,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,#,湖光秋月两相和,5G,+,云,V,R,研究报告,2020,年,湖光秋月两相和5G+云VR研究报告,1,2,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,摘要,来源：由艾瑞研究院自,主,研究,绘,制。,5,G,云V,R,降低用户消费门槛，提升用户体验，将助力V,R,应用发展。,云,V,R视频内容较丰富，且基,于,5,G的传输,方,案能满足其体验需,求,，,发展速度快；,V,R,云游戏需要,基于,5,G,ME,C的,解决,方,案才能保障用户良好,的,体,验,，且现在内容单,一,，用户爆发式增长需,要较,长时间；在教育领域,中,，视频教学类场景体,验,易保障，内容开发难,度,低,，发展速度较快；,在医 疗领域中，示教、探视及简单的操作训练会先发展起来。,5,G,与云V,R,相互促进，将助力运营商5,G,业务及云V,R,业务的发展。,除内容,外,，体,验,是影,响,云,V,R发展,及,用户,决策,的主要,因,素,。,在,终端,下,降的前,提,下,，,体,验与,内,容,将,影响云,V,R,细分应用,场,景的发展速,度,。,在,体,验,优势的加持,下,，,运,营,商,云,V,R,平台有可能改,变,现在,视 频、云游戏等应用的市场格局，尤其是对时延要求严格的云游戏，但受体制影响的团队素质及运 营能力是其成功的主要阻碍。,运营,商,应,加,快,部,署,5G,S,A网,络,，,充,分,发,挥,其,云网,优,势,，,积,极,布局,云,V,R,业,务，,并,与,上,下,游,企业,共,同推动云V,R,的发展。,清晰度、流畅性与交互感是影,响,V,R,体验的三大因素。,相较,于,本,地,V,R,，,云,V,R,将业,务,部,署,在云端，,降,低了,对,设,备,性能,的,要,求,使设,备,更,加,轻量,化,，,也,有,效,降低,了,用户,的,消,费,门槛。但,云,V,R引,入,了编,解,码及,传,输,时,延导,致,整,体,时延,增,加,，,V,R,体验,受,到更,高,的挑战。,大带宽、高可靠低时延的网络是云,V,R,良好体验的保,障,。,5,G,与千,兆,光纤均能满足,云,V,R,的发展需,要。,基于,5,G网络的云,V,R,传,输方,案,，传输环节长,，,时延,高,，能满足云,V,R初期发展需求；基,于,5,G,MEC,的云,V,R,解决方案，传输节点,少,，时延低，能更好的满足,云,V,R,的发展需求，将成为主流,的,云,V,R,解 决方案，但成熟时间晚。,S,M,S,22020.5 iResearch Inc.摘要来源：由,2,3,概述：,V,R概述,1,方案：基于5,G,的云,V,R解决方案,2,应用：,5,G,+,云,V,R应用场景,3,展望：,5,G,+,云,V,R发展趋势,4,3概述：VR概述1方案：基于5G的云VR解决方案2应用：5G,3,V,R,概述,基于头盔显示器的沉浸,式,VR,系统是目前发展的主流,虚拟,现,实是,一,种可,以创,建和,体,验虚,拟,世界,的计,算机,仿,真系,统,，通,过计,算机,生,成,的,、,可交,互的,三维,环,境为,用,户带,来沉,浸,感,。,按照用,户,交互,形,式和,沉,浸感的,程,度不,同,，虚,拟,现实系,统,可以,分,为桌,面,式,V,R,系,统,、,分布,式,V,R,系统,、,增强,型,V,R,系,统,及沉,浸,式,V,R,系统。,桌,面,式,V,R,是,最早期,的,V,R,类型,，主,要利用,计,算机,进,行仿,真,并通过,计,算机,屏,幕显,示,虚拟,环,境,、,通,过鼠,标与,虚拟环,境 进行交,互,，沉,浸,感弱,。,沉浸式,V,R,是,目,前消,费,者最常,见,的,V,R,类型,，,主要利,用,各类,输,入与,输,出设备,为,用户,带,来极,致,的沉浸,体,验,。