5G背景下VR視頻的改善與發展

【內容提要】2019年被稱為5G商用元年，信息通訊技術的迅速發展，為各個行業注入發展動力，也使延伸、創新成為可能。隨著5G技術逐漸步入人們的生活，通信環境的優化、信息技術的革新，以及垂直精細化的產業生產， VR產業必將突破原有瓶頸，升級配置，提高內容生產力，取得實質改善實現長足發展。

【關鍵詞】5G技術" VR" 改善" 發展

2019年6月，工信部正式向中國三大運營商以及中國廣電發放5G商用牌照，試點城市范圍進一步擴大，以華為為首的國產手機品牌已研發并發布了5G手機，中國正式進入5G商用元年。這代表著高速率、低時延，以及傳輸狀態更加穩定的5G技術將逐漸滲透于人們的生活，迸發出更加細分的消費需求，為各個行業的發展帶來深刻的變革。在此背景下，曾經因體驗感不盡人意而“中道崩徂”的VR視頻行業，在結合全面升級移動通信技術和設備不斷優化后，勢必激發出新的創造力，在內容制作與形式創新方面有所改善取得新發展。本文對5G技術特點與VR發展現狀兩方面進行概述，進而探討5G技術將如何促使VR產業改善與發展這一問題。

一、5G技術概況

5G指第五代移動通信網絡技術，具有高速率、低時延、高可靠性等特點。5G具有的毫米級波長可以將無線通訊的空口時延降低到 1ms，使得信息傳輸更精準;超高頻率的通信，使得波長越寬，信道愈加通暢，相比4G時代，信息的傳輸速率提高百倍;能同時滿足大帶寬，每個用戶提供高達 1Gbps 的持續帶寬和 10Gbps 的最大連接速率。其峰值理論傳輸速度可達每8秒1GB，也就是說，一部1G的電影可在8秒之內下載完成。①由于信息傳輸速率的百倍提升，信息的存儲于本地和云端的差別幾乎消失，存儲空間更加靈活，實際工作效率提高，這將大大推進社會進步的進程。

二、國內VR發展狀態

VR（virtual reality），即虛擬和現實的相互結合，通過采集現實生活場景中的數據產生電子信號，再利用三維模型720度表現出來的虛擬化現實圖景。因其是通過計算機技術模擬出來的現實中的世界，故稱為虛擬現實。如臨其境是它最主要的特點。有別于普通二維的圖像呈現，VR景致可以隨著用戶視角的變化而變化。它革新了信息傳播與接收的方式，使觀看者不再是局外人。近年來，VR技術在營銷、游戲 、影視等多種領域得以廣泛運用。

（一）VR產業已初具雛形

2016年被稱為VR元年，國內資本市場紛紛開始將注意力轉向這個變革性的技術產業，由此催生了大大小小的相關創業公司，例如專注研發VR穿戴設備的大朋VR;致力于VR影像軟、硬件研發的京蘭亭數字科技有限公司等等。許多地方政府也將虛擬現實，視為創新拉動的增長點給予大力扶持。工業和信息化部電子信息司副司長吳勝武曾表示，我國虛擬現實關鍵技術不斷突破，市場規模持續擴大。預計到2021年，我國虛擬現實市場規模將達到544.5億元。工信部將支持虛擬現實制造業創新中心籌備建設，促進產業鏈關鍵環節提升，推動虛擬現實技術在制造、教育、文化等領域應用。②由此可見，我國VR技術發展的宏觀環境和產業生態已經初具雛形。

（二）VR技術在視頻制作領域的不斷探索

VR的技術特性使得其可運用于多種場景，如產品營銷：四川威爾百嘉全景科技有限公司研發的VRBuy+平臺，利用VR全景展示房產、觀光景點、汽車等，用戶足不出戶便可通過手機端了解產品的特性及功能，節約了“大動干戈”的勞動成本，交易變得更加簡單。此外，VR在虛擬場景的立體化呈現等特性同樣在游戲制作領域如魚得水。到2019年6月25日為止，筆者在全球最大的整合游戲下載平臺steam中搜索關鍵詞“VR”，共得到4575條搜索結果。其中，最早的VR游戲發布時間在2009年，此后每年的發布量呈持續上升趨勢。

