5G技术在VR游戏中的应用前景

2019-12-18何飞龙胡翌阳陈如一黄莹

魅力中国 2019年27期

何飞龙胡翌阳陈如一黄莹

（西南交通大学希望学院，四川成都 610400）

当前游戏市场十分火爆，同时游戏也是VR技术的重要应用领域。低带宽、高时延、网络不稳定是VR游戏普遍存在的问题。而5G技术具有低时延、高带宽的特点，可以直接提升VR游戏中用户的交互体验。与此同时，5G技术也提升了VR行业的社会关注度，将加速行业资源整合。而VR服务的成熟，也将大幅降低用户使用门槛，让VR技术大众化。

一、VR技术综述

虚拟现实作为新生代的信息交换技术，近年来不断发展与完善，其硬件与软件设备都得到了长足发展，也在各个行业得到了广泛的应用。对于VR来说，其基本特点便是将计算机仿真、智能传感器与图形显示等多种科学技术结合起来，并建立出与真实世界感知方式相同的虚拟世界，给用户沉浸式的体验。而对于VR技术来说，为了提高用户体验，其技术难点与硬件设计需同步进行发展。VR的主要技术难点：

（一）在VR设备的设计过程中，会在VR设备中放入一个球形镜片，用以扩大用户的视觉范围，带来更加真实地沉浸感。一般的图像经过球面弧形镜片投到人眼中时，会有一定程度的扭曲，人眼没有办法在这种扭曲的图像中对虚拟空间中的物体进行定位。所以为了解决这个问题，需通过特定的算法生成与畸变镜片所对应的畸变图像。但是这种方法存在一定的缺陷，由于原本的图像在进行反畸变时其边缘的显示已经被压缩，因此在通过镜片的畸变进行显示后，其图形虽可以进行正常显示，但是图像被压缩部分的信息无法恢复，清晰度难免会出现下降。而且因为需要对每一帧的图像都进行反畸变的预处理，处理的信息量会很庞大。

（二）对于60hz刷新的设备来说，在理想情况下，每秒会处理60帧的图片，则从数据到渲染就会产生16.666ms的延迟。而且，VR游戏的场景一般都很复杂，遇到相对复杂的场景时，可能会出现渲染不及时导致丢帧或帧率下降的情况发生。所以低时延是VR技术应用于游戏的最基本要求。

二、5G技术综述

随着现在人们生活水平的提高，科技水平的提高，现阶段的第四代移动通信已经不能满足人们的需求，由此滋生了第五代移动通信。第五代移动通信网络（5G）是目前处于正在不断开发的移动通信网络。5G最大的特点就是具有极快的传输速率，理论最大传输速率能达到10G/s，是4G网络的数百倍。5G网络的容量，时延，传输速率这三点都相比于4G有着质的改变。这就意味着可以将其应用在VR，智能传感器，自动驾驶，超高清视频上面。

随着5G的不断发展，在未来5G的地位是无法撼动的，它必将成为大势所趋。5G的传输速率和安全性同4G相比有了质的飞跃，高速稳定的传输让其可以很好的在物联网领域中得到应用。并且5G的成本也更低，这就更能使其在未来的发展中得到应用，提升通信体系的经济效益。5G具有很多应用方向，它本生所具备的告带宽可以提高移动带宽。低功耗的特点可以使得基础设施大规模建设。低时延和高度的保密性可以融入商用，同时这也是5G所面临的一项重大挑战。随着5G的到来，原来的芯片已经不能满足5G的运行了，需要并且也正在正产第一批集成度更高而且更可靠的芯片。要加快5G的发展就要将5G扩展并融入到更多的领域。5G将在通信行业中掀起一股热潮，中国走在了5G的前沿，预计在明年部署基础设施，实行规模化的试点工作。5G对于运营商和技术要求也是一次巨大的挑战。

三、5G在VR游戏中的应用

虽然VR游戏在几年间得到了蓬勃的发展，市场规模也在逐渐扩大，但跟端游和手游之间还有这不小的差距，其主要原因有两点：（1）VR的头显普及率远远低于PC或者主机，不论是在国内还是在国外只有极少数的电子产品爱好者或者发烧友愿意为VR头显买单，不仅仅只是因为它本身高昂的价格，鉴于VR游戏需要构建一个十分逼真并且庞大的场景并且需要以非常高的帧数运行，紧接着还有对各种声音进行合成与处理，这就导致了对它的运行设备有着极高的要求。（2）4G网络传输速率有限进行数据传输的能力有限，在进行游戏时会出现丢包、跳频等现象，它通常不能单独处理VR体验的复杂输入机制。基本需要预先加载，这导致用户需要长时间的等待，影响游戏体验。

随着5G时代的到来，相较于4G网络传输速率得到了巨大的提升。低延时，高效率的传输与网络处理能力，将VR游戏致命的丢包卡帧的问题解决，原本应用与VR设备中的“异步时间扭曲”技术在VR设备中的应用便会相应降低，空出的硬件区域则可以用于提升VR设备对于场景的渲染能力，将用户的沉浸感提升到一个更高的高度。所以说，网络问题一经解决，便可将VR游戏的各部分功能与效果推向新的高度，5G是解决当前困扰VR游戏发展的直接有效方案。