新華網(wǎng)北京7月17日電（凌紀偉） 按照規(guī)劃，2020年5G網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)實)和VR(虛擬現(xiàn)實)等新一代體驗消費服務(wù)，AR/VR被認為是5G時代最典型的應(yīng)用之一。
5G技術(shù)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(yīng)用場景？提供普適化的AR/VR體驗面臨哪些挑戰(zhàn)？帶著這些問題，近日新華網(wǎng)采訪了北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)研究中心副主任、北京市科技新星、博士生導(dǎo)師喬秀全教授。
北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)研究中心副主任、博士生導(dǎo)師喬秀全教授 新華網(wǎng) 周靖杰 攝
5G技術(shù)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(shù)，而VR則是由計算機生成的、實時動態(tài)的三維立體逼真圖像，讓用戶基于互聯(lián)網(wǎng)就能沉浸式地體驗現(xiàn)實場景。
AR/VR的特點是什么？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(xiàn)有的網(wǎng)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(biāo)進行實時識別和自動跟蹤，如果都依賴云服務(wù)器處理，則對網(wǎng)絡(luò)時延來說是一個很大挑戰(zhàn)。
在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下滿足AR/VR所需的業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò)具有更高的速率、更寬的帶寬，預(yù)計5G網(wǎng)速將比4G至少提高10倍，只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(xiàn)實、超高清視頻等高帶寬、低延時等更高業(yè)務(wù)體驗的需求。
實際上，5G不僅僅“快”那么簡單，在5G網(wǎng)絡(luò)的整體設(shè)計中采用了一些全新的設(shè)計思路，比如軟件定義網(wǎng)絡(luò) (SDN)、Device-to-Device(D2D)的自組織通信、移動邊緣計算 (MEC)等新技術(shù)。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(yīng)用大多都是基于APP，實際上是將一個獨立的應(yīng)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(xiàn)虛實結(jié)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(tài)變化，而且量比較多的時候，單靠終端就難以應(yīng)對。另一種是類似支付寶和QQ 等的AR功能的“云+端”模式，終端能處理一部分工作（比如調(diào)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云端服務(wù)器上完成。但這種模式在網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的邊緣，也就是更靠近用戶的基站附近，當(dāng)用戶一旦發(fā)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采用了SDN技術(shù)，它可以根據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量需求，動態(tài)的調(diào)配網(wǎng)絡(luò)資源滿足相應(yīng)需求。
當(dāng)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(dāng)VR體驗者做出動作，整個系統(tǒng)從監(jiān)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?！眴绦闳忉屨f，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(lián)網(wǎng)的VR，那就更需要用到5G高速的數(shù)據(jù)傳輸特性。
北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)研究中心副主任、博士生導(dǎo)師喬秀全教授 新華網(wǎng) 周靖杰 攝
有哪些應(yīng)用場景在5G時代將成現(xiàn)實
目前，受制于專業(yè)硬件和通信網(wǎng)絡(luò)，AR/VR更多是被應(yīng)用到垂直行業(yè)(如游戲行業(yè))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(lián)網(wǎng)、移動場合下的AR/VR應(yīng)用的涌現(xiàn)。
比如，基于AR的車載導(dǎo)航，將實際路況和導(dǎo)航信息實時高速的無縫融合在一起并呈現(xiàn)在前擋風(fēng)玻璃上，駕駛員可以獲得更好的導(dǎo)航服務(wù)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(chǎn)品或者服務(wù)。此外，還可以基于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(shù)、宇航器的遠程控制等。另外，隨著5G的部署，基于AR/VR的電視直播、音樂會直播、電影行業(yè)將會逐漸普及。
除了商用領(lǐng)域，未來我們的日常生活也會處處體現(xiàn)AR/VR的影子。喬秀全非?？春肁R/VR在5G時代的發(fā)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?！?/p>
