“5G”赋能虚拟现实产业升级

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近日,关于“加快推动5G产业发展”的话题瞬间占据了各大主流媒体的头版头条,一时之间“5G”成为了当下最为火爆的话题,与5G相关的概念股和科技类股全线飘红。虚拟现实技术在各领域中的运用也随着5G的到来正在掀起一场前所未有的热潮。

 

5G助推虚拟现实体验性、功能性与经济性的优化提升


相比本地虚拟现实、4G虚拟现实技术路线,5G虚拟现实技术性能、功能、成本等方面改善显著,可归纳为头动响应时延(MTP)、渲染能力、显示能力、使用移动性、显示能力市场规模等方面。

 

本地/4G/5G+VR/AR方案对比

头动响应时延

业界普遍认为头动响应时延(MTP)应控制在20ms以内,否则容易引起眩晕感。换言之,用户转动头部改变视角时,终端设备、网络传输、云端计算的整体用时应确保头动和FOV 画面改变一致,相应新视角所呈现画面的累计时延不超过20ms,也不应出现全部或部分视野无画面的情况。依靠终端的本地处理,由于无须考虑网络时延,领先的设备厂商如Oculus和HTC Vive可以做到20ms内MTP,但其代价在于牺牲了移动云VR在终端价格、端云协作等方面的潜在价值。在4G网络下,通过采用4G云+小型GPU的方式,将渲染和视觉计算放在云端进行,降低了终端处理压力的同时,引入了额外的网络时延,典型的4G空口时延在10ms-28ms之间。在5G网络下,由于高带宽、低时延的网络特性,5G网络把空口时延降低到1ms,通过采用5G+GPU云端集群的方式,可将时延控制在10ms以内,针对高端设备和峰值网络状态,有可能达到7ms-5ms,即5G为虚拟现实在端云协同与MTP时延控制间带来了更大的平衡空间。

 

渲染能力

对于渲染分辨率、帧率所表征的渲染能力,在本地进行的渲染,受限于终端GPU计算能力,分辨率仅可达到2K-4K,帧率在30fps-60fps。在4G网络下,通过采用4G和云端渲染,渲染能力平均可以达到4K分辨率、90fps的效果。在5G网络下,有望将渲染能力进一步提升至8K分辨率、120fps效果,整体画质达到本地处理能力两倍以上。

 

显示能力

对于角分辨率、刷新率、视场角所表征的近眼显示能力,虽然该类性能指标依赖于光学、屏幕等终端技术,但在虚拟现实端云协同的发展趋势下,相比4G网络,5G可进一步支持广视场角显示(4G:FOV100°,5G:FOV140°及以上)、高刷新率显示(4G:60Hz-90Hz,5G:120Hz及以上)、高分辨率显示(4G:15-20PPD,5G:30PPD及以上)。

 

使用移动性

对于用户移动性而言,在初步解决了VR终端有绳化的问题后,5G可以解决本地以及4G云VR/AR所面临的场景受限问题,通过在高速移动场景中保证100Mbps以上的用户体验带宽,将时下各类虚拟现实应用拓展至车载、高铁等高速移动应用场景,保证了全场景的服务能力和必要的业务连续性。

 

市场潜力

作为新一代人机交互平台,虚拟现实在单机版阶段的市场发展较为缓慢,应用场景与用户体验受限于本地终端。参考梅特卡夫定律以及2017-2022年全球虚拟现实产业规模,相比孤岛式单机版的发展之路,虚拟现实的市场潜力有赖于虚拟世界潜藏的网络价值,比之4G时代,5G云化虚拟现实强调用户连接交互深度(沉浸体验)而非连接广度(联网数量)。此外,在本地VR/AR阶段,由于不涉及网络支持,虚拟现实借助网络对单位生产力的贡献较低。据诺基亚贝尔测算,通过4G网络传输及云端GPU运算处理,其对生产力贡献的能力约为仅凭借本地终端贡献能力的十倍。在5G网络阶段,通过5G传输及云端GPU集群运算处理,其对生产力贡献的能力约为4G网络阶段的十倍。



5G+虚拟现实应用场景



 

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虚拟现实+教育

构建异地、多人、多端的全息教学场,通过传统教育中的“教学练”与全息的“人物场”深度结合,打破时空限制,营造虚实相融的教学环境,衍生出丰富多元的教学应用。



 

麦当娜用AR特效登场2019公告牌音乐颁奖典礼


虚拟现实+演唱会

创造演唱会全新视觉体验,5G+虚拟现实技术在演唱会中的应用主要有基于VR的高清全景演唱会直播,以及MR/AR形式演唱会。

 

 

 

未高案例——物流专业虚拟仿真教学系统

 

虚拟现实+工业

深度融合物联网技术,推动关键业务降本增效。借助5G网络将虚拟现实技术与企业ERP系统及IoT物联网系统对接,围绕工业中的刚需场景,构建新型智慧工业,服务于业务更精细化、要求更高的员工培训、远程协助、实时操作指引、日常巡检、生产动态展示等关键业务。


 

 

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虚拟现实+医疗

推动救治模式革新,助力医疗资源公平化进程。在5G网络下,VR/AR医疗应用时延将降至10ms内,实现从教学培训和辅助康复延展到时效性更强的救治和诊疗中,极大拓宽医疗领域应用场景。

 


 

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虚拟现实+游戏

打造全新互动游戏视觉与交互体验,5G连接的云端GPU集群将极大提高游戏渲染能力,提升多人互动游戏的沉浸体验。

 

随着5G、云计算等技术的引入虚拟现实产业链的升级虚拟现实的应用领域在未来将会更加多元

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