分布式計(jì)算帶來(lái)全新體驗(yàn)

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本文來(lái)自微信公眾號(hào)“青亭網(wǎng)”（ID:qingtinwang），編輯：hi188，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

隨著Oculus Quest 2、pico Neo 3這類雙6DoF VR一體機(jī)體驗(yàn)越來(lái)越好，應(yīng)用越來(lái)越豐富，正在逐漸的被更多玩家了解和接觸，大有重振消費(fèi)VR市場(chǎng)的勢(shì)頭。與此同時(shí)，被看作是下一代計(jì)算平臺(tái)的XR，接下來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)也是行業(yè)和玩家們十分關(guān)注的。

以Quest 2為例，作為一臺(tái)VR一體機(jī)它不僅可運(yùn)行本地VR應(yīng)用，還可通過(guò)Wi-Fi或有線連接體驗(yàn)pC VR端內(nèi)容，也就是大家常說(shuō)的“串流”。對(duì)玩家來(lái)說(shuō)，串流擴(kuò)充了VR一體機(jī)內(nèi)容的豐富程度，做到一機(jī)多用，好處不言而喻。對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)講，“串流”技術(shù)同樣至關(guān)重要。

之所以這么說(shuō)，是因?yàn)檫@和當(dāng)前XR移動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)密不可分。

串流成為移動(dòng)VR熱門(mén)玩法

消費(fèi)類AR和VR早期都通過(guò)pC來(lái)驅(qū)動(dòng)，主要考慮到pC是易獲取，擴(kuò)展能力強(qiáng)的算力終端，例如此前的Oculus Rift VR頭顯，Meta AR頭顯都基于pC。它們的優(yōu)勢(shì)是可憑借更強(qiáng)的算力實(shí)現(xiàn)更佳的內(nèi)容，功耗和散熱對(duì)硬件影響不大。劣勢(shì)是價(jià)格也會(huì)偏高，需要有線連接pC，便攜性差。

與此同時(shí)，Oculus Quest推出讓移動(dòng)6DoF VR游戲體驗(yàn)變成現(xiàn)實(shí)，并引起領(lǐng)了移動(dòng)VR市場(chǎng)熱潮，甚至Oculus的產(chǎn)品策略也從pC VR向移動(dòng)VR進(jìn)行轉(zhuǎn)變。不可否認(rèn)的是，Quest 2擁有很多高品質(zhì)內(nèi)容，但數(shù)量仍不能與pC端相比。

Oculus Quest 2

值得關(guān)注的是，串流已成為VR一體機(jī)玩家最歡迎的功能之一。根據(jù)SteamVR平臺(tái)數(shù)據(jù)線上，該平臺(tái)最活躍的設(shè)備竟不是pC VR，而是VR一體機(jī)：Oculus Quest 2，也足以見(jiàn)證玩家們對(duì)這一功能的喜愛(ài)?？梢哉f(shuō)，串流功能在一定程度上提升了雙6DoF VR一體機(jī)的產(chǎn)品力。

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，串流不僅順應(yīng)了玩家們的需求，更體現(xiàn)出未來(lái)XR發(fā)展的技術(shù)方向。

當(dāng)前的移動(dòng)XR主要有一體機(jī)、分體機(jī)兩類，兩者區(qū)別主要體現(xiàn)在：是否將算力和電池等模組分離。上面提到的Quest 2是VR一體機(jī)，AR一體機(jī)如HoloLens 2，分體式AR有Nreal Light、影創(chuàng)鴻鵠，分體式VR有3Galsses X1等。一體機(jī)特點(diǎn)是內(nèi)置芯片、存儲(chǔ)和電源，可以開(kāi)箱即用；分體式設(shè)計(jì)更靈活，可通過(guò)外部設(shè)備提供算力和電源，從而讓減輕頭顯重量，縮小體積，提高佩戴舒適性，優(yōu)化散熱和功耗。

