湖光秋月两相和—2020年5G+云VR研究报告课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《湖光秋月两相和—2020年5G+云VR研究报告课件.pptx》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 湖光 两相 2020 VR 研究 报告 课件
- 资源描述:
-
1、湖光秋月两相和湖光秋月两相和2020年5G+云VR研究报告2 清晰度、流畅性与交互感是影响VR体验的三大因素。相较于本地VR,云VR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VR引入了编解码及传输时延导致整体时延增加,VR体验受到更高的挑战。大带宽、高可靠低时延的网络是云VR良好体验的保障。5G与千兆光纤均能满足云VR的发展需要。基于5G网络的云VR传输方案,传输环节长,时延高,能满足云VR初期发展需求;基于5G MEC的云VR解决方案,传输节点少,时延低,能更好的满足云VR的发展需求,将成为主流的云VR解决方案,但成熟时间晚。5G云VR降低用户
2、消费门槛,提升用户体验,将助力VR应用发展。云VR视频内容较丰富,且基于5G的传输方案能满足其体验需求,发展速度快;VR云游戏需要基于5G MEC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。5G与云VR相互促进,将助力运营商5G业务及云VR业务的发展。除内容外,体验是影响云VR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VR细分应用场景的发展速度。在体验优势的加持下,运营商云VR平台有可能改变现在视频、云游戏等应用的市
3、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 SA网络,充分发挥其云网优势,积极布局云VR业务,并与上下游企业共同推动云VR的发展。来源:由艾瑞研究院自主研究绘制。摘要SMS3概述:VR概述方案:基于5G的云VR解决方案应用:5G+云VR应用场景展望:5G+云VR发展趋势12344VR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
4、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
5、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。来源:公开资料,由艾瑞研究院自主研究绘制。PC VR系统组成及其交互方式系统组成及其交互方式输入输入/输出设备输出设备计算机软硬件系统计算机软硬件系统组成组成头盔显示器头盔显示器耳机耳机手柄手柄头盔显示器数据手套力反馈装置 话筒耳机 跟踪器功能功能用户姿态识别,并实时生成相对应的反馈信息。组成组成VR软件VR
6、数据库功能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。Shi5来源:华为VR白皮书及其他公开资料,由艾瑞研究院自主研究绘制。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
7、。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。VR业务分类及其对设备性能的要求业务分类及其对设备性能的要求VR业务业务弱交互弱交互VR业务业务强交互强交互VR业务业务典型应用典型应用VR视频/直播沉浸式游戏业务特点业务特点 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
8、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。设备性能设备性能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,对设备性能要求低对设备性能要求低。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GPU完成,因此强交互VR对设对设备的性能要求高。备的性能要求高。本地本地VR系统系统MTP组成组成6来源:公开资料,由艾瑞研究院自
9、主研究绘制。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。影响影响VR体验的三大因素体验的三大因素图像处理时延位置跟踪时延屏幕呈现时延MTP(Motion-to-photons )是运动到成像的时延,业界认为M
10、TP应小于20ms,否则将产生眩晕感。对于本地VR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20ms,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。终端侧 服务器侧人眼在一度视角内所能看到的像素数被称为PPD(Pixels Per Degree)。业界认为,人眼视网膜分辨率的极限是60PPD,在60PPD以下,PPD越大,清晰度越高。显示屏PPD=显示屏单眼分辨率/单眼FOV(视场角)。双眼4K分辨率,100度视场角的显示器PPD只有19。与普通视频不同,VR
11、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PPD=视频分辨率/360。4KVR全景视频内容的PPD只有11,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4KVR头显观看4K分辨率的VR全景视频时,视频清晰度要低于屏幕的分辨精度。因此,为提升用户观看VR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。刷新率一般指的是显示屏的垂直刷新率,即每秒钟屏幕刷新的次数。刷新率低于60Hz,屏幕会出现明显抖动,一般要求高于72Hz。帧率是指1秒钟内传输帧的数量。在GPU支持的情况下,帧率越高,画面越流畅。VR的帧率一般要求在90FPS以上。可见,刷新
12、率与帧率均会影响画面的流畅性。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,影响流畅性。因此,VR需要高性能的GPU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。流畅性流畅性交互感交互感清晰度清晰度8K7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
13、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MTP20ms,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。来源:公开资料,由艾瑞研究院自主研究绘制。本地
