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    中興通訊5G技術(shù)助力VR視頻應(yīng)用進(jìn)入新時代

    國際電聯(lián)ITU提出了5G的愿景,5G會面向三大場景提供服務(wù):

    在eMBB場景下,用戶可以獲得高于2Gbps的下行速率;在mMTC場景下,每平方公里可以實現(xiàn)100萬以上連接數(shù);在uRLLC場景下,可以實現(xiàn)低于1ms的空口時延,高達(dá)99.999%的可靠性。

    三大場景的結(jié)合,將為VR視頻產(chǎn)業(yè)帶來巨大的提升。

    一、當(dāng)前主流的VR業(yè)務(wù)形態(tài)分析

    VR對于用戶來說,能夠接觸到的就是終端設(shè)備,當(dāng)前的主要終端設(shè)備有以下幾種類型:

    1.外接式VR頭盔

    外接式VR頭盔的特點是需要有一臺高性能顯卡主機做視頻運算,外接式VR頭盔作為顯示設(shè)備,兩者相結(jié)合才能獲得完整的VR觀看體驗。

    該類型的VR體驗是當(dāng)前最好的,圖形渲染能力強,可以運行大型VR游戲,但高性能視頻主機通常價格昂貴,大大阻礙了VR的普及。

    2.VR一體機

    VR一體機是將數(shù)據(jù)存儲接收、圖像處理、顯示都集成在頭盔中,只需要一臺設(shè)備,能夠聯(lián)網(wǎng)即可體驗VR。

    受限于設(shè)備的能力,圖像處理性能一般,只適合觀看VR視頻,無法體驗游戲。

    3.手機式VR頭盔

    手機式VR是使用手機+VR盒構(gòu)成的簡單VR設(shè)備,在手機中安裝VR專用APP即可體驗VR,是門檻最低的體驗方式。

    由于手機屏幕的限制,難以輸出高分辨率的圖像,普遍體驗不佳。

    VR的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了一段時間,但用戶量一直沒有獲得爆發(fā)性的增長,主要原因在于:VR終端的性能與成本存在矛盾。通常業(yè)界認(rèn)為,VR體驗最好的設(shè)備是HD主機+外接式VR頭盔。但是該設(shè)備價格較高,一套設(shè)備通常要超過1萬元,難以在大眾用戶中普及。另外一種低成本方案是VR一體機,兼具數(shù)據(jù)處理和顯示功能,價格約2000-3000元,但是該設(shè)備的圖形處理能力一般,只能進(jìn)行視頻觀看,無法再對圖像進(jìn)行渲染,難以獲得良好的VR體驗。

    二、 VR的技術(shù)特點以及和5G的結(jié)合點

    在VR使用中,普遍有個問題是眩暈感,其根本原因是像素不夠高、幀率不足造成的。業(yè)界一般認(rèn)為,4k以上的VR才能提供沒有眩暈感的體驗,隨著分辨率的提高,對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊笠泊蠓黾樱唧w如表1:

    表1 VR的發(fā)展階段及對網(wǎng)絡(luò)的需求

    可以看到,5G網(wǎng)絡(luò)可以滿足VR業(yè)務(wù)對大帶寬的需求,典型5G網(wǎng)絡(luò)單用戶速率可以達(dá)到2Gbps以上,可以滿足多路VR用戶同時體驗的需求。

    VR業(yè)務(wù)的另一個指標(biāo)——時延,在5G網(wǎng)絡(luò)中通過MEC架構(gòu)的引入,也可以得到極大的提升。視頻數(shù)據(jù)就近在MEC上進(jìn)行渲染和加速,大量數(shù)據(jù)不再經(jīng)由核心網(wǎng)發(fā)送到Internet,有效減少了數(shù)據(jù)因傳輸路徑過長而帶來的時延。

    三、中興通訊創(chuàng)新的5G應(yīng)用案例

    中興通訊在充分研究了5G的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域之后,將VR視頻類應(yīng)用作為首個在5G網(wǎng)絡(luò)中部署的應(yīng)用,目前已經(jīng)取得了優(yōu)秀的演示效果和巨大的社會影響。

    1.360度全景直播

    在2017年世界互聯(lián)網(wǎng)大會上,中興通訊在第一次向業(yè)界展示了通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜耙曨l。

