2020年5G+云VR研究報(bào)告課件

,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,#,湖光秋月兩相和,5G,+,云,V,R,研究報(bào)告,2020,年,湖光秋月兩相和5G+云VR研究報(bào)告,1,2,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,摘要,來(lái)源：由艾瑞研究院自,主,研究,繪,制。,5,G,云V,R,降低用戶消費(fèi)門檻，提升用戶體驗(yàn)，將助力V,R,應(yīng)用發(fā)展。,云,V,R視頻內(nèi)容較豐富，且基,于,5,G的傳輸,方,案能滿足其體驗(yàn)需,求,，,發(fā)展速度快；,V,R,云游戲需要,基于,5,G,ME,C的,解決,方,案才能保障用戶良好,的,體,驗(yàn),，且現(xiàn)在內(nèi)容單,一,，用戶爆發(fā)式增長(zhǎng)需,要較,長(zhǎng)時(shí)間；在教育領(lǐng)域,中,，視頻教學(xué)類場(chǎng)景體,驗(yàn),易保障，內(nèi)容開(kāi)發(fā)難,度,低,，發(fā)展速度較快；,在醫(yī) 療領(lǐng)域中，示教、探視及簡(jiǎn)單的操作訓(xùn)練會(huì)先發(fā)展起來(lái)。,5,G,與云V,R,相互促進(jìn)，將助力運(yùn)營(yíng)商5,G,業(yè)務(wù)及云V,R,業(yè)務(wù)的發(fā)展。,除內(nèi)容,外,，體,驗(yàn),是影,響,云,V,R發(fā)展,及,用戶,決策,的主要,因,素,。,在,終端,下,降的前,提,下,，,體,驗(yàn)與,內(nèi),容,將,影響云,V,R,細(xì)分應(yīng)用,場(chǎng),景的發(fā)展速,度,。,在,體,驗(yàn),優(yōu)勢(shì)的加持,下,，,運(yùn),營(yíng),商,云,V,R,平臺(tái)有可能改,變,現(xiàn)在,視 頻、云游戲等應(yīng)用的市場(chǎng)格局，尤其是對(duì)時(shí)延要求嚴(yán)格的云游戲，但受體制影響的團(tuán)隊(duì)素質(zhì)及運(yùn) 營(yíng)能力是其成功的主要阻礙。,運(yùn)營(yíng),商,應(yīng),加,快,部,署,5G,S,A網(wǎng),絡(luò),，,充,分,發(fā),揮,其,云網(wǎng),優(yōu),勢(shì),，,積,極,布局,云,V,R,業(yè),務(wù)，,并,與,上,下,游,企業(yè),共,同推動(dòng)云V,R,的發(fā)展。,清晰度、流暢性與交互感是影,響,V,R,體驗(yàn)的三大因素。,相較,于,本,地,V,R,，,云,V,R,將業(yè),務(wù),部,署,在云端，,降,低了,對(duì),設(shè),備,性能,的,要,求,使設(shè),備,更,加,輕量,化,，,也,有,效,降低,了,用戶,的,消,費(fèi),門檻。但,云,V,R引,入,了編,解,碼及,傳,輸,時(shí),延導(dǎo),致,整,體,時(shí)延,增,加,，,V,R,體驗(yàn),受,到更,高,的挑戰(zhàn)。,大帶寬、高可靠低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)是云,V,R,良好體驗(yàn)的保,障,。,5,G,與千,兆,光纖均能滿足,云,V,R,的發(fā)展需,要。,基于,5,G網(wǎng)絡(luò)的云,V,R,傳,輸方,案,，傳輸環(huán)節(jié)長(zhǎng),，,時(shí)延,高,，能滿足云,V,R初期發(fā)展需求；基,于,5,G,MEC,的云,V,R,解決方案，傳輸節(jié)點(diǎn),少,，時(shí)延低，能更好的滿足,云,V,R,的發(fā)展需求，將成為主流,的,云,V,R,解 決方案，但成熟時(shí)間晚。,S,M,S,22020.5 iResearch Inc.