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新华网:北邮教授告诉你——5G技术为何能引爆AR/VR市场

发布时间:2017-07-22 21:34  出处:党委宣传部(新闻中心)  点击:11277次

  按照规划,2020年5G网络将正式商用。5G将提供增强型移动宽带体验,进而催生AR(增强现实)和VR(虚拟现实)等新一代体验消费服务,AR/VR被认为是5G时代最典型的应用之一。

  5G技术将为AR/VR提供哪些支持?5G时代,AR/VR体验将迎来哪些变革,未来将拓展出哪些值得期待的应用场景?提供普适化的AR/VR体验面临哪些挑战?带着这些问题,近日新华网采访了北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验网络服务基础研究中心副主任、北京市科技新星、博士生导师乔秀全教授。(视频链接地址:http://vod.xinhuanet.com/v/vod.html?vid=434074,以下为文字版。)


北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验网络服务基础研究中心副主任、博士生导师乔秀全教授 新华网 周靖杰 摄

  5G技术为何能引爆AR/VR市场

  AR是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,而VR则是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像,让用户基于互联网就能沉浸式地体验现实场景。

  AR/VR的特点是什么?乔秀全的答案是“高带宽、低延时、计算量大”。他解释说,一段几秒长的高清全景VR视频一般可达几十兆,甚至上百兆,在现有的网速下,用户很难用智能手机流畅观看;而AR对实时性和计算的要求更高,需要对目标进行实时识别和自动跟踪,如果都依赖云服务器处理,则对网络时延来说是一个很大挑战。

  在现有网络环境下满足AR/VR所需的业务的确存在困难,但进入5G时代,这些局限将被一一破解。

  乔秀全指出,5G网络具有更高的速率、更宽的带宽,预计5G网速将比4G至少提高10倍,只需要几秒即可下载一部高清电影,能够满足消费者对虚拟现实、超高清视频等高带宽、低延时等更高业务体验的需求。

  实际上,5G不仅仅“快”那么简单,在5G网络的整体设计中采用了一些全新的设计思路,比如软件定义网络 (SDN)、Device-to-Device(D2D)的自组织通信、移动边缘计算 (MEC)等新技术。5G之所以能满足AR/VR高时延的要求,其实和移动边缘计算密不可分。

  众所周知,目前开展的AR/VR应用大多都是基于APP,实际上是将一个独立的应用模块装载在用户手机上,可以离线运行识别特定的物体,呈现虚实结合的体验效果。这种独立APP的模式,虽然计算和加载等体验效果比较好,但一旦识别的图片需要动态变化,而且量比较多的时候,单靠终端就难以应对。另一种是类似支付宝和QQ 等的AR功能的“云+端”模式,终端能处理一部分工作(比如调用摄像头扫描、图像特征点提取等),其他大量的图像识别的工作被放到云端服务器上完成。但这种模式在网络通信过程中的时延比较大。

  乔秀全认为,5G有一个很好的机制——移动边缘计算,针对时延要求比较高的AR的计算,把处理逻辑下沉到网络的边缘,也就是更靠近用户的基站附近,当用户一旦发出请求,基站就能很快把信息处理完,快速传递给用户。另外,5G采用了SDN技术,它可以根据业务的服务质量需求,动态的调配网络资源满足相应需求。

  当时延难题被攻克,另一个一直困扰用户体验的难题——眩晕也会得到缓解。

  “眩晕一定程度上是因为时延,就是当VR体验者做出动作,整个系统从监测动作到将运动反映到VR视野中会有一定的延迟滞后,观众就会感到晕。”乔秀全解释说,5G时延极短,所以会减轻由时延带来的眩晕感,而如果是需要联网的VR,那就更需要用到5G高速的数据传输特性。

有哪些应用场景在5G时代将成现实

  目前,受制于专业硬件和通信网络,AR/VR更多是被应用到垂直行业(如游戏行业)和一些特定场合(如展览馆、展示会),也就是在相对静止的情况下进行离线体验。

  乔秀全认为,随着5G高带宽、低延时时代的到来,将促使更多在线联网、移动场合下的AR/VR应用的涌现

  比如,基于AR的车载导航,将实际路况和导航信息实时高速的无缝融合在一起并呈现在前挡风玻璃上,驾驶员可以获得更好的导航服务体验,大大提升行驶的安全性。AR/VR会让广告不再仅仅只是屏幕上的一个视频或者一个图片,而更像是一种客户体验,这将帮助潜在客户更好的体验到广告中的产品或者服务。此外,还可以基于AR/VR开展实时性要求非常高的一些操作和控制,比如远程手术、宇航器的远程控制等。另外,随着5G的部署,基于AR/VR的电视直播、音乐会直播、电影行业将会逐渐普及。

  除了商用领域,未来我们的日常生活也会处处体现AR/VR的影子。乔秀全非常看好AR/VR在5G时代的发展前景,“因为它所见即所得,它把我们的眼界打开了,它将开启一个全新的时代。”

