为什么说AR、VR需要5G？

近几年，AR、VR被炒的非常火，甚至有人预测AR、VR的时代已经彻底爆发。然而消费者貌似并不为此买单，那么AR、VR到底什么时候才能真正爆发？高通的技术总监Matt Grob给出过这样的答案——5G时代之前不可能。

当代普及新科技的三要素是：硬件、软件和联网。任何一方面的不足，都会导致新技术在应用过程中受到限制。AR和VR尤其如此，头盔、配套的软件工具以及连接层缺一不可，唯有如此才能积极的推动技术普及。优质内容的巨大带宽需求以及丰富的应用场景，都对网络提出了新的要求。

虚拟现实和增强现实许下的诺言，取决于5G网络处理AR和VR需求的速度和容量。具体来说，在普及AR和VR的过程中，5G在AR和VR上的优势主要体现在三个方面：一是更高的容量；二是更低的延迟；三是更好的网络均匀性。某些应用可能会更依赖某个方面，但在相同网络下同时支持三个方面是所有增强现实和虚拟现实用例的关键。

根据IMT-2020制定的指导方针，5G将提供：每秒20Gb的峰值数据速率；即使在蜂窝基站覆盖边缘，也能获得每秒100Mb的数据速率；每平方米区域容量为10Mbps；OTA往返延迟为1毫秒。与现在的4G网络相比，5G的数据吞吐量增加了10倍，通信容量增加了100倍，而延迟是此前的十分之一。让所有的物体都能连接在一起，都能成为网络的一部分，这是5G区别于4G的最大本质特征。随着视频内容的爆发，未来将需要更大的宽带。对于无线网络来说，更大的传输容量需要更多的频谱以及提高频谱传输速率的技术，这是未来网络所要解决的最本质的问题。

首先，VR、AR体验受限于画面质量和视场角。画面质量问题可以通过4k和8k分辨率来解决。但是，宽带速率和流量是高质量流媒体视频的门槛。视场角，就是显示器边缘与观察点（眼睛）连线的夹角，视场角的大小直接决定了VR体验。用户佩戴头盔体验时，视场角越大，就可获得越大的沉浸感和深度视角。

目前VR头显的视场角基本都在110度左右，而只有达到200度，用户才能极致体验VR。对于画面质量和视场角的要求，目前的4G网络速率都不能满足，只有等待超高速的5G网络到来。

另外，VR、AR的3D计算机图形处理、3D音效等，都要耗大量的数据流量，4G网速不够。其次，VR、AR在移动环境中提供高清视频3D成像，但这受限于头显装置的处理能力、存储容量和电池容量等。为了克服这个问题，需要引入云处理，一些复杂的计算将在网络侧完成，然后再将数据流传送到终端。这需要高带宽和低时延的5G网络来解决，5G网络会将部分内容从核心下沉到基站，让用户就近访问降低时延，并引入移动边缘计算和雾计算等技术。

体验者长时间沉浸于VR会感到晕眩不适，这是因为人感受到的运动状态与视觉系统不一致。为了解决这个问题，需要提高刷新率和降低时延。通常需要将刷新率提高到100Hz或者以上（到1000Hz时，我们的视觉系统就彻底分辨不出真实或虚拟了），时延不超过20ms。运动的光子延迟是一个用户的运动需要充分反映在显示屏上的时间。通常，只有延迟不超过20ms，用户才会感觉到自己沉浸在现实世界。时延越大，虚拟现实体验就越差。VR需要保证所有捕捉动作到头显中动作小于20ms，屏幕的刷新率以及屏幕分辨率足够高，甚至需要一些触觉上的反馈来欺骗你的大脑达到“这一切都是真实的”效果。在AR、VR技术中，语音识别、头部运动跟踪、视线跟踪、手势感应等都需要低时延处理，这也同时要求网络时延必须足够低，所以超低时延的5G网络是非常重要的。

尽管现在的4G网络足以满足部分AR和VR应用，但引入5G不仅能极大的增强现有体验，还能带来前所未有的新体验，最重要的是让更多的人获得这些体验。