5G讓移動更加便捷，基于移動化的AR應(yīng)用場景將更加豐富。比如走進植物園，遇到不認識的花朵，只要用手機對準(zhǔn)實物，用攝像頭掃描一下，與之相關(guān)的所有信息就會呈現(xiàn)出來。以后戴上虛擬現(xiàn)實設(shè)備，就可以在家里練習(xí)開車，而不必像現(xiàn)在這樣去駕校學(xué)習(xí)。另外，孩子在輔導(dǎo)班學(xué)習(xí)，家長一般也得陪著去，以后可以利用AR/VR在線上課，讓學(xué)生在家里就如同置身于實際課堂中。
“5G能夠給我們帶來很多不同的業(yè)務(wù)體驗形式和技術(shù)上的保障，從不同角度支撐高寬帶、低延時和計算密集型業(yè)務(wù)的開展?！眴绦闳f，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(dāng)前AR/VR技術(shù)開發(fā)、軟硬件平臺建設(shè)能夠跟得上5G時代的步伐，大量的中小企業(yè)、創(chuàng)業(yè)者從事著應(yīng)用開發(fā)工作，并且有很多創(chuàng)新想法。
北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)研究中心副主任、博士生導(dǎo)師喬秀全教授 新華網(wǎng) 周靖杰 攝
打造基于移動終端的輕量級、普適化體驗
為什么AR/VR雖然概念火熱，但應(yīng)用的場景卻還不是特別多，無法大規(guī)模、普適化的推廣應(yīng)用起來？實際上和軟硬件支撐不到位有關(guān)系。
當(dāng)前的AR/VR體驗需要密集型計算、高性能的服務(wù)器在后臺支撐，設(shè)備需要用線連接，用戶還要再戴上一個頭戴式顯示器，實際上用戶體驗并不好。因此，喬秀全認為，設(shè)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(shè)備。用戶只要拿上一個5G網(wǎng)絡(luò)連接的手機，就能實現(xiàn)快速的內(nèi)容下載、快速的圖像識別計算、實時跟蹤和動態(tài)渲染，就能把現(xiàn)實世界和物理世界無縫的整合在一起，所以以后基于移動終端的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(shù)，那么一個首要的前提是智能設(shè)備需要嵌入AR/VR功能。
喬秀全預(yù)測，以后用戶手機中的相機應(yīng)用也能成為AR/VR的入口，把相機對準(zhǔn)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(shè)備。
設(shè)備趨向便捷、輕量、普適化，其實也打開了AR/VR內(nèi)容創(chuàng)作的大門。當(dāng)前，內(nèi)容正嚴重制約AR/VR的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但隨著軟硬件技術(shù)的進步，UGC(用戶生成內(nèi)容)的模式也會在AR/VR行業(yè)上演。
“以后我們的手機就能做為VR的全景拍攝平臺，手機也有前后攝像頭，利用特殊的技術(shù)手段，也能覆蓋360度。”喬秀全認為，要讓普通網(wǎng)民和用戶來生成內(nèi)容，這樣市場才能做大，內(nèi)容才能豐富起來。
北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)研究中心副主任、博士生導(dǎo)師喬秀全教授 新華網(wǎng) 周靖杰 攝
解決跨平臺、普適性行業(yè)難題
目前，移動端的AR/VR應(yīng)用大多依托于APP，其最大的缺陷在于封閉性，難以跨平臺的提供應(yīng)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、跨平臺的AR/VR應(yīng)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，從而推動基于移動智能終端的AR/VR的普適化應(yīng)用。
Web由于具有天然的跨平臺性，用戶只需通過通用的Web瀏覽器就可以體驗AR/VR的效果，因此，基于Web的AR/VR技術(shù)開始逐漸萌芽。近兩年，各大瀏覽器廠商積極響應(yīng)新變化，在瀏覽器里提供AR/VR的功能，為解決AR/VR跨平臺、普適性應(yīng)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(chǎn)權(quán)的基于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(xiàn)實技術(shù)?；赪eb AR技術(shù)，可以利用網(wǎng)頁超鏈接機制，將AR的功能很方便的嵌入到各種Web網(wǎng)頁中，讓用戶不再受限于專門APP就能實現(xiàn)AR體驗，擴大了受眾面，便于傳播。
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(shù)就能實時呈現(xiàn)出來，那么在朋友圈里我們就能看到朋友們上傳的各種VR內(nèi)容，產(chǎn)生身臨其境的感覺。利用Web AR技術(shù)，看到好玩的AR廣告營銷活動，也可以迅速的轉(zhuǎn)發(fā)到朋友圈，供其他好友參與體驗，而不需要下載專門的APP。
當(dāng)然，在這一切美好的愿景成為現(xiàn)實之前，我們急需開展的一項工作就是標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。實際上標(biāo)準(zhǔn)對一個行業(yè)的未來發(fā)展至關(guān)重要，是打造一個互聯(lián)互通、健康發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈的最重要手段。
喬秀全舉例說，比如現(xiàn)在有的手機不支持從瀏覽器調(diào)用攝像頭，那么就無法開展基于Web的AR應(yīng)用?！癆R/VR需要國家下大力氣統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有了標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容和平臺才能兼容，設(shè)備之間也才能互聯(lián)互通，行業(yè)才能健康得發(fā)展起來?！?/p>
當(dāng)前，AR/VR處于起步階段，技術(shù)尚未達到完全成熟，相信隨著技術(shù)的不斷演進，特別是未來有了5G技術(shù)的支撐，AR/VR會向我們展現(xiàn)出它美好的發(fā)展前景。