摘要來(lái)源：由,2,3,概述：,V,R概述,1,方案：基于5,G,的云,V,R解決方案,2,應(yīng)用：,5,G,+,云,V,R應(yīng)用場(chǎng)景,3,展望：,5,G,+,云,V,R發(fā)展趨勢(shì),4,3概述：VR概述1方案：基于5G的云VR解決方案2應(yīng)用：5G,3,V,R,概述,基于頭盔顯示器的沉浸,式,VR,系統(tǒng)是目前發(fā)展的主流,虛擬,現(xiàn),實(shí)是,一,種可,以創(chuàng),建和,體,驗(yàn)虛,擬,世界,的計(jì),算機(jī),仿,真系,統(tǒng),，通,過(guò)計(jì),算機(jī),生,成,的,、,可交,互的,三維,環(huán),境為,用,戶帶,來(lái)沉,浸,感,。,按照用,戶,交互,形,式和,沉,浸感的,程,度不,同,，虛,擬,現(xiàn)實(shí)系,統(tǒng),可以,分,為桌,面,式,V,R,系,統(tǒng),、,分布,式,V,R,系統(tǒng),、,增強(qiáng),型,V,R,系,統(tǒng),及沉,浸,式,V,R,系統(tǒng)。,桌,面,式,V,R,是,最早期,的,V,R,類型,，主,要利用,計(jì),算機(jī),進(jìn),行仿,真,并通過(guò),計(jì),算機(jī),屏,幕顯,示,虛擬,環(huán),境,、,通,過(guò)鼠,標(biāo)與,虛擬環(huán),境 進(jìn)行交,互,，沉,浸,感弱,。,沉浸式,V,R,是,目,前消,費(fèi),者最常,見(jiàn),的,V,R,類型,，,主要利,用,各類,輸,入與,輸,出設(shè)備,為,用戶,帶,來(lái)極,致,的沉浸,體,驗(yàn),。,沉浸式,V,R,包括基于頭盔顯示器的沉浸式,V,R,與投影,式,V,R,，其中基于頭盔顯示器的沉浸式,V,R,系統(tǒng)是目前發(fā)展的主流。按照設(shè),備類型分類,，,基于頭,盔,顯示器的沉,浸,式,V,R,又,可以分為基,于,P,C,的,V,R,、基于手機(jī)的,輕,量級(jí),V,R,及,V,R,一體機(jī),三,大類,型,。,P,C,V,R,沉 浸感,強(qiáng),，,用,戶,體,驗(yàn),效果,好,，,但,是,對(duì),P,C,高,性,能,的要,求,導(dǎo),致,用,戶,成,本,高,，有,線,連,接,導(dǎo)致,用,戶,自,由度,低,?；?于,手,機(jī),的,輕,量,級(jí),V,R,與 一體機(jī),V,R,性能低，,支,持的業(yè)務(wù)有限，但是,成,本低，無(wú)線連接自由,度,高。下面以,P,C,V,R,為,例,，介紹沉浸式,V,R,系,統(tǒng),的組成及其 交互方式。,P,C,V,R,主要由輸入,/,輸出設(shè)備與計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)組成，其中輸入,/,輸出設(shè)備主要負(fù)責(zé)用戶姿態(tài)的識(shí)別，并生成反 饋信息，計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)內(nèi)容存儲(chǔ)、計(jì)算與畫(huà)面的實(shí)時(shí)渲染等，兩者通過(guò)有線進(jìn)行信息交互。,PC,V,R,系統(tǒng)組成及其交互方式,輸,入,/輸出設(shè)備,計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng),組成,耳機(jī)跟蹤器,功能,用戶姿態(tài)識(shí)別，并實(shí)時(shí)生成相,對(duì)應(yīng)的反饋信息。,頭盔顯示器,耳機(jī),手柄,頭盔顯示器,數(shù)據(jù)手套,力反饋裝置,話筒,組成,VR,軟件,VR,數(shù)據(jù)庫(kù),來(lái)源：公開(kāi)資料，由艾,瑞,研究,院,自主,研,究繪,制,。,4,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,功能,主要負(fù)責(zé)內(nèi)容存儲(chǔ)、邏輯計(jì)算,與畫(huà)面的實(shí)時(shí)渲染等。,通過(guò)輸入設(shè)備采集用戶姿 態(tài)信息并反饋給計(jì)算機(jī)。