5G助力VR/AR崛起,全产业机遇将至

  • 小编 发布于 2019-12-09 14:56:51
  • 栏目:科技
  • 来源:行行查
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2012 年,谷歌推出了 Google Glass 的 AR 眼镜产品,其后, Oculus 被 Facebook 以 20 亿美金收购,并推出VR 头盔。VR/AR 概念进入市场视野,被认为是替代智能手机的下一代终端形态。Facebook 和微软先后进入 VR/AR市场,包括 Sony、三星、HTC 等多家大厂开始推出相关的硬件产品,2015-2016 年 VR/AR 市场热度达到高点。但到了 2016 年下半年,由于商业模式,以及网络、硬件和内容上的瓶颈都没有突破,资本输血式的发展模式并不能够持续,行业开始进入寒冬。

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VR/AR 究竟是什么?很多人会对于 VR、AR 和 MR 这些概念的界定感到困惑,而不同企业和机构的定义又往往有所不同。简而言之,虚拟现实(VR)是虚拟场景的封闭式体验,而增强现实(AR)体验会将数字元素叠加到现实世界的对象和背景上。混合现实(MR)可以说是升级版的 AR,能够实现虚实场景的结合,和 AR的区别就是对虚拟图像的真实感做严格的要求,因此是 AR 的一种类别。

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VR/AR 均需要用计算机绘制虚拟图像。VR 中的图像全部由计算机绘制,往往需要配置高性能的 GPU,同时由于 VR 是隔绝式的音视频沉浸体验,因此对显示画质要求较高。而 AR 中大部分图像是通过镜片透射或摄像头拍摄的,计算机绘制的图像占比较少,而且是以信息性为主的,对图像逼真度要求较低,因此对 GPU 要求不高。但 AR 需要对场景进行理解,需要用非常复杂的算法,并且实时运行,这样 AR 对 CPU 的运算性能要求非常高。此外,VR 侧重于游戏、视频、直播与社交等大众市场,AR 侧重于工业、军事等垂直应用。

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当前的 VR/AR 产品普遍存在动作跟踪延迟、分辨率低、易晕眩等问题,其主要原因在于现有的各类通信技术还达不到 VR/AR 产品对高速率(Gbit/s 级)、低延时(7-15ms)数据传输的要求,虽然部分 VR/AR 产品采用了有线网络连接的方式改善数据传输的问题,却牺牲了产品的用户体验。而随着 5G 来临,无线通信技术的峰值速率提升到了 20Gbit/s的量级,延时理论上可降低至 1ms,有望扫清当前 VR/AR 产品在数据传输方面的应用障碍,显著提升产品的用户体验,从而推动 VR/AR 市场的成熟和发展。

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在传统 VR/AR 应用中,受 CPU、GPU 算力限制,VR/AR 终端的图像渲染分辨率仅为2K-4K,帧率一般为 30fps-60fps,而在 5G 网络下,VR/AR 可以实现云渲染,依托云端强大的数据存储和高速计算能力,VR/AR图像渲染可达8K分辨率,并实现120fps帧率,据诺基亚测算,通过 5G 网络+云端 GPU 集群运算处理,其算力可达传统 4G 解决方案的十倍量级,可大幅提升 VR/AR 应用的显示效果和沉浸式体验,同时也有助于减少当前 VR/AR 终端对高性能 CPU、GPU 的依赖,从而降低硬件成本,推动 VR/AR 产品的普及。

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随着 5G 的推动,当前的 VR 产业正步入高速发展阶段,产品形态基本成形,用户画像逐渐清晰,该阶段的 VR 产业有望随着爆款产品的出现,进一步刺激市场对 VR 产品的需求,同时 VR 应用也有望更加丰富,并与移动通讯、传媒、教育等产业相互渗透,从而推动产业开启高速发展。根据信通院和中国产业信息网的预测,2019 年,全球 VR 市场规模将达到 1000 亿元左右,同比增速超过 50%,其中,中国 VR 市场规模约 310.2 亿元,同比增长约 36.35%。

