2020年中国5G+云VR研究报告

《湖光秋月两相和—2020年5G+云VR研究报告》首先通过对本地VR与云VR进行对比，总结出云VR的优势与挑战，然后重点对云VR的解决方案与典型应用场景进行了研究，最后给出了运营商发展云VR的优势与建议。

概述：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

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VR系统、分布式VR系统、增强型VR系统及沉浸式VR系统。桌面式VR是最早期的VR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VR是目前消费者最常见的VR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VR包括基于头盔显示器的沉浸式VR与投影式VR，其中基于头盔显示器的沉浸式VR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VR又可以分为基于PC的VR、基于手机的轻量级VR及VR一体机三大类型。PC VR沉浸感强，用户体验效果好，但是对PC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VR与一体机VR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PC VR为例，介绍沉浸式VR系统的组成及其交互方式。PC VR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。

VR业务分为强交互VR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VR元年，虽然近几年VR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，VR业务可分为强交互VR业务与弱交互VR业务。强交互VR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VR业务是指VR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VR，弱交互VR对设备的性能要求较低。

影响VR体验的主要因素

不断提升清晰度与流畅性、增强交互感以保证良好的VR体验

清晰度、流畅性及交互感是影响VR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，MTP要控制在20ms以内，否则用户将产生眩晕感。

本地VR与云VR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，VR可分为本地VR与云VR两大类。本地VR的内容存储与图像渲染均在用户侧进行。从头显设备形态来看，本地VR进行内容存储及图像渲染的设备有PC、手机及VR一体机。高性能的PC虽能够带来良好的VR体验，但成本高。手机与VR一体机成本较低，但性能差，支持的业务类型有限，无法提供良好的VR体验。若提升手机与一体机性能又将导致成本增高。可见，成本与性能是两个相互矛盾且影响本地VR发展的因素。云VR将内容存储及图像渲染迁移至云端，VR头显设备只需具备解码、呈现及网络接入能力。因此，云VR大大降低了对头显设备的性能要求，有效降低头显设备成本的同时，也将促进头显设备向轻量化发展，助力VR加速普及。但云VR交互感与流畅性受网络影响，实现难度增大，挑战度高。在交互方面，云VR引入了编解码及传输时延，导致整体时延增加，要实现MTP<20ms，挑战度高。在流畅性方面，网络传输会带来画面卡顿的风险，要有高可靠低时延的网络做保障，挑战度高。

云VR系统组成与端云异步渲染技术

端云异步渲染技术使云VR满足MTP<20ms，保障用户体验

云VR由终端、网络、平台及内容四部分组成，利用云平台强大的计算能力将计算与渲染放在云端，经过处理的画面编码后通过网络传输至用户VR终端上。可见，相对于本地VR，云VR引入了编解码及传输时延导致整体时延增加，若按照传统渲染技术将难以实现MTP<20ms的要求。端云异步渲染技术是将画面渲染与终端刷新显示这两个过程从串行处理分离成并行处理。在平台根据用户最新的姿态信息进行计算与渲染的同时，VR终端将上一次平台传送回来的画面作为基础进行二次投影。可见，此时MTP由终端决定，不依赖于网络和云渲染，从而满足MTP<20ms。

方案：基于5G的云VR解决方案

云VR对网络的需求

大带宽、高可靠及低时延的网络是云VR良好体验的保障

（编辑：南平站长网）

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