從原理來(lái)看，pC VR也屬于分體式VR，畢竟需要連接外置pC來(lái)使用。與pC VR更注重高算力帶來(lái)的性能優(yōu)勢(shì)相比，移動(dòng)VR更注重體驗(yàn)便攜性，導(dǎo)致兩者的應(yīng)用場(chǎng)景和受眾也略有相同。雖然越來(lái)越多的消費(fèi)者開(kāi)始選擇移動(dòng)VR，但pC VR因算力優(yōu)勢(shì)，在某些場(chǎng)景仍不可代替。

無(wú)界XR概念

那么，有沒(méi)有方法能將兩者優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)呢？答案是有的，這就要提到“無(wú)界XR” （boundless XR）的概念。

無(wú)界XR開(kāi)啟分布式計(jì)算新版圖

無(wú)界XR是高通面向AR和VR領(lǐng)域的關(guān)于分布式計(jì)算的前瞻性技術(shù)方案，它基于Wi-Fi或5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的分離式渲染。前文所講的本地串流是實(shí)現(xiàn)方式之一，而無(wú)界XR的長(zhǎng)期目標(biāo)就是基于5G網(wǎng)絡(luò)的云端分離式渲染。

5G技術(shù)自誕生就為大規(guī)模、低時(shí)延、高可靠性的場(chǎng)景而設(shè)計(jì)，這也為即將到來(lái)的分布式計(jì)算提供了可能。通過(guò)一套結(jié)合終端、邊緣云、5G網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同解決方案，在設(shè)備本地和云端進(jìn)行合理的計(jì)算負(fù)載分配，從而帶來(lái)前所未有的全新體驗(yàn)，這就是基于5G網(wǎng)絡(luò)“無(wú)界XR”的目標(biāo)。

據(jù)青亭網(wǎng)了解，無(wú)界XR真正的優(yōu)勢(shì)在于：端到端5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。我們知道高通在移動(dòng)芯片業(yè)務(wù)布局完善，包括：智能手機(jī)、XR、筆記本、物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)等領(lǐng)域，同時(shí)也是5G技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，在芯片、5G網(wǎng)絡(luò)、軟件優(yōu)化等方面有著豐厚的技術(shù)積累，這些是實(shí)現(xiàn)端到端5G優(yōu)化的基礎(chǔ)。

無(wú)界XR測(cè)試環(huán)境

作為AR和VR設(shè)備上游供應(yīng)商，高通深耕XR技術(shù)長(zhǎng)達(dá)10年之久，無(wú)界XR相關(guān)研發(fā)超過(guò)5年時(shí)間。同時(shí)也已針對(duì)基于5G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)界XR進(jìn)行了一系列測(cè)試和優(yōu)化，2020年5月曾聯(lián)合愛(ài)立信進(jìn)行毫米波頻段5G私有網(wǎng)絡(luò)的無(wú)界XR實(shí)驗(yàn)，取得突破性進(jìn)展，并在MWC 2021上對(duì)無(wú)界XR的5G端到端優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)解釋。

在這項(xiàng)室內(nèi)無(wú)界XR測(cè)試中，網(wǎng)絡(luò)基于愛(ài)立信5G NSA基站的毫米波頻段，軟件基于NVIDIA CloudXR，使用三臺(tái)配備驍龍XR2芯片和X55 5G基帶的VR設(shè)備，每臺(tái)渲染和傳輸單眼2160×2160分辨率/90fps的畫(huà)面，分別測(cè)試VR多人協(xié)作和多人游戲的場(chǎng)景。

據(jù)悉，該項(xiàng)目中高通將M2R2p時(shí)延作為關(guān)鍵性的參考指標(biāo)。M2R2p是從用戶發(fā)出動(dòng)作開(kāi)始，經(jīng)過(guò)邊緣云端渲染，再傳輸?shù)皆O(shè)備顯示的響應(yīng)時(shí)間。這其中，5G往返時(shí)延（Round-Trip Time，RTT）也極為關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)測(cè)試的RTT時(shí)延小于20ms，而M2R2p時(shí)延小于70ms。

無(wú)界XR測(cè)試數(shù)據(jù)