作為圖像呈現技術，視頻錄制與視頻直播也是VR技術應用的重要組成部分，各大互聯網技術企業、政府部門也在VR視頻領域有所投入。2017年年底，影視舞臺特效領域的龍頭企業數字王國操刀的王菲“幻樂一場”演唱會VR直播;2018年年初，流媒體直播平臺微鯨 VR制作的電子競技比賽——魔獸爭霸3懷舊戰場總決賽的VR直播;以及2019年國務院新聞辦公室和中國科學院聯合出品、《中國國家地理》影視中心領銜拍攝制作的大型VR紀錄片《本色中國》;2019年央視春節聯歡晚會在深圳和沈陽分會場的晚會VR直播等等，都采用VR信息采集技術，3D建模構造全景式場景。用戶可以帶著頭顯設備自行活動于現場的各個角落，或是在具有VR觀看屬性的APP中，轉動設備，漫步在現場，沉浸于晚會，以及各類賽事、綜藝節目等不同類型的場景中。

（三）視頻呈現存在明顯問題

盡管相當多的互聯網技術公司對于VR視頻技術積極探索，并取得了一定成果，但VR在視頻領域的應用仍處于一個躍躍欲試卻漏洞百出的尷尬境地。

問題的一方面來自于VR畫面的眩暈感，這與拍攝畫面的信息傳輸有關。VR作為全景式的仿真虛擬場景，它所需要錄制的素材體量要比普通2D或3D畫面多得多，這就導致了視頻信息輸送量過大，在普通網絡傳輸環境中常常出現丟幀或畫面信號被壓縮的現象，因此在終端呈現的畫面具有模糊、卡頓的現象，用戶隨著視角變化而產生眩暈感。

另一方面，畫面的分辨率低，有損沉浸感。這和拍攝設備與視頻接收終端的配置相關。VR 攝錄的門檻相對于普通攝錄要高出很多，其對畫面的采集、縫合再加工、傳輸渠道、供電和散熱等方面都有著非常高的要求。在2017年王菲“幻樂一場”演唱會VR直播中，數字王國公司采用了具有8個攝像頭的ZUES全景相機，支持4K視頻直播，8K全景縫合影像，75fps高幀率，同時還有一款Kronos全景相機輔助拍攝。③在這樣的設備加持下，用戶看到的VR畫面卻仍是模糊的。這是因為視頻終端的硬件與拍攝設備并不匹配。用戶觀看VR視頻的主要設備是手機和佩戴式頭顯，而現在大部分的終端顯示屏分辨率最高也只是2K屏，更多的還是1080p。此外，用戶所處網絡環境同樣是限制信息接收下載導致內容畫質受損的原因。也就是說，即使攝錄設備已無所不用其極，但終端配置不足夠，那么結果依舊是“竹籃打水”。

畫面的眩暈感以及低分辨率，已經在抵消著其沉浸式體驗的“噱頭”，用戶對它的熱情與好奇不斷消減。小火一把后，互聯網技術公司也逐漸收斂，VR技術開始遇冷。

三、5G技術對于VR視頻的改善

VR技術的遇冷，并不是行業自身的問題，主要是由于生產、傳輸和終端三個環節存在技術阻礙。而從 5G 技術所具有的特點中可以顯見，VR行業與5G 技術的高度契合，其對移動網絡的改進可以切實解決VR在視頻行業應用的一些重要障礙。

（一）體驗感提升

VR視頻的較差體驗感主要體現在眩暈感和低分辨率。這主要是生產環節中大體量的數據難以有效傳輸，以及終端環節的網絡環境無法快速下載。VR最重要的就是沉浸式體驗，要解決以上兩個環節存在的問題，必須要求更快的網速，以及更低的網絡延時。