,計(jì)算機(jī)根據(jù)用戶姿態(tài)信息進(jìn) 行計(jì)算和畫(huà)面渲染，然后再,將畫(huà)面發(fā)送至用戶顯示器。,VR概述基于頭盔顯示器的沉浸式VR系統(tǒng)是目前發(fā)展的主流輸入/,4,V,R,業(yè)務(wù)分為強(qiáng)交,互,V,R,與弱,交,互,VR,與弱交互,VR,相比，強(qiáng)交互,VR,要實(shí)時(shí)渲染，對(duì)設(shè)備性能要求高,2016,年被稱,為,V,R,元年，雖然近幾年,V,R,發(fā)展阻力重重，但已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在直播、游戲、教育等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。按照用戶交互 體驗(yàn)分類,，,V,R,業(yè)務(wù)可分為強(qiáng)交互,V,R,業(yè)務(wù)與弱交互,V,R,業(yè)務(wù)。強(qiáng)交,互,V,R,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,V,R,業(yè)務(wù)是指,V,R,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,V,R,，弱交,互,V,R,對(duì)設(shè)備的性能要求較低。,VR業(yè),務(wù),分,類,及,其,對(duì),設(shè),備,性,能,的,要,求,VR,業(yè),務(wù),典型應(yīng),用業(yè)務(wù)特點(diǎn)設(shè)備性能,強(qiáng)交互,VR,業(yè)務(wù),沉浸式游戲,弱交互,VR,業(yè)務(wù),VR,視頻,/,直播,體驗(yàn)內(nèi)容是預(yù)先規(guī)劃的，用戶與虛,擬,環(huán)境,交,互是,被,動(dòng)的。,用戶通過(guò)頭部運(yùn)動(dòng)切換視點(diǎn)，但視,線,范圍,有,限。,用戶與虛擬環(huán)境中的物體無(wú)交互行,為,。,用戶可以與虛擬環(huán)境、用戶自身及,其,他用,戶,進(jìn)行,交,互。,用戶與虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行實(shí)時(shí),互,動(dòng)。,通過(guò)交互設(shè)備，使用戶具有很強(qiáng)的,沉,浸感。,視頻內(nèi)容已經(jīng)提前制作完成，傳送,至,頭顯 呈現(xiàn)即可。用戶可通過(guò)頭部運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn),換,視角 與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，但不與虛擬,環(huán),境中 的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，因此，無(wú)需,邏,輯計(jì) 算與實(shí)時(shí)渲染，,對(duì)設(shè)備性能要求低,。,來(lái)源：華為,V,R,白皮書(shū)及,其,他公,開(kāi),資料,，,由艾,瑞,研究,院,自主,研,究繪,制,。,5,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,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)交互。計(jì)算機(jī)需要根據(jù)用戶,姿,態(tài)信 息進(jìn)行邏輯計(jì)算與實(shí)時(shí)渲染。實(shí)時(shí),渲,染需 要高性能的GP,U,完成，因此強(qiáng)交互,VR,對(duì)設(shè) 備的性能要求高。