5G技術將催生AR和VR等新一代體驗消費服務

按照規劃，2020年5G網絡將正式商用。5G將提供增強型移動寬帶體驗，進而催生AR(增強現實)和VR(虛擬現實)等新一代體驗消費服務，AR/VR被認為是5G時代最典型的應用之一。

5G技術將為AR/VR提供哪些支持？5G時代，AR/VR體驗將迎來哪些變革，未來將拓展出哪些值得期待的應用場景？提供普適化的AR/VR體驗面臨哪些挑戰？帶著這些問題，近日新華網採訪了北京郵電大學網絡與交換技術國家重點實驗網絡服務基礎研究中心副主任、北京市科技新星、博士生導師喬秀全教授。

北京郵電大學喬秀全教授（周靖杰/新華網)

5G技術為何能引爆AR/VR市場

AR是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，而VR則是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像，讓用戶基於互聯網就能沉浸式地體驗現實場景。

AR/VR的特點是什麼？喬秀全的答案是“高帶寬、低延時、計算量大”。他解釋說，一段幾秒長的高清全景VR視頻一般可達幾十兆，甚至上百兆，在現有的網速下，用戶很難用智能手機流暢觀看﹔而AR對實時性和計算的要求更高，需要對目標進行實時識別和自動跟蹤，如果都依賴雲服務器處理，則對網絡時延來說是一個很大挑戰。

在現有網絡環境下滿足AR/VR所需的業務的確存在困難，但進入5G時代，這些局限將被一一破解。

喬秀全指出，5G網絡具有更高的速率、更寬的帶寬，預計5G網速將比4G至少提高10倍，隻需要幾秒即可下載一部高清電影，能夠滿足消費者對虛擬現實、超高清視頻等高帶寬、低延時等更高業務體驗的需求。

實際上，5G不僅僅“快”那麼簡單，在5G網絡的整體設計中採用了一些全新的設計思路，比如軟件定義網絡 (SDN)、Device-to-Device(D2D)的自組織通信、移動邊緣計算 (MEC)等新技術。5G之所以能滿足AR/VR高時延的要求，其實和移動邊緣計算密不可分。

眾所周知，目前開展的AR/VR應用大多都是基於APP，實際上是將一個獨立的應用模塊裝載在用戶手機上，可以離線運行識別特定的物體，呈現虛實結合的體驗效果。這種獨立APP的模式，雖然計算和加載等體驗效果比較好，但一旦識別的圖片需要動態變化，而且量比較多的時候，單靠終端就難以應對。另一種是類似支付寶和QQ 等的AR功能的“雲+端”模式，終端能處理一部分工作（比如調用攝像頭掃描、圖像特征點提取等），其他大量的圖像識別的工作被放到雲端服務器上完成。但這種模式在網絡通信過程中的時延比較大。

喬秀全認為，5G有一個很好的機制——移動邊緣計算，針對時延要求比較高的AR的計算，把處理邏輯下沉到網絡的邊緣，也就是更靠近用戶的基站附近，當用戶一旦發出請求，基站就能很快把信息處理完，快速傳遞給用戶。另外，5G採用了SDN技術，它可以根據業務的服務質量需求，動態的調配網絡資源滿足相應需求。

當時延難題被攻克，另一個一直困擾用戶體驗的難題——眩暈也會得到緩解。

“眩暈一定程度上是因為時延，就是當VR體驗者做出動作，整個系統從監測動作到將運動反映到VR視野中會有一定的延遲滯后，觀眾就會感到暈。”喬秀全解釋說，5G時延極短，所以會減輕由時延帶來的眩暈感，而如果是需要聯網的VR，那就更需要用到5G高速的數據傳輸特性。

北京郵電大學喬秀全教授（周靖杰/新華網)

有哪些應用場景在5G時代將成現實

目前，受制於專業硬件和通信網絡，AR/VR更多是被應用到垂直行業(如游戲行業)和一些特定場合(如展覽館、展示會)，也就是在相對靜止的情況下進行離線體驗。

喬秀全認為，隨著5G高帶寬、低延時時代的到來，將促使更多在線聯網、移動場合下的AR/VR應用的涌現。

比如，基於AR的車載導航，將實際路況和導航信息實時高速的無縫融合在一起並呈現在前擋風玻璃上，駕駛員可以獲得更好的導航服務體驗，大大提升行駛的安全性。AR/VR會讓廣告不再僅僅只是屏幕上的一個視頻或者一個圖片，而更像是一種客戶體驗，這將幫助潛在客戶更好的體驗到廣告中的產品或者服務。此外，還可以基於AR/VR開展實時性要求非常高的一些操作和控制，比如遠程手術、宇航器的遠程控制等。另外，隨著5G的部署，基於AR/VR的電視直播、音樂會直播、電影行業將會逐漸普及。

除了商用領域，未來我們的日常生活也會處處體現AR/VR的影子。喬秀全非常看好AR/VR在5G時代的發展前景，“因為它所見即所得，它把我們的眼界打開了，它將開啟一個全新的時代。”

