以5G之名拯救VR,靠譜嗎
而從娛樂游戲中誕生的VR,如今更被一些人視為下一代的計算平臺。但這個平臺不會像現(xiàn)在VR頭顯(HDM)那樣笨重,不會遮擋人的正常視線,而且應該時尚、便攜。
高通展示了一款時尚輕便的XR概念眼鏡。眼鏡看上去和普通眼鏡一樣,但在鏡架、鏡框和鏡片上,集成了多種傳感器和芯片,例如骨傳感器、定向揚聲器、追蹤與記錄攝像頭、健康傳感器、慣性傳感器、高敏感話筒、4G5G的多模連接芯片、許多被動和主動的使用魚眼鏡頭和長焦鏡頭的相機、光電夜視和熱成像傳感器、眼球追蹤相機以及耐用并且半透明顯示的光學投影組件。這些組件的重量、集成度和性能,絕定了XR眼鏡的佩帶體驗。

這種移動XR眼鏡的好處是可靠,隨時隨地可以使用,無需設(shè)置,電池供電時長,超輕設(shè)計,而且可以利用移動生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)模,實現(xiàn)低成本。而現(xiàn)在用得較多的是基于PC的HDM設(shè)備,雖然不受功率和熱量限制,但高端體驗昂貴,HDM與PC之間的電線限制了直觀的操作和沉浸感,而且PC的HDM使用限于固定位置。
但目前移動XR的情況還遠沒有如此樂觀。據(jù)賽迪集團發(fā)布的VR產(chǎn)業(yè)地圖,其中對VR技術(shù)產(chǎn)業(yè)做了成熟度矩陣分析,有大量的基礎(chǔ)技術(shù)需要長期等待,如透明顯示器的成熟預計要用5到10年,這是XR眼鏡的重要組件。
中國移動研究院副院長魏晨光認為,VR產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)主要是VR設(shè)備的普及不夠,PC VR雖然有更好的畫質(zhì),但價格昂貴缺乏便攜性;Mobile VR雖然價格低但比較重,而且計算能力有限。
需求是最好的推動力,當VR頭顯熱度降低、移動XR方式日受重視,用于移動XR的技術(shù)將會加速成熟。在使用移動XR時,5G的低時延、大寬帶和高可靠等特點可以為移動XR更好的使用體驗和性能體現(xiàn)打下基礎(chǔ)。

5G支撐邊緣云渲染
使用移動XR,必然要分割渲染。分割渲染是將必須在XR眼鏡上做的渲染處理和可以放在邊緣云上做的渲染處理分開,但在最終呈現(xiàn)時兩個渲染應該同步,這樣我們才能看到完整的虛擬現(xiàn)實或者增強現(xiàn)實的畫面。
清華大學與美國普渡大學展開的Furion項目是想解決手機VR的邊緣計算問題,這雖然和移動XR需要的邊緣云渲染不完全相同,但對研究分割渲染的特點有重要的借鑒作用。
Furion項目在無線VR的探索中開始用了兩種方法,一種是云端渲染高質(zhì)量VR畫面發(fā)至手機,遇到的問題是移動網(wǎng)絡(luò)帶寬不足、幀率受帶寬波動影響畫面不穩(wěn);另一種是手機本地渲染VR應用,出現(xiàn)的問題是手機發(fā)燙、畫面容易卡頓。手機VR的發(fā)展受電源、GPU/CPU資源的限制,針對移動VR,企業(yè)提出不同的解決辦法。微軟提出FlashBack,核心思想是預渲染+緩存預測。但VR需要預存50GB,以現(xiàn)在智能手機的存儲無法支持實時交互的虛擬現(xiàn)實應用。

Furion項目將手機VR分出兩層:一層內(nèi)容是前景交互和背景環(huán)境,另一層是前景交互和背景環(huán)境有可預測性的渲染工作。手機上根據(jù)實時交互渲染前景,遠端做預渲染背景并進行編碼。將臨近的編碼數(shù)據(jù)預先傳到手機上,根據(jù)實時交互,手機CPU解壓并協(xié)同顯示,以此實現(xiàn)手機與邊緣云的協(xié)同渲染。清華大學教授崔勇說,手機上解碼一個全景幀大約需要40ms的延時,我們采用了并行解碼的方式,多核CPU并行解碼后,延時降低到約13ms。通過Furion系統(tǒng)做的手機VR與邊緣云協(xié)同渲染,效果還是比較滿意的,原來本地渲染效果每秒5~7幀,使用后提高到每秒58幀左右。
無論是VR、AR、MR以及我們文中提到的XR,還是正在發(fā)展中的越來越逼真的3D全息顯示,每幀圖像的數(shù)據(jù)量在成倍地增長,每秒的幀數(shù)也從24向36、64、124的方向發(fā)展。VR高帶寬、低延時、大計算量的特點,對通信網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)具有更高速率、更低時延、軟件定義網(wǎng)絡(luò)和移動邊緣計算等5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)可以根據(jù)業(yè)務需求匹配網(wǎng)絡(luò)和計算資源,將更好地滿足VR業(yè)務需求,推動VR創(chuàng)新應用的發(fā)展,為用戶帶來更豐富的體驗。
聚象科技,成立于2013年,是目前國內(nèi)最早且最有發(fā)展?jié)摿Φ奶摂M現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)的內(nèi)容及服務提供商,二三維GIS應用和智慧數(shù)字多媒體互動展示技術(shù)的增值服務供貨商,同時也是人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)服務以及基于行業(yè)軟件應用開發(fā)的軟硬件集成商和研發(fā)企業(yè)。公司位于深圳、南寧、澳門三地。公司集創(chuàng)新、研發(fā)、生產(chǎn)、服務、銷售為一身,利用粵港澳大灣區(qū)及中國-東盟經(jīng)濟圈的特殊地理優(yōu)勢,全力打造大灣區(qū)、東盟及泛北部灣創(chuàng)新科技領(lǐng)域中,虛擬現(xiàn)實及增強現(xiàn)實內(nèi)容服務第一品牌。聚象科技也是集5G+VR+AR+AI+物聯(lián)網(wǎng)智能互聯(lián)的企業(yè)。5G+技術(shù)新媒體和應用是未來科技的生產(chǎn)力,聚象科技提前布局5G+在VR虛擬現(xiàn)實和AR增強現(xiàn)實以及全息互動投影等的應用研究開發(fā)。為未來5G+數(shù)字化全互動領(lǐng)域做持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新。
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