,VR業(yè)務(wù)分為強(qiáng)交互VR與弱交互VR與弱交互VR相比，強(qiáng)交互V,影響,V,R,體驗(yàn)的主要因素,不斷提升清晰度與流暢性、增強(qiáng)交互感以保證良好,的,VR,體驗(yàn),清晰,度,、,流,暢性,及,交,互,感是,影,響,V,R,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，,M,T,P,要控制,在,20,m,s,以內(nèi)，否則用戶將產(chǎn)生眩暈感。,影響VR體驗(yàn)的三,大,因素,服務(wù)器側(cè),位置跟蹤時(shí)延,圖像處理時(shí)延,刷新率一般指的是顯示屏,的,垂直刷新,率,，,MT,P,（,Motio,n,-t,o,-phot,o,n,s,）,是運(yùn)動(dòng)到,成,像,屏幕呈現(xiàn)時(shí)延,終端側(cè),遠(yuǎn)低于視網(wǎng)膜的極限，,也,遠(yuǎn)低于手機(jī)的清晰,度,。,可,見(jiàn)，當(dāng)用戶使用,4K,V,R頭顯觀,看,4,K,分辨率的,V,R全景,視頻時(shí)，視頻清晰度要,低,于屏幕的分辨精,度,。因,此,，,響流暢,性,。,因,此,，,V,R,需,要,高,性,能,的,為,提,升用戶觀看,V,R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。,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,GP,U,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。,的,時(shí),延，業(yè),界,認(rèn),為,M,T,P,應(yīng),小,于,20,m,s,，否則,將產(chǎn),生,眩,暈,感,。,對(duì),于,本,地,V,R,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)交互過(guò)程的時(shí)延要,低于,20,ms,，,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),。,本地,V,R,系統(tǒng),M,TP,組成,人,眼,在,一,度,視,角,內(nèi),所,能,看,到,的,像,素,數(shù),被,稱,為,PPD(Pi,xe,l,s,Per,Deg,ree,),。業(yè)界認(rèn)為，人眼視網(wǎng)膜,分辨,率,的極,限,是,60P,P,D,，,在,60PP,D,以,下，,P,P,D,越,大,，,60,H,z,，,屏,幕會(huì),出,現(xiàn),明,顯,抖動(dòng),，,一,般,要,清晰度越高。,顯示,屏,PPD=,顯,示,屏,單,眼,分,辨,率,/,單,眼,F,OV,（,視,場(chǎng),角,）,。,雙,眼,4,K,分,辨,率,，,1,0,0,度,視,場(chǎng),角,的,顯,示,器,PPD,只有,1,9,。與普通視頻不同，,V,R全景視頻會(huì)先把畫(huà)面,投影到一個(gè),空,間球面,上，因,此，視頻內(nèi)容的P,PD,=,視,頻,分辨,率,/,36,0,。,4,K,V,R全,景,視頻,內(nèi),容,的,P,P,D,只有,1,1,，,可見(jiàn),，,刷新率與幀率均會(huì)影響畫(huà)面的流,即每秒鐘屏幕刷新的次,數(shù),。刷新率低于,求高于72,H,z,。,幀率是,指,1,秒,鐘,內(nèi),傳,輸,幀,的,數(shù),量,。,在,GP,U,支,持,的,情,況,下,，幀,率越,高，,畫(huà),面越,流暢。,V,R,的幀率一般要,求在,90,FP,S,以 上。,清晰度流暢性,交互感,8K,來(lái)源：公開(kāi)資料，由艾,瑞,研究,院,自主,研,究繪,制,。,6,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,影響VR體驗(yàn)的主要因素不斷提升清晰度與流暢性、增強(qiáng)交互感以保,本地,V,R,與云,V,R,對(duì)比,云,VR,成本低且輕量化，助力,VR,普及，但體驗(yàn)指標(biāo)挑戰(zhàn)度更高,按照業(yè)務(wù)運(yùn)行的位,置分,類,，,V,R,可分為本,地,V,R,與云,V,R,兩大類。本地,V,R,的內(nèi)容存儲(chǔ)與圖,像渲,染均在