5G讓移動更加便捷，基於移動化的AR應用場景將更加豐富。比如走進植物園，遇到不認識的花朵，隻要用手機對准實物，用攝像頭掃描一下，與之相關的所有信息就會呈現出來。以后戴上虛擬現實設備，就可以在家裡練習開車，而不必像現在這樣去駕校學習。另外，孩子在輔導班學習，家長一般也得陪著去，以后可以利用AR/VR在線上課，讓學生在家裡就如同置身於實際課堂中。

“5G能夠給我們帶來很多不同的業務體驗形式和技術上的保障，從不同角度支撐高寬帶、低延時和計算密集型業務的開展。”喬秀全說，到2020年5G正式商用之際，AR/VR體驗將成為市場主流。

他認為，當前AR/VR技術開發、軟硬件平台建設能夠跟得上5G時代的步伐，大量的中小企業、創業者從事著應用開發工作，並且有很多創新想法。

北京郵電大學喬秀全教授（周靖杰/新華網)

打造基於移動終端的輕量級、普適化體驗

為什麼AR/VR雖然概念火熱，但應用的場景卻還不是特別多，無法大規模、普適化的推廣應用起來？實際上和軟硬件支撐不到位有關系。

當前的AR/VR體驗需要密集型計算、高性能的服務器在后台支撐，設備需要用線連接，用戶還要再戴上一個頭戴式顯示器，實際上用戶體驗並不好。因此，喬秀全認為，設備的便捷化和輕量化是必然趨勢，未來智能手機將是很好的承載AR/VR體驗的終端設備。用戶隻要拿上一個5G網絡連接的手機，就能實現快速的內容下載、快速的圖像識別計算、實時跟蹤和動態渲染，就能把現實世界和物理世界無縫的整合在一起，所以以后基於移動終端的AR/VR市場巨大。

要滿足用戶的便捷性、普適性、大眾化需求，讓AR/VR不再是一個高冷的技術，那麼一個首要的前提是智能設備需要嵌入AR/VR功能。

喬秀全預測，以后用戶手機中的相機應用也能成為AR/VR的入口，把相機對准特定的物體或景點，它就能提示出一些用戶互動信息。不僅如此，家庭攝像頭、街頭部署的攝像頭、手機攝像頭、智能眼鏡等都會逐步演變成能夠拍攝360度全景視頻的設備。

設備趨向便捷、輕量、普適化，其實也打開了AR/VR內容創作的大門。當前，內容正嚴重制約AR/VR的大規模產業化應用，但隨著軟硬件技術的進步，UGC(用戶生成內容)的模式也會在AR/VR行業上演。

“以后我們的手機就能做為VR的全景拍攝平台，手機也有前后攝像頭，利用特殊的技術手段，也能覆蓋360度。”喬秀全認為，要讓普通網民和用戶來生成內容，這樣市場才能做大，內容才能豐富起來。

北京郵電大學喬秀全教授（周靖杰/新華網)

解決跨平台、普適性行業難題

目前，移動端的AR/VR應用大多依托於APP，其最大的缺陷在於封閉性，難以跨平台的提供應用，無法觸及更多受眾群體。

因此，喬秀全認為，需要提供一種輕量級、跨平台的AR/VR應用解決方案，使得用戶不需要下載專門的APP，就可以獲得AR/VR體驗，從而推動基於移動智能終端的AR/VR的普適化應用。

Web由於具有天然的跨平台性，用戶隻需通過通用的Web瀏覽器就可以體驗AR/VR的效果，因此，基於Web的AR/VR技術開始逐漸萌芽。近兩年，各大瀏覽器廠商積極響應新變化，在瀏覽器裡提供AR/VR的功能，為解決AR/VR跨平台、普適性應用難題提供了一種新的方向和可能。

最近，喬秀全和團隊成員在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識產權的基於移動智能終端瀏覽器(HTML5)的、能夠支持自然圖片和實物識別功能的Web增強現實技術。基於Web AR技術，可以利用網頁超鏈接機制，將AR的功能很方便的嵌入到各種Web網頁中，讓用戶不再受限於專門APP就能實現AR體驗，擴大了受眾面，便於傳播。

這也就意味著，如果智能手機將來也能夠拍攝360度全景相片和視頻的話，這時候利用WEB VR技術就能實時呈現出來，那麼在朋友圈裡我們就能看到朋友們上傳的各種VR內容，產生身臨其境的感覺。利用Web AR技術，看到好玩的AR廣告營銷活動，也可以迅速的轉發到朋友圈，供其他好友參與體驗，而不需要下載專門的APP。

當然，在這一切美好的願景成為現實之前，我們急需開展的一項工作就是標准的統一。實際上標准對一個行業的未來發展至關重要，是打造一個互聯互通、健康發展產業鏈的最重要手段。

喬秀全舉例說，比如現在有的手機不支持從瀏覽器調用攝像頭，那麼就無法開展基於Web的AR應用。“AR/VR需要國家下大力氣統一標准，有了標准，內容和平台才能兼容，設備之間也才能互聯互通，行業才能健康得發展起來。”

當前，AR/VR處於起步階段，技術尚未達到完全成熟，相信隨著技術的不斷演進，特別是未來有了5G技術的支撐，AR/VR會向我們展現出它美好的發展前景。(凌紀偉)