70ms的M2R2p時(shí)延在VR體驗(yàn)中是什么水平呢？我們以O(shè)culus Quest 2為例，基于Oculus Link有線連接pC時(shí)延通常在20-30ms，無(wú)線Air Link串流時(shí)延通常在30-70ms。從時(shí)延數(shù)據(jù)來(lái)看，無(wú)界XR在測(cè)試中與Oculus Air Link幾乎無(wú)太大差異。而且Air Link串流的刷新率和分辨率不一定是設(shè)備原始分辨率，可能會(huì)有壓縮，意味著本地串流也會(huì)造成畫(huà)質(zhì)上的損失。

阻擋測(cè)試

毫米波的優(yōu)勢(shì)是具備更大的帶寬和網(wǎng)絡(luò)容載量，更快的速率，更低的時(shí)延，然而在實(shí)際應(yīng)用中也面臨著一些挑戰(zhàn)。例如在多人VR場(chǎng)景應(yīng)用中，比較值得關(guān)注的問(wèn)題是射頻干擾，尤其在有人阻擋時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致RTT時(shí)延瞬時(shí)變高帶來(lái)性能下降。上圖測(cè)試中在基站和VR終端中間突然加入了一臺(tái)5G智能終端進(jìn)行阻擋，在未經(jīng)優(yōu)化下（藍(lán)線）RTT時(shí)延瞬時(shí)增高。而經(jīng)過(guò)高通5G端到端優(yōu)化后（紫線），可大幅度降低RTT時(shí)延。

大角度轉(zhuǎn)向測(cè)試

頭戴設(shè)備大角度旋轉(zhuǎn)也是一個(gè)特殊場(chǎng)景，例如VR體驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)將頭或身體旋轉(zhuǎn)180度，這同樣存在時(shí)延瞬間增高的可能。通過(guò)上圖，未經(jīng)優(yōu)化（藍(lán)線）和優(yōu)化后（紫線）的數(shù)據(jù)能夠看出，在阻擋、干擾情況下無(wú)界XR的時(shí)延表現(xiàn)足夠優(yōu)秀，高通端到端5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化可以進(jìn)一步保證VR用戶體驗(yàn)的穩(wěn)定性和無(wú)縫性，盡可能將外界干擾降至最低。

高通的5G端到端優(yōu)化需同時(shí)在設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)端進(jìn)行，設(shè)備端包括：基于低時(shí)延數(shù)據(jù)包處理，自適應(yīng)波束管理提高可靠性，基于動(dòng)態(tài)用戶平面自適應(yīng)確保接收數(shù)據(jù)接收即時(shí)性。根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，僅通過(guò)設(shè)備端優(yōu)化就能降低25%的平均時(shí)延。

5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面，包括基站部署位置，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置和QOS與延遲感知軟件也會(huì)對(duì)時(shí)延產(chǎn)生較大影響。同時(shí)，無(wú)界XR也為多用戶場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化，本次測(cè)試在100MHz頻段私有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，當(dāng)前可支持6名5G無(wú)界XR終端用戶同時(shí)體驗(yàn)（每個(gè)用戶下行速率都可穩(wěn)定達(dá)到50Mbps），未來(lái)將可同時(shí)支持12名無(wú)界XR用戶一起使用。

現(xiàn)階段無(wú)界XR應(yīng)用場(chǎng)景

通過(guò)測(cè)試結(jié)果來(lái)看，基于5G毫米波的無(wú)界XR已經(jīng)展現(xiàn)出商用價(jià)值，例如在企業(yè)應(yīng)用或工業(yè)場(chǎng)景，大空間多人VR互動(dòng)等私有網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，通過(guò)分布式處理，大化利用終端與云端結(jié)合帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

基于上述理念，無(wú)界XR對(duì)未來(lái)輕量化、全天候佩戴的AR眼鏡也提供了技術(shù)基礎(chǔ)?？梢灶A(yù)測(cè)，消費(fèi)級(jí)AR眼鏡都會(huì)更注重輕便、時(shí)尚的設(shè)計(jì)，無(wú)界XR可以提供低時(shí)延、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)，未來(lái)這些產(chǎn)品將通過(guò)增強(qiáng)型的數(shù)字內(nèi)容進(jìn)一步改善我們接觸信息的方式。

