展，助力VR加速普及。但云VR交互感與流暢性受網(wǎng)絡(luò)影響，實(shí)現(xiàn)難度增大，挑戰(zhàn)度高。在交互方面，云VR引入了編解碼及傳輸時(shí)延，導(dǎo)致整體時(shí)延增加，要實(shí)現(xiàn)MTP<20ms，挑戰(zhàn)度高。在流暢性方面，網(wǎng)絡(luò)傳輸會(huì)帶來(lái)畫(huà)面卡頓的風(fēng)險(xiǎn)，要有高可靠低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)做保障，挑戰(zhàn)度高。

云VR對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求

大帶寬、高可靠及低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)是云VR良好體驗(yàn)的保障

如上文所述，清晰度、流暢性及交互感是影響VR體驗(yàn)的三大因素。相較于本地VR來(lái)說(shuō)，云VR的業(yè)務(wù)運(yùn)行在云端，平臺(tái)與終端之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，可見(jiàn)，云VR的體驗(yàn)因素將受到網(wǎng)絡(luò)的影響。對(duì)于清晰度來(lái)說(shuō)，視頻內(nèi)容分辨率越高，視頻越清晰，但也將導(dǎo)致信息量越大，對(duì)帶寬的要求越高。對(duì)于流暢性來(lái)說(shuō)，視頻內(nèi)容的有效幀率越高，視頻越流暢，但也會(huì)導(dǎo)致信息量增加，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求增高。另外，視頻流暢性還需要高可靠低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)保障，否則將會(huì)導(dǎo)致視頻的卡頓與花屏。對(duì)于交互感來(lái)說(shuō)，云VR引入網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延，導(dǎo)致強(qiáng)交互業(yè)務(wù)的MTP時(shí)延很難控制在20ms內(nèi)。雖然端云異步渲染技術(shù)可以使MTP不受實(shí)時(shí)渲染與網(wǎng)絡(luò)的影響，但會(huì)造成黑邊的問(wèn)題，且黑邊占比與網(wǎng)絡(luò)時(shí)延大小成反比，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延低則黑邊占比小。可見(jiàn)，大帶寬、高可靠及低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)是云VR良好體驗(yàn)的保障。

5G助力云VR發(fā)展，加速VR普及5G網(wǎng)絡(luò)的高性能可以保證云VR的良好體驗(yàn)

1）5G網(wǎng)絡(luò)切片可根據(jù)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求提供特定的網(wǎng)絡(luò)能力且相互隔離，以保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。5G網(wǎng)絡(luò)可為云VR定制大帶寬與低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)，以保證云VR用戶的良好體驗(yàn)。

2）5G MEC可根據(jù)云VR用戶接入的位置進(jìn)行邊緣節(jié)點(diǎn)尋址，實(shí)現(xiàn)終端到邊緣節(jié)點(diǎn)的路徑最優(yōu)，從而降低傳輸時(shí)延，以保證云VR用戶的良好體驗(yàn)。

3）5G基于流的QoS機(jī)制，能為云VR用戶提供更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度之快為云VR發(fā)展提供保障

5G網(wǎng)絡(luò)作為新基建。5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度直接影響云VR的發(fā)展。在國(guó)家政策的大力推動(dòng)下，工信部已在2019年6月發(fā)放了5G牌照，也意味著我國(guó)提前進(jìn)入5G商用階段。在三大運(yùn)營(yíng)商的共同努力下，2019年底已經(jīng)建設(shè)了13萬(wàn)余個(gè)5G基站，實(shí)現(xiàn)了50余個(gè)城市的覆蓋，2020年將進(jìn)一步擴(kuò)大覆蓋范圍，預(yù)計(jì)能實(shí)現(xiàn)330余城市的覆蓋。5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度之快為云VR的發(fā)展提供了保障。

5G助力云VR發(fā)展，加速VR普及

如上文所述，PC VR能為用戶帶來(lái)良好的體驗(yàn)，但是PC要配置高性能的GPU，CPU及8GB以上的RAM，導(dǎo)致用戶使用成本高。基于手機(jī)的輕量級(jí)VR與一體機(jī)VR雖然成本低，但性能也低，無(wú)法滿足用戶良好的體驗(yàn)需求。云VR將邏輯計(jì)算與實(shí)時(shí)渲染放在云端，并通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)與終端之間實(shí)現(xiàn)畫(huà)面?zhèn)鬏敚瑸橛脩魩?lái)良好體驗(yàn)的同時(shí)，也降低了對(duì)終端的性能要求。從GPU與CPU的價(jià)格估算，相較于PC VR，云VR終端成本至少降低2000元，有效降低了用戶使用門檻，有利于VR的加速普及。

——圖文來(lái)源：艾瑞咨詢，微信號(hào)：iresearch-

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