需不斷提升清晰度與流暢性,增強交互感以保障VR體驗
清晰度、流暢性及交互感是影響VR體驗的三大因素。清晰度主要受視頻內容與顯示屏分辨率的影響,低分辨率的視頻內容或顯示屏將導致視頻的清晰度低,容易使用戶産生疲勞感,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面更加流暢,用戶體驗更好。交互感主要受時延的影響。對于強交互業務來說,業界認爲,MTP要控制在20ms以內,否則用戶將産生眩暈感。
1)清晰度:人眼在一度視角內所能看到的像素數被稱爲PPD(PixelsPer Degree)。業界認爲,人眼視網膜分辨率的極限是60PPD,在60PPD以下,PPD越大,清晰度越高。顯示屏PPD=顯示屏單眼分辨率/單眼FOV(視場角)。雙眼4K分辨率,100度視場角的顯示器PPD只有19。與普通視頻不同,VR全景視頻會先把畫面投影到一個空間球面上,用戶通過顯示器看到的只是視頻的一部分,因此,視頻內容的PPD=視頻分辨率/360。4K VR全景視頻內容的PPD只有11,遠低于視網膜的極限。可見,當用戶使用4KVR頭顯觀看4K分辨率的VR全景視頻時,視頻清晰度要低于屏幕的分辨精度。因此,爲提升用戶觀看VR視頻的清晰度,需要同時提升頭顯設備與視頻內容的分辨率,尤其是視頻內容的分辨率。
2)流暢性:刷新率一般指的是顯示屏的垂直刷新率,即每秒鍾屏幕刷新的次數。刷新率低于60Hz,屏幕會出現明顯抖動,一般要求高于72Hz。幀率是指1秒鍾內傳輸幀的數量。在GPU支持的情況下,幀率越高,畫面越流暢。VR的幀率一般要求在90FPS以上。可見,刷新率與幀率均會影響畫面的流暢性。但是若刷新率低于幀率,將導致某些幀未能顯示,造成有效幀減少,影響流暢性。因此,VR需要高性能的GPU來保證穩定的、比較高的幀率,同時還要不斷提高顯示器的刷新率。
3)交互感:MTP( Motion-to-photons )是運動到成像的時延,業界認爲強交互業務的MTP應小于20ms,否則將産生眩暈感。對于本地VR來說,從輸入設備采集用戶姿態信息、將姿態信息傳送至計算機到計算機根據用戶信息進行計算與畫面渲染後,再發送至用戶顯示器顯示整個過程的時延要低于20ms,否則將産生眩暈感。因此,要不斷降低各環節處理時間,以降低整體時延,保證用戶體驗。
相較于本地VR,雲VR成本低、輕量化,但體驗指標受到更高的挑戰
按照業務運行的位置分類,VR可分爲本地VR與雲VR兩大類。本地VR的內容存儲與圖像渲染均在用戶側進行。從頭顯設備形態來看,本地VR進行內容存儲及圖像渲染的設備有PC、手機及VR一體機。高性能的PC雖能夠帶來良好的VR體驗,但成本高。手機與VR一體機成本較低,但性能差,支持的業務類型有限,無法提供良好的VR體驗。若提升手機與一體機性能又將導致成本增高。可見,成本與性能是兩個相互矛盾且影響本地VR發展的因素。雲VR將內容存儲及圖像渲染遷移至雲端,VR頭顯設備只需具備解碼、呈現及網絡接入的能力。因此,雲VR大大降低了對頭顯設備的性能要求,有效降低頭顯設備成本,也將促進頭顯設備向輕量化發展,助力VR加速普及。但雲VR交互感與流暢性受網絡影響,實現難度增大,挑戰度高。在交互方面,雲VR引入了編解碼及傳輸時延,導致整體時延增加,要實現MTP<20ms,挑戰度高。在流暢性方面,網絡傳輸會帶來畫面卡頓的風險,要有高可靠低時延的網絡做保障,挑戰度高。
5G助力雲VR發展,加速VR普及
5G網絡的高性能可以保證雲VR的良好體驗
1)5G網絡切片可根據不同業務場景對網絡的需求提供特定的網絡能力且相互隔離,以保證網絡質量。5G網絡可爲雲VR定制大帶寬與低時延的網絡,以保證雲VR用戶的良好體驗。
2)5G MEC可根據雲VR用戶接入的位置進行邊緣節點尋址,實現終端到邊緣節點的路徑最優,從而降低傳輸時延,以保證雲VR用戶的良好體驗。
3)5G基于流的QoS機制,能爲雲VR用戶提供更好的業務體驗。
5G網絡的建設速度之快爲雲VR發展提供保障
5G網絡作爲新基建。5G網絡的建設速度直接影響雲VR的發展。在國家政策的大力推動下,工信部已在2019年6月發放了5G牌照,也意味著我國提前進入5G商用階段。在三大運營商的共同努力下,2019年底已經建設了13萬余個5G基站,實現了50余個城市的覆蓋,2020年將進一步擴大覆蓋範圍,預計能實現330余城市的覆蓋。5G網絡建設速度之快爲雲VR的發展提供了保障。