,沉浸式,V,R,包括基于头盔显示器的沉浸式,V,R,与投影,式,V,R,，其中基于头盔显示器的沉浸式,V,R,系统是目前发展的主流。按照设,备类型分类,，,基于头,盔,显示器的沉,浸,式,V,R,又,可以分为基,于,P,C,的,V,R,、基于手机的,轻,量级,V,R,及,V,R,一体机,三,大类,型,。,P,C,V,R,沉 浸感,强,，,用,户,体,验,效果,好,，,但,是,对,P,C,高,性,能,的要,求,导,致,用,户,成,本,高,，有,线,连,接,导致,用,户,自,由度,低,。基,于,手,机,的,轻,量,级,V,R,与 一体机,V,R,性能低，,支,持的业务有限，但是,成,本低，无线连接自由,度,高。下面以,P,C,V,R,为,例,，介绍沉浸式,V,R,系,统,的组成及其 交互方式。,P,C,V,R,主要由输入,/,输出设备与计算机软硬件系统组成，其中输入,/,输出设备主要负责用户姿态的识别，并生成反 馈信息，计算机主要负责内容存储、计算与画面的实时渲染等，两者通过有线进行信息交互。,PC,V,R,系统组成及其交互方式,输,入,/输出设备,计算机软硬件系统,组成,耳机跟踪器,功能,用户姿态识别，并实时生成相,对应的反馈信息。,头盔显示器,耳机,手柄,头盔显示器,数据手套,力反馈装置,话筒,组成,VR,软件,VR,数据库,来源：公开资料，由艾,瑞,研究,院,自主,研,究绘,制,。,4,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,功能,主要负责内容存储、逻辑计算,与画面的实时渲染等。,通过输入设备采集用户姿 态信息并反馈给计算机。,计算机根据用户姿态信息进 行计算和画面渲染，然后再,将画面发送至用户显示器。,VR概述基于头盔显示器的沉浸式VR系统是目前发展的主流输入/,4,V,R,业务分为强交,互,V,R,与弱,交,互,VR,与弱交互,VR,相比，强交互,VR,要实时渲染，对设备性能要求高,2016,年被称,为,V,R,元年，虽然近几年,V,R,发展阻力重重，但已经实现在直播、游戏、教育等多个领域的应用。按照用户交互 体验分类,，,V,R,业务可分为强交互,V,R,业务与弱交互,V,R,业务。强交,互,V,R,业务是指,VR,用户通过交互设备与虚拟环境中的物体 进行实时互动，使用户感受到虚拟环境的变化。计算机需要根据用户的姿态信息进行逻辑计算与实时渲染，对设备性能要 求高。弱交,互,V,R,业务是指,V,R,用户与虚拟环境中的物体无交互行为，用户通过头部运动与已经设定好的虚拟环境进行互 动，感受虚拟环境的变化。用户体验的内容已提前完成，头显只需呈现即可，无需计算与实时渲染，因此，相较于强交互,V,R,，弱交,互,V,R,对设备的性能要求较低。,VR业,务,分,类,及,其,对,设,备,性,能,的,要,求,VR,业,务,典型应,用业务特点设备性能,强交互,VR,业务,沉浸式游戏,弱交互,VR,业务,VR,视频,/,直播,体验内容是预先规划的，用户与虚,拟,环境,交,互是,被,动的。,用户通过头部运动切换视点，但视,线,范围,有,限。,用户与虚拟环境中的物体无交互行,为,。,用户可以与虚拟环境、用户自身及,其,他用,户,进行,交,互。,用户与虚拟环境中的物体进行实时,互,动。,通过交互设备，使用户具有很强的,沉,浸感。,视频内容已经提前制作完成，传送,至,头显 呈现即可。用户可通过头部运动转,换,视角 与虚拟环境进行交互，但不与虚拟,环,境中 的物体进行实时交互，因此，无需,逻,辑计 算与实时渲染，,对设备性能要求低,。,来源：华为,V,R,白皮书及,其,他公,开,资料,，,由艾,瑞,研究,院,自主,研,究绘,制,。,5,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,用户通过交互设备与虚拟环境中的,物,体进 行实时交互。计算机需要根据用户,姿,态信 息进行逻辑计算与实时渲染。实时,渲,染需 要高性能的GP,U,完成，因此强交互,VR,对设 备的性能要求高。