5G 技術的高可靠性、低延時、高速率及大帶寬的特點在制作、傳輸等環節都可以有效改善VR 視頻的體驗感。信息的傳輸速率顯著提高，即使數據的體量再大，也仍然有傳輸的通道，而在5G的低時延和高速率加持下，視頻數據的往返傳輸可以保證在1ms以內，而全景視頻中數十兆或百兆數據的下載，在幾秒鐘就可完成。這樣一來，視頻的流暢度和分辨率都得到了改善。

從用戶終端設備來講，5G的廣泛應用，必將帶來硬件的升級。5G的普及將提高人們對于畫質清晰度的需求，從前手機、平板電腦、頭顯等VR視頻終端多為2K及以下。一方面是由于屏幕成本過高，另一方面是應用場景狹窄，需求小。而5G的超高傳輸速率與毫米級波長，給了人們享受超高清畫質的機會，越來越多的產品除了將在處理器、顯卡等方面進行升級以外，屏幕分辨率的提升也將是必要的改變。

（二）制作成本降低

VR 視頻對分辨率要求非常高，4K 輸出是基本需求，因此對帶寬的要求也非常高。拍十分鐘的視頻產生的數據量就有 300GB，這么大的數據量，將會產生非常大的上傳下載和存儲成本。而實時直播需要經常拉專線來上傳下載。上海北京一周 100M 的專線費用需要數萬元。雖然每個城市和場館不同，但基本上做一場 VR 直播的專線成本就要幾萬元，此外還有 CDN 供應商收取的流量費用。④不同內容類型的視頻，需要的機位數量也不同，因此產生的數據量各異，但量只會多不會少。例如綜藝節目，十幾個機位是常態，而其節目的特殊性又有著剪輯速度快、制作周期短的要求，這就使得制作綜藝類的VR視頻成為了一個巨大而昂貴的工程。但是如果處于5G環境中，數據可以一邊采集一邊傳輸至云端存儲，降低了存儲壓力，也提高了工作效率，并無需昂貴的專線傳輸，整體的制作成本將大大降低。

（三）優化視頻質量

在克服了視頻生產、傳輸以及終端三個環節存在的問題后，VR 視頻的制作就變得相對簡單。制作門檻降低，意味著將會有更多的內容創作者步入這個順著5G東風再次復興的產業，由此激發出更多的視頻創意，內容生產也更加規范、優質。就如同4G時代，大量優秀的短視頻制作者、MCN公司、自媒體人如雨后春筍一般的出現，短視頻成為全民娛樂消遣的一大方式。

四、結語

5G最直觀的特點就是更高的傳輸速率，VR視頻將在生產、傳輸以及終端三個環節得到5G技術的幫助和改善，克服其眩暈感和低分辨率兩大難題，恢復VR視頻本身具備的技術優勢，并在體驗感、制作成本、內容質量三方面有所改善，從而為VR視頻行業提供更加長遠發展的動力。

注釋：

①科普中國.https：//baike.baidu.com/item/5g網絡/11023660？fr=aladdin

②中國新聞網.中國虛擬現實關鍵技術不斷突破.https：//baijiahao.baidu.com/s？id163684253591519

8849amp;wfr=spideramp;for=pc，2019-06-20.

③網易科技.花30元看王菲演唱會VR直播啥感受？渣畫質堪比AV.http：//tech.163.com/17/0101/15/C9N40FUE00097U7U.html，2017-01-01.

④產品.讓你 30 塊就能看王菲演唱會的 VR 直播，究竟是怎樣拍出來的？.https：//www.ifanr.com/786297，2017-02-13.

作者簡介：郭桐，內蒙古大學文學與新聞傳播學院2018級傳播學碩士研究生;郭志菊，內蒙古大學文學與新聞傳播學院教授

編輯：王洪越