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,無需設置,電池供電時長,超輕設計,而且可以利用移動生態系統的規模,實現低成本。而現在用得較多的是基于PC的HDM設備,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。據賽迪集團發布的VR產業地圖,其中對VR技術產業做了成熟度矩陣分析,有大量的基礎技術需要長期等待,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產業發展面臨的挑戰主要是VR設備的普及不夠,PC VR雖然有更好的畫質,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打下基礎。
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,但在最終呈現時兩個渲染應該同步,這樣我們才能看到完整的虛擬現實或者增強現實的畫面。
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量VR畫面發至手機,遇到的問題是移動網絡帶寬不足、幀率受帶寬波動影響畫面不穩;另一種是手機本地渲染VR應用,出現的問題是手機發燙、畫面容易卡頓。手機VR的發展受電源、GPU/CPU資源的限制,針對移動VR,企業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,以現在智能手機的存儲無法支持實時交互的虛擬現實應用。
Furion項目將手機VR分出兩層:一層內容是前景交互和背景環境,另一層是前景交互和背景環境有可預測性的渲染工作。手機上根據實時交互渲染前景,遠端做預渲染背景并進行編碼。將臨近的編碼數據預先傳到手機上,根據實時交互,手機CPU解壓并協同顯示,以此實現手機與邊緣云的協同渲染。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系統做的手機VR與邊緣云協同渲染,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,還是正在發展中的越來越逼真的3D全息顯示,每幀圖像的數據量在成倍地增長,每秒的幀數也從24向36、64、124的方向發展。VR高帶寬、低延時、大計算量的特點,對通信網絡提出了新的挑戰。5G網絡具有更高速率、更低時延、軟件定義網絡和移動邊緣計算等5G網絡新技術可以根據業務需求匹配網絡和計算資源,將更好地滿足VR業務需求,推動VR創新應用的發展,為用戶帶來更豐富的體驗。
聚象科技,成立于2013年,是目前國內最早且最有發展潛力的虛擬現實(VR)、增強現實(AR)的內容及服務提供商,二三維GIS應用和智慧數字多媒體互動展示技術的增值服務供貨商,同時也是人工智能技術、大數據服務以及基于行業軟件應用開發的軟硬件集成商和研發企業。公司位于深圳、南寧、澳門三地。公司集創新、研發、生產、服務、銷售為一身,利用粵港澳大灣區及中國-東盟經濟圈的特殊地理優勢,全力打造大灣區、東盟及泛北部灣創新科技領域中,虛擬現實及增強現實內容服務第一品牌。聚象科技也是集5G+VR+AR+AI+物聯網智能互聯的企業。5G+技術新媒體和應用是未來科技的生產力,聚象科技提前布局5G+在VR虛擬現實和AR增強現實以及全息互動投影等的應用研究開發。為未來5G+數字化全互動領域做持續技術創新。
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