  5G让移动更加便捷,基于移动化的AR应用场景将更加丰富。比如走进植物园,遇到不认识的花朵,只要用手机对准实物,用摄像头扫描一下,与之相关的所有信息就会呈现出来。以后戴上虚拟现实设备,就可以在家里练习开车,而不必像现在这样去驾校学习。另外,孩子在辅导班学习,家长一般也得陪着去,以后可以利用AR/VR在线上课,让学生在家里就如同置身于实际课堂中。

  “5G能够给我们带来很多不同的业务体验形式和技术上的保障,从不同角度支撑高宽带、低延时和计算密集型业务的开展。”乔秀全说,到2020年5G正式商用之际,AR/VR体验将成为市场主流。

  他认为,当前AR/VR技术开发、软硬件平台建设能够跟得上5G时代的步伐,大量的中小企业、创业者从事着应用开发工作,并且有很多创新想法。

打造基于移动终端的轻量级、普适化体验

  为什么AR/VR虽然概念火热,但应用的场景却还不是特别多,无法大规模、普适化的推广应用起来?实际上和软硬件支撑不到位有关系。

  当前的AR/VR体验需要密集型计算、高性能的服务器在后台支撑,设备需要用线连接,用户还要再戴上一个头戴式显示器,实际上用户体验并不好。因此,乔秀全认为,设备的便捷化和轻量化是必然趋势,未来智能手机将是很好的承载AR/VR体验的终端设备。用户只要拿上一个5G网络连接的手机,就能实现快速的内容下载、快速的图像识别计算、实时跟踪和动态渲染,就能把现实世界和物理世界无缝的整合在一起,所以以后基于移动终端的AR/VR市场巨大。

  要满足用户的便捷性、普适性、大众化需求,让AR/VR不再是一个高冷的技术,那么一个首要的前提是智能设备需要嵌入AR/VR功能。

  乔秀全预测,以后用户手机中的相机应用也能成为AR/VR的入口,把相机对准特定的物体或景点,它就能提示出一些用户互动信息。不仅如此,家庭摄像头、街头部署的摄像头、手机摄像头、智能眼镜等都会逐步演变成能够拍摄360度全景视频的设备。

  设备趋向便捷、轻量、普适化,其实也打开了AR/VR内容创作的大门。当前,内容正严重制约AR/VR的大规模产业化应用,但随着软硬件技术的进步,UGC(用户生成内容)的模式也会在AR/VR行业上演。

  “以后我们的手机就能做为VR的全景拍摄平台,手机也有前后摄像头,利用特殊的技术手段,也能覆盖360度。”乔秀全认为,要让普通网民和用户来生成内容,这样市场才能做大,内容才能丰富起来。

解决跨平台、普适性行业难题

  目前,移动端的AR/VR应用大多依托于APP,其最大的缺陷在于封闭性,难以跨平台的提供应用,无法触及更多受众群体。

  因此,乔秀全认为,需要提供一种轻量级、跨平台的AR/VR应用解决方案,使得用户不需要下载专门的APP,就可以获得AR/VR体验,从而推动基于移动智能终端的AR/VR的普适化应用

  Web由于具有天然的跨平台性,用户只需通过通用的Web浏览器就可以体验AR/VR的效果,因此,基于Web的AR/VR技术开始逐渐萌芽。近两年,各大浏览器厂商积极响应新变化,在浏览器里提供AR/VR的功能,为解决AR/VR跨平台、普适性应用难题提供了一种新的方向和可能。

  最近,乔秀全和团队成员在Web AR方面取得新突破,首次成功研制了一套完整的具有自主知识产权的基于移动智能终端浏览器(HTML5)的、能够支持自然图片和实物识别功能的Web增强现实技术。基于Web AR技术,可以利用网页超链接机制,将AR的功能很方便的嵌入到各种Web网页中,让用户不再受限于专门APP就能实现AR体验,扩大了受众面,便于传播。

  这也就意味着,如果智能手机将来也能够拍摄360度全景相片和视频的话,这时候利用WEB VR技术就能实时呈现出来,那么在朋友圈里我们就能看到朋友们上传的各种VR内容,产生身临其境的感觉。利用Web AR技术,看到好玩的AR广告营销活动,也可以迅速的转发到朋友圈,供其他好友参与体验,而不需要下载专门的APP。

  当然,在这一切美好的愿景成为现实之前,我们急需开展的一项工作就是标准的统一。实际上标准对一个行业的未来发展至关重要,是打造一个互联互通、健康发展产业链的最重要手段。

  乔秀全举例说,比如现在有的手机不支持从浏览器调用摄像头,那么就无法开展基于Web的AR应用。“AR/VR需要国家下大力气统一标准,有了标准,内容和平台才能兼容,设备之间也才能互联互通,行业才能健康得发展起来。”

  当前,AR/VR处于起步阶段,技术尚未达到完全成熟,相信随着技术的不断演进,特别是未来有了5G技术的支撑,AR/VR会向我们展现出它美好的发展前景。

  (来源 | 新华网,记者凌纪伟)

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