14、本地VR与云与云VR对比对比成本挑战方便本地VR在用户侧进行图像渲染。用户需要购买高性能的设备以保证良好的VR体验,因此,用户购置设备的成本高。高高低低高高高高本地本地VR云云VR端,降低了对设备性能的要求,云VR将计算与图像渲染放在云从而降低了成本。本地VR需要将内容下载到本地设备,内容无法聚合。PC VR有线连接,自由度低。一体机头盔笨重,体验差。云VR可实现内容聚合,用户无需下载,即点即玩。无线连接,不受范围限制,自由度高。在云端渲染,降低设备性能,从而使头显更轻量化。交互感:本地VR时延控制在20ms内,挑战小。清晰度:需要不断提升片源与显示屏分辨率。流畅性:需要不断提升帧率与刷新率。
15、中中交互感:引入编解码及传输时延,使MTP20ms,挑战大。清晰度:需要不断提升片源与显示屏分辨率。流畅性: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,挑战大。8来源:华为Cloud VR解决方案及其他公开资料,由艾瑞研究院自主研究绘制。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MTP20ms,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MTP20ms的要求。端
16、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MTP20ms。云云VR系统组成与渲染技术系统组成与渲染技术网络网络为云VR提供稳定的网络传输。平台平台负责云渲染、流化、转码、编码及存储。不同业务类型,功能不同。终端终端各种形态的VR终端,具备解码、内容呈现及网络接入等功能。VR系统组成系统组成内容内容功能功能负责向平台层提供VR内容。最新姿态与位置信息逻辑计算、实时渲染及编码压缩等解码与呈现上行传输下行
17、传输最新姿态与位置信息逻辑计算、实时渲染及编码压缩等第n+1帧处理上行传输二次投影第n帧显示第n帧姿态与位置等端云异步渲染技术端云异步渲染技术传统渲染技术传统渲染技术9概述:VR概述方案:基于5G的云VR解决方案应用:5G+云VR应用场景展望:5G+云VR发展趋势123410来源:根据华为 Cloud VR网络方案白皮书及其他公开资料,由艾瑞研究院自主研究绘制。云VR对网络的需求大带宽、高可靠及低时延的网络是云VR良好体验的保障如前文所述,清晰度、流畅性及交互感是影响VR体验的三大因素。相较于本地VR来说,云VR的业务运行在云端,平台与终端之间通过网络连接,可见,云VR的体验因素将受到网络的影
18、响。对于清晰度来说,视频内容分辨率越高,视频越清晰,但也将导致信息量越大,对带宽的要求越高。对于流畅性来说,视频内容的有效帧率越高,视频越流畅,但也会导致信息量增加,对网络带宽的要求增高。另外,视频流畅性还需要高可靠低时延的网络保障,否则将会导致视频的卡顿与花屏。对于交互感来说,云VR引入网络传输时延,导致强交互业务的MTP时延很难控制在20ms内。虽然端云异步渲染技术可以使MTP不受实时渲染与网络的影响,但会造成黑边的问题,且黑边占比与网络时延大小成反比,网络时延低则黑边占比小。可见,大带宽、高可靠及低时延的网络是云VR良好体验的保障。网络指标与云网络指标与云VR体验指标之间的关系体验指标之
19、间的关系网络指标网络指标大带宽高可靠低时延体验指标体验指标8K高清晰度高流畅度强交互感12345云云VR体验体验良好的云VR体验1 2大带宽的网络支持高分率与高帧率的视频内容传输,且传输速率高,可以有效减少卡屯,从而保证云VR的清晰度与流畅性。3高可靠的网络能够支持视频内容的精准传输,以保证云VR的流畅性。4低时延的网络能够有效减少视频的卡顿,以保证云VR的流畅性。5低时延的网络能够降低强交互业务的整体时延及减小弱交互业务的初始加载时长,从而增强云VR的交互感。115G与千兆家宽5G与千兆家宽提升云VR体验,助力云VR发展普及目前云VR处于发展初期,画质与交互感均比较差。随着云VR的不断发展,
20、更高的画质与更强的交互感能为用户带来更好的云VR体验,但也要求更高的网络带宽与更低的端到端时延保证稳定的视频传输。在带宽方面,8K分辨率能基本满足云VR对清晰度的需求。8K分辨率的全景视频使用全视角传输方案与H.265编码标准,需要140Mbps以上的传输带宽。同等清晰度的强交互业务至少需要260Mbps以上的传输带宽。在时延方面,强交互业务在端云异步渲染方案下,网络端到端时延要小于15ms才能基本满足云VR的交互需求。5G 与千兆家宽均可实现10Gbps的下行速率能保证云VR更高画质的稳定传输,基于MEC的平台部署方案能实现毫秒级的端到端时延可保证云VR游戏等强交互业务的良好交互体验。网络是
21、应用的基础。在5G新基站方面,2019年底,我国已经建设13万基站实现了50余个城市的覆盖,2020年将进一步扩大覆盖规模以实现地市级以上城市的覆盖。在家宽方面,用户正在向更高速率的家宽迁移,逐步进入千兆家宽时代。在国家政策的大力推动与运营商的积极建设下,5G与家宽均实现了快速发展,将有效助力云VR的推广与普及。来源:工信部,三大运营商推介材料,华为及其他公开资料,根据艾瑞模型核算。来源:工信部及其他公开资料,由艾瑞研究院自主研究绘制。13.078.0211.5371.5514.6621.6500.0%171.2%75.6%38.5%20.8%20192020e2021e2022e2023e2
22、024e2019-2024年中国年中国5G基站建设数量基站建设数量基站数量(万)增长率(%)29.69%14.60%70.30%85.20%0.01%0.20%201820192018&2019年中国家宽速率占比年中国家宽速率占比100M以下(%)100M-1000M(%)1000M(%)12来源:公开资料,由艾瑞研究院自主研究绘制。基于5G的网络传输方案传统云平台集中部署,5G传输环节长,满足云VR初期发展云VR对于网络的需求主要用于内容的回传与分发。对于VR游戏、VR视频点播等业务来说,网络是连接云平台与终端的纽带,主要用于视频与游戏内容的分发。对于VR直播业务来说,实时的内容生产需要网络
23、实时回传至云平台。传统云平台集中部署在云端,5G网络作为传输管道,用户信息要经过基站,承载网到达核心网,再穿过核心网网关才能访问部署在骨干网上的云平台。若A城市用户要访问B城市的云平台,那么传输时延受距离影响更大,传输节点更长,时延更高。可见,在5G网络传输方案下,用户信息要按照固定路线穿过整个封闭的运营商网络,才能访问互联网上的数据,传输环节长,时延高,但该方案基于5G NSA组网实现,成熟时间早,能满足云VR发展初期的需求。基于大带宽光纤的极简网络传输方案亦能满足云VR初期的发展需求。方案提供商可根据用户实际情况选择传输方案。基于基于5G与光纤的网络传输方案与光纤的网络传输方案接入网接入网
展开阅读全文