,VR业务分为强交互VR与弱交互VR与弱交互VR相比，强交互V,影响,V,R,体验的主要因素,不断提升清晰度与流畅性、增强交互感以保证良好,的,VR,体验,清晰,度,、,流,畅性,及,交,互,感是,影,响,V,R,体,验,的,三,大因,素,。,清,晰度,主,要,受,视频,内,容,与,显示,屏,分,辨,率的,影,响,，,低分,辨,率,的,视频内,容,或显示,屏,将导,致,视频,的,清晰度,低,，容,易,使用,户,产生疲,劳感,，,难,以沉,浸,其,中,。,流,畅性,主,要受,帧,率与刷新,率,的影,响,，,高,帧率,与,高刷新率可以使画面,更,加流,畅,，用户体验更,好,。交互感主要受时延,的,影,响,。对于强交互业,务,来,说,，业界认为，,M,T,P,要控制,在,20,m,s,以内，否则用户将产生眩晕感。,影响VR体验的三,大,因素,服务器侧,位置跟踪时延,图像处理时延,刷新率一般指的是显示屏,的,垂直刷新,率,，,MT,P,（,Motio,n,-t,o,-phot,o,n,s,）,是运动到,成,像,屏幕呈现时延,终端侧,远低于视网膜的极限，,也,远低于手机的清晰,度,。,可,见，当用户使用,4K,V,R头显观,看,4,K,分辨率的,V,R全景,视频时，视频清晰度要,低,于屏幕的分辨精,度,。因,此,，,响流畅,性,。,因,此,，,V,R,需,要,高,性,能,的,为,提,升用户观看,V,R视频的,清,晰,度，,需,要同时,提,升,头,显设备与视频内容的分,辨,率,，尤其是视频内容的分,辨率。,畅性。但是若刷新率低于帧率，将导致 某些帧未能显示，造成有效帧减少，,影,GP,U,来,保,证,稳,定,的,、比,较高,的帧,率,，同 时还要不断提高显示器的刷新率。,的,时,延，业,界,认,为,M,T,P,应,小,于,20,m,s,，否则,将产,生,眩,晕,感,。,对,于,本,地,V,R,来,说,，,从,输,入,设,备采,集,用户姿态信息、将姿态信息传送至计算机到计 算机根据用户信息进行计算与画面渲染,后,，,再,发送至用户显示器显示整个交互过程的时延要,低于,20,ms,，,否,则,将,产,生,眩,晕,感。,因,此,，,要,不,断,降低各环节处理时,间,，以降低整体时延，保证,用户体验,。,本地,V,R,系统,M,TP,组成,人,眼,在,一,度,视,角,内,所,能,看,到,的,像,素,数,被,称,为,PPD(Pi,xe,l,s,Per,Deg,ree,),。业界认为，人眼视网膜,分辨,率,的极,限,是,60P,P,D,，,在,60PP,D,以,下，,P,P,D,越,大,，,60,H,z,，,屏,幕会,出,现,明,显,抖动,，,一,般,要,清晰度越高。,显示,屏,PPD=,显,示,屏,单,眼,分,辨,率,/,单,眼,F,OV,（,视,场,角,）,。,双,眼,4,K,分,辨,率,，,1,0,0,度,视,场,角,的,显,示,器,PPD,只有,1,9,。与普通视频不同，,V,R全景视频会先把画面,投影到一个,空,间球面,上，因,此，视频内容的P,PD,=,视,频,分辨,率,/,36,0,。,4,K,V,R全,景,视频,内,容,的,P,P,D,只有,1,1,，,可见,，,刷新率与帧率均会影响画面的流,即每秒钟屏幕刷新的次,数,。刷新率低于,求高于72,H,z,。,帧率是,指,1,秒,钟,内,传,输,帧,的,数,量,。,在,GP,U,支,持,的,情,况,下,，帧,率越,高，,画,面越,流畅。,V,R,的帧率一般要,求在,90,FP,S,以 上。,清晰度流畅性,交互感,8K,来源：公开资料，由艾,瑞,研究,院,自主,研,究绘,制,。,6,2020,.5,i,Re,s,ear,ch,I,n,c.,影响VR体验的主要因素不断提升清晰度与流畅性、增强交互感以保,本地,V,R,与云,V,R,对比,云,VR,成本低且轻量化，助力,VR,普及，但体验指标挑战度更高,按照业务运行的位,置分,类,，,V,R,可分为本,地,V,R,与云,V,R,两大类。本地,V,R,的内容存储与图,像渲,染均在