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原创 专访|中国移动孔露婷:构建XR网业端协同技术体系,助力XR业务快速规模化应用

扩展现实(Extended Reality,XR)为所有新兴沉浸技术的统称,包含VR、AR和MR等技术。XR技术主要特点是通过以虚拟世界拓展现实空间,目前XR技术主要应用在游戏、观影等领域,比如早在2016年就大热的“Pokéman Go”手机游戏,就是采用了AR技术实现了现实场景和虚拟游戏人物的融合;近年来“节奏光剑”、“半条命”等VR游戏,带给用户沉浸式的娱乐体验。

XR产业已经历多年发展,早在2012年谷歌发布了Google Glass,标志着消费级XR设备问世。早期由于XR头显设备屏幕清晰度低、用户体验不佳、应用内容少等原因,导致用户的购买意愿较低。随着光学显示方案持续演进、眼动跟踪等技术逐步成熟、内容应用不断沉淀,XR头显设备迎来新一波热潮,2021年VR头显出货量超过1000万。今年6月,苹果发布首款MR头显式设备Vision Pro,引入了由眼睛、手势和语音进行交互的输入系统,在设备轻量化方面引领新变革。

孔露婷介绍,XR产业链较长,涉及到内容应用、系统软件、网络服务、终端整机、芯片、器件等方面。在内容制作、头显轻量化等方面存在制约产业高质量规模化发展的痛点难点问题,需要产业界共同攻克。

在内容应用丰富度方面

VR内容生态聚焦于视频、游戏、社交场景,其他领域内容涉及较少。由于制作成本高、周期长,以及本身XR市场规模不大,VR内容占比不高;AR内容生态尚未搭建完全,AR内容生态尚未搭建完全,目前内容应用大多移植手机2D应用,难以激发消费者购买欲望。

在终端设备轻量化方面

受限于光学方案和电池等影响,目前终端设备仍然较为笨重,影响用户佩戴的舒适性。VR/MR头显采用的菲涅尔透镜光学方案成像距离远、光学元件厚,目前新产品逐步采用Pancake方案,有助于减小成像距离;主流头显续航时间在2~3小时左右,屏幕、高性能芯片功耗较高,目前部分新产品通过电池外置等方式将电池移出主机,避免影响主机重量。此前已发布的具有5G能力的头显基于5G模组开发,集成度低,需推动基于5G芯片的高集成度产品面世。

在网络传输方面

XR业务渲染上云是当前发展趋势之一,基于5G网络大带宽低时延的特性,实现云、端之间实时协同,减轻端侧计算及渲染负担。因此,需要研究面向XR业务的大带宽、低时延、大容量的连接增强技术。

随着XR产业持续发展,XR业务数据流从视听觉到视听触觉扩展,应用场景从室内向室外发展,移动网络将面临时延、速率、移动性等方面挑战。

在时延方面,运动响应时延(Motion to Photons, MTP)对VR游戏等沉浸式业务的用户体验影响较大。MTP时延包含动作捕获时延、网络传输时延、云侧引擎图像渲染时延、图像编解码时延以及端侧画面上屏显示时延,MTP时延过长将会导致用户出现眩晕等症状。在云渲染架构下,结合异步时间扭曲(Asynchronous Timewrp, ATW)等技术,通常要求MTP时延在70ms左右,为达成这一目标,业务平台渲染及编码时延、网络传输时延均有可进一步优化的空间。

在速率方面,高清画质对打造沉浸式感受是必不可少的,以4K分辨率、60帧帧率的画面质量为例,业务平均码率大约在40M~60Mbps之间,属于带宽需求非常大的业务。结合对低时延的要求,10ms帧时延约束下VR游戏对于网络下行保障带宽将达到业务平均码率的2~3倍。随着图像分辨率从4K向8K演进,以及用户数量随着业务普及逐步增加,需要考虑如何满足XR业务带来的大容量需求。

在移动性方面,XR业务对于切换时延敏感度较高,室内大空间XR数智竞技业务,以及未来AR业务有着较强的移动性需求。外场测试结果显示,在切换点位较易出现花屏、卡顿等现象,需从降低切换时延等方面减小切换对业务体验的影响。

据了解,中国移动联合华为、中兴、爱立信、高通、联发科等产业合作伙伴发布的《XR网络技术体系白皮书》,以“网业融合、连接增强、端云协同、体验提升”为核心理念,构建了XR网业端协同技术体系,目的在于向产业明确技术发展路径,加速推动网络与业务融合发展,打造一张网随业动、业由网生的5G卓越网络。

XR作为下一代的新终端,可以承载各种新的应用。办公、娱乐、社交、购物等主流应用都会因为XR技术产生新的体验升级。孔露婷介绍,面向XR业务规模化应用,一方面是持续推进技术创新、产品创新和应用创新,另一方面是推进商业模式创新。目前,XR技术在个人消费领域主要应用与游戏、观影等领域,此外在线购物领域也有广泛应用。以在线购物为例,通过XR三维化技术的应用可以带来商品360度的真实展示,实现消费者虚实融合的试穿试戴,全面提升消费者的购物体验。在行业应用方面,在文旅行业(线上观展)、远程培训、线上展会、在线教育等领域均有XR技术加持,目前在体育场、博物馆、歌剧院等场景逐步出现了和地理位置相结合的XR应用,以虚拟业务助力实体经济发展。

在商业模式上,XR业务具有高流量的特征,现有以流量计费为主的定价方式无法很好适配大流量业务应用,需要在流量计费的基础上探索新的商业模式。在行业应用场景,运营商为行业客户提供的服务可以是网络服务或者业务平台服务,可探索按照网络能力计费、按照平台能力计费等新模式;在行业和个人消费者混合场景,运营商为行业客户指定的个人客户提供定向流量和网络保障,以保障目标客户获得更好业务体验,可探索按照时长计费、终端连接计费等模式;在面向个人消费者场景,可根据终端使用场景,设计以时长、连接数量或网络能力等作为定价维度的网络服务资费。

从虚拟到现实,XR的发展正在让我们打破数字和现实世界的界限。面向XR沉浸式新兴业务,中国移动致力于推动5G网络与XR业务融合发展和突破创新。

孔露婷表示,展望未来,中国移动将持续联合产业合作伙伴持续开展面向XR业务的技术创新、产品创新及应用创新,以加速XR业务的规模化应用,为用户提供随时随地的沉浸式体验,为数字经济发展注入新活力。


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