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目前,随着 5G 的推动,AR 产业正处于市场启动期到高速发展期的过渡阶段,产业发展主要由技术创新和应用拓展驱动,技术红利特征显著,未来有望吸引更多厂商进入 AR 市场。随着技术体系的成熟、产业链构建的完善以及产品形态和内容平台的丰富,AR 有望在更多场景实现落地,未来的 AR 有望发展成为一个软硬结合,且汇集大量优质内容的平台,届时 AR 市场也将进入高速增长期。根据信通院和中国产业信息网的预测,2019 年,全球 AR 市场规模将达到 262.89 亿元左右,同比增速超过 120%,其中,中国 AR 市场规模约 16.4 亿元,同比增长超过 160%。

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目前,VR/AR 产业链已经初步形成,随着 5G 带动的 VR/AR 市场的快速发展,相关产业链有望充分受益。其中,VR 产业链上游的硬件部分主要包括光学镜头、显示面板、芯片(主控芯片及传感器)等,软件部分包括系统平台(操作系统、API 及 APP)、信息处理工具(3D 建模及图像渲染);中游的硬件部分包括显示模组和整机制造等,软件部分包括动作捕捉、眼动追踪和语音处理等功能的开发;下游为 VR 应用,包括各类VR 终端产品、面向科技/游戏/视频等的 VR 内容以及 VR 平台分发等服务。

AR 产业链上游硬件部分主要包括光学设备、显示设备、芯片、传感器等,软件部分包括数据采集(环境渲染、视频捕获、SLAM)、数据处理(3D 渲染、渲染引擎等)和系统平台(操作系统、SDK)。中游的硬件部分包括 3D Sensing、处理器模组、显示模组等,软件部分包括动作捕捉、眼动追踪和语音处理等功能的开发;下游则主要是各种 AR 终端产品以及各种 AR 技术应用的服务。

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随着信息技术、通讯技术和互联网技术等的发展,新媒体技术是推动媒体融合发展的重要因素。VR全景视频(VR,VirtualReality)是当下能够彻底颠覆内容消费与通讯消费的重要变革性技术,增强现实(AR,AugmentReality)则是实时地计算摄影机影响的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术。通过5G+VR,360度视角、4K以上分辨率的实况视频将为观众带来极致观看体验,通过VR全景摄像头及VR头盔一体机的普及,VR将在演唱会、赛事直播、晚会、甚至大众VR全景内容制作中充分实现。AR影像通信应用场景的多样化对5G网络提出了不同的性能和功能要求,通过将内容与远端场景渲染的业务层的内容全部下沉到5G边缘云。5G边缘云服务器可以位于单个5G基站之后(针对特定热点区域)或部署在多个5G基站的汇聚节点之后。通过边缘云服务器强大的边缘转码和计算能力,可以更好更快的实现复杂的本地AR影像场景渲染。另一方面,通过将行业业务数据与AR影像通信技术有机融合,使得技术与业务绑定更为紧密。

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2016年,国家先后发布了《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家信息化规划》、《信息产业发展指南》等多个重磅文件,均将VR/AR等作为新兴产业培育,力争形成新的经济增长点。而2018年12月发布的《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》则再一次为我国VR技术的发展构建了顶层设计,明确了VR/AR技术的“国策”战略地位。同时各地也从政策层面积极推动产业布局,已有十余地市相继发布针对VR领域的专项政策。

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未来,随着VR技术、产业链配套和应用市场的进一步成熟,制约VR产品体验的障碍有望不断突破,同时VR应用也有望更加丰富,并与移动通讯、传媒、教育等产业相互渗透,实现VR产业的进一步发展。

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目前,AR产业正处于市场启动期到高速发展期的过渡阶段,产业发展主要由技术创新和应用拓展驱动,技术红利特征显著。未来有望吸引更多厂商进入AR市场。随着技术体系的成熟、产业链构建的完善以及产品形态和内容平台的丰富,AR有望在更多场景实现落地。未来AR产业有望发展成为一个软硬结合,且汇集大量优质内容的平台,届时也将迎来真正的高速增长期。

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