借助XR專屬芯片，加速5G與XR融合

上面的測(cè)試讓我們看到XR與5G技術(shù)融合的大趨勢(shì)，也可以說(shuō)無(wú)界XR是將5G先進(jìn)技術(shù)特性集中展現(xiàn)的一個(gè)極佳場(chǎng)景。

實(shí)際上，在XR設(shè)備上運(yùn)用5G技術(shù)，高通規(guī)劃已久，產(chǎn)品層面要從2018年5月推出的驍龍XR1專屬芯片說(shuō)起。

很多人只看到了XR1芯片獨(dú)立使用的形態(tài)，XR1通過(guò)低成本優(yōu)勢(shì)，起到了快速推動(dòng)VR和AR設(shè)備的普及的作用。與此同時(shí)，XR1還被寄予推動(dòng)AR和VR分體化設(shè)計(jì)走向主流的重任。因?yàn)楫?dāng)時(shí)移動(dòng)XR幾乎均為一體式設(shè)計(jì)，因集成計(jì)算、電源等往往導(dǎo)致體積和重量偏高。分體式設(shè)計(jì)首要解決的就是產(chǎn)品輕量化，減輕頭戴壓力，提升佩戴體驗(yàn)，讓使用更為靈活。

驍龍XR1 AR眼鏡參考設(shè)計(jì)

高通今年推出的AR眼鏡參考設(shè)計(jì)內(nèi)置XR1芯片，不僅可連接驍龍5G手機(jī)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)接入，而且還可為眼鏡和主計(jì)算設(shè)備分配算力進(jìn)行預(yù)優(yōu)化，進(jìn)一步降低整體功耗。因此，基于XR1的分體式XR性能優(yōu)化技術(shù)，也可以看作是分布式計(jì)算的初級(jí)形態(tài)。

2019年初MWC 大會(huì)上，高通繼而推出驍龍855手機(jī)XR認(rèn)證計(jì)劃，旨在加速分體式AR/VR與5G的結(jié)合，現(xiàn)場(chǎng)展出了經(jīng)過(guò)認(rèn)證的LG V50 ThinQ手機(jī)與Nreal Light AR眼鏡搭配。也正是因?yàn)楦咄ㄔ诜煮w式XR設(shè)計(jì)的預(yù)見(jiàn)性，讓我們看到越來(lái)越多的輕薄、時(shí)尚的AR眼鏡，例如Nreal Light、影創(chuàng)鴻鵠MR眼鏡等，很多新品也都在規(guī)劃中。

到了2019年12月，更高階的XR2芯片面世，這也是高通首款支持5G網(wǎng)絡(luò)的XR專屬芯片。更強(qiáng)悍的性能，為高端AR/VR一體機(jī)提供了全面的性能保證，目前產(chǎn)品線也很豐富，例如：Oculus Quest 2、pico Neo 3、HTC VIVE Focus 3、即將發(fā)布的愛(ài)奇藝奇遇3等。

驍龍XR2 VR參考設(shè)計(jì)

與此同時(shí)，通過(guò)基于XR1的AR眼鏡參考設(shè)計(jì)和XR2 5G的VR參考設(shè)計(jì)，高通公司的目標(biāo)就是幫助OEM廠商快速推出新一代XR設(shè)備，并且具備5G網(wǎng)絡(luò)接入能力。

總結(jié)來(lái)看，驍龍XR1通過(guò)分體式方案優(yōu)化XR佩戴體驗(yàn)，并推動(dòng)了分體式設(shè)計(jì)的潮流。驍龍XR2為基于5G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)界XR提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本文測(cè)試已經(jīng)驗(yàn)證出無(wú)界XR在多人VR互動(dòng)游戲，多人實(shí)時(shí)交互與協(xié)作，移動(dòng)虛擬辦公或虛擬購(gòu)物等場(chǎng)景的潛在應(yīng)用價(jià)值，并已經(jīng)為商業(yè)化做好了準(zhǔn)備。結(jié)合高通5G端到端優(yōu)化能力，無(wú)界XR、云游戲等一系列分布式計(jì)算場(chǎng)景都將得到前所未有的全新體驗(yàn)。

網(wǎng)站名稱：無(wú)界XR：比VR串流更具潛力，云端結(jié)合大綻異彩
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