    360度全景視頻是標(biāo)準(zhǔn)4k的畫面,因?qū)捫枨筝^大,一直以來都是通過有線網(wǎng)絡(luò)才能傳輸,這樣會帶來一個比較大的限制——攝像機一直需要拖著一根網(wǎng)線才能實現(xiàn)直播。中興創(chuàng)新采用了5G網(wǎng)絡(luò)作為全景視頻回傳的通道,有效解決了全景攝像機不能隨便移動的難題。

    整個5G直播系統(tǒng)由三部分組成:風(fēng)景區(qū)、5G系統(tǒng)、演示區(qū)。

    風(fēng)景區(qū)——中興的5G直播系統(tǒng),全景攝像機架設(shè)在烏鎮(zhèn)西柵景區(qū)的觀光船上,通過設(shè)置在船內(nèi)的5G終端,將4k全景視頻數(shù)據(jù)實時傳送到5G網(wǎng)絡(luò)中。

    5G系統(tǒng)——5G系統(tǒng)由5G NR基站和5GC核心網(wǎng)組成,將5G終端發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)匯聚到核心網(wǎng),并傳送到演示區(qū)。

    演示區(qū)——演示區(qū)是2017世界互聯(lián)網(wǎng)大會現(xiàn)場,這里由一臺視頻主機接收4k全景視頻數(shù)據(jù),將畫面投放在電視墻上。同時還可以由VR進(jìn)行第一視角的全景體驗。

    這次直播通過3.5GHz 5G預(yù)商用基站覆蓋烏鎮(zhèn)西柵景區(qū)河道,景區(qū)游船上安裝高清攝像頭,拍攝圖像通過5G網(wǎng)絡(luò)實時上傳,隨著船只在水面緩緩行駛,一幅美麗的高清4K水鄉(xiāng)風(fēng)景畫也徐徐在大會現(xiàn)場觀眾面前展開。

    采用多個高清攝像頭合成廣角畫面對上行傳輸速率要求高,5G空口網(wǎng)絡(luò)上行速率在實測中能達(dá)到數(shù)百兆每秒,因此在復(fù)雜多變的外場真實環(huán)境下,4K高清畫面能夠高速、無損地被傳輸至展會現(xiàn)場的大屏幕上,觀眾就可通過高清全景直播游覽水鄉(xiāng),身臨其境般直觀感受5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬的特性。

    2.低時延VR游戲

    在2018世界移動大會巴塞羅那展上,中興通訊聯(lián)合中國移動展出了業(yè)界首個基于5G網(wǎng)絡(luò)和MEC的云VR游戲。

    中興通訊聯(lián)合中國移動提出的云VR方案(如圖 3所示),可以完美的解決VR用戶設(shè)備成本與性能體驗的矛盾——在5G網(wǎng)絡(luò)中部署MEC網(wǎng)元,并利用MEC的開放能力部署GPU集群,VR游戲的圖形渲染處理放在邊緣云上。用戶可以使用價格較低的VR一體機,通過云端的圖形渲染,獲得上萬元高清主機才有的VR互動游戲體驗??梢灶A(yù)計,VR游戲業(yè)將迎來新一輪爆發(fā)增長。其組網(wǎng)方式如圖1:

    圖 1 基于MEC的云VR游戲

    3.無人機視頻直播

    2018年3月,中興通訊聯(lián)合中國電信等,在雄安新區(qū)聯(lián)合進(jìn)行了基于5G網(wǎng)絡(luò)的無人機視頻直播。

    無人機無論在個人娛樂還是在行業(yè)的應(yīng)用,目前已經(jīng)非常廣泛了,但是當(dāng)前的無人機拍攝,由于缺乏高速的視頻回傳通道,還無法做到實時直播。5G網(wǎng)絡(luò)為無人機提供了移動場景下的視頻回傳通道。使用無人機拍攝1080P的實時視頻,通過編碼和5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸,可以在遠(yuǎn)端的演示區(qū),實時觀看無人機的飛行直播。

    在豐富的應(yīng)用案例后后,體現(xiàn)的是下一代通信技術(shù)的發(fā)展和領(lǐng)先。5G突破了傳統(tǒng)移動通信應(yīng)用范疇,滲透旅游、家庭、制造業(yè)等各個行業(yè),使得人類社會更加智能化、自動化和互聯(lián)網(wǎng)化,而VR應(yīng)用正是其中一個小小的縮影。

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    2018-09-26
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