基于通信技術(shù)的MEC VR可提升計(jì)算能力，解決帶寬和時(shí)延等問(wèn)題

在今天舉行的中國(guó)移動(dòng)“5G+E”網(wǎng)邊融合技術(shù)峰會(huì)”上，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所所長(zhǎng)崔勇發(fā)表了“基于邊緣計(jì)算的沉浸式VR”的主題演講。崔勇表示：基于現(xiàn)有通信技術(shù)的MEC VR成為創(chuàng)新思路，可通過(guò)MEC提升計(jì)算能力，通過(guò)協(xié)同渲染解決帶寬、時(shí)延等問(wèn)題。

2016年就進(jìn)入了VR元年。而近兩年，VR新品與核心技術(shù)不斷涌現(xiàn)，例如愛奇藝VR一體機(jī)，高通推出了VR芯片驍龍835，谷歌推出AR Core，F(xiàn)acebook推出社交VR等實(shí)時(shí)互動(dòng)的最新相關(guān)VR，索尼推出VR實(shí)時(shí)互動(dòng)桌游，華為VR眼鏡獲得2019世界VR產(chǎn)業(yè)大會(huì)創(chuàng)新金獎(jiǎng)，近日華為發(fā)布VR Glass 6DOF游戲套裝等，說(shuō)明大廠依然在VR/AR方面發(fā)力。

但業(yè)界也有人認(rèn)為VR寒冬將至——應(yīng)用未果，投資遇冷。究竟是缺乏應(yīng)用場(chǎng)景，還是技術(shù)不夠呢？

在崔勇看來(lái)，VR/AR的技術(shù)痛點(diǎn)包括：由于VR響應(yīng)時(shí)延需要非常低（小于25ms），沉浸式VR的基本需求包括高刷新率（100Hz）、4K及深度圖像等高質(zhì)量圖像、360度全景視角，因此難點(diǎn)在于時(shí)延、高清、交互，也就是超高清實(shí)時(shí)交互。在這種情況下超高清實(shí)時(shí)交互需要計(jì)算來(lái)提供實(shí)時(shí)交互，但是高清渲染計(jì)算在哪算？如果手機(jī)或VR頭盔的GPU進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染會(huì)導(dǎo)致用戶體驗(yàn)畫面卡頓、手機(jī)溫度過(guò)熱等問(wèn)題，因此VR業(yè)界正在呼喚高性能計(jì)算設(shè)備。

崔勇分析了移動(dòng)VR應(yīng)用的核心技術(shù)難點(diǎn)，邊緣計(jì)算模式霞，PC端VR在PC上渲染計(jì)算高質(zhì)量圖像，將圖像實(shí)時(shí)傳輸至移動(dòng)端，畫質(zhì)體驗(yàn)好但移動(dòng)受限制。如果讓PC服務(wù)器進(jìn)行高性能的圖像計(jì)算，將計(jì)算好的圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭苿?dòng)端，但大家看到的商店里各式各樣VR產(chǎn)品都戴著小辮子，戴上VR眼鏡玩一會(huì)兒看不到小辮子在哪就很容易摔倒。如何砍斷小繩子、打造高質(zhì)量移動(dòng)VR呢？對(duì)此業(yè)界這幾年研究了不少方案，包括預(yù)渲染和緩存預(yù)測(cè)，都難以做到實(shí)時(shí)交互。

“基于現(xiàn)有通信技術(shù)的MEC VR成為創(chuàng)新思路，可通過(guò)MEC提升計(jì)算能力，通過(guò)協(xié)同渲染解決帶寬、時(shí)延等問(wèn)題?！贝抻卤硎荆阂苿?dòng)VR的內(nèi)容可以分為前景交互和背景交互，前景交互隨機(jī)、不可預(yù)測(cè)、工作量小，但要求實(shí)時(shí)渲染，可在移動(dòng)端渲染；背景交互環(huán)境連續(xù)、可預(yù)測(cè)、工作量大，可提前在邊緣服務(wù)器渲染。這就需要協(xié)同渲染：一是手機(jī)GPU根據(jù)實(shí)時(shí)交互渲染前景；二是遠(yuǎn)端GPU預(yù)渲染背景并進(jìn)行編碼；三是將臨近的編碼數(shù)據(jù)幀預(yù)先傳輸?shù)绞謾C(jī)；四是手機(jī)CPU根據(jù)實(shí)時(shí)交互解壓并協(xié)同顯示。如果傳輸帶寬不足，可降低背景傳輸帶寬，離散化虛擬世界，預(yù)先渲染全景幀、采用H.264預(yù)先編碼；如果遇到延時(shí)挑戰(zhàn)，可基于移動(dòng)預(yù)測(cè)，手機(jī)預(yù)取置臨近的幀；手機(jī)上解碼一個(gè)全景幀大約需要40ms的時(shí)延，通過(guò)并行解碼顯著降低解碼時(shí)延。通過(guò)這樣設(shè)計(jì)，可把原來(lái)手機(jī)上只能看到的每秒5到7幀的內(nèi)容提升到每秒60多幀，跟手機(jī)刷新頻率差不多，并且30分鐘使用了手機(jī)不會(huì)發(fā)熱或發(fā)燙，GPU和CPU計(jì)算資源使用率尚可，網(wǎng)絡(luò)傳輸平均帶寬127-130Mbps。

邊緣計(jì)算確實(shí)是非常重要的技術(shù)創(chuàng)新，崔勇認(rèn)為，未來(lái)MEC的新業(yè)務(wù)和新需求還包括從VR到云游戲，以及沉浸式遠(yuǎn)程教學(xué)。

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