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中国联通 VR 业务 发展 白皮书 中国 联合网络通信有限公司 网络技术研究院 2018 年 9 月 中国联通 VR 业务发展白皮书 1 目录 中国联通 VR 业务发展白皮书 .1 前言 .3 缩略语 .4 核心观点 .5 1 背景 .6 1.1 VR 产业现状 .6 1.2 VR 发展趋势 .7 2 VR 业务发展目标 .9 2.1 总体目标 .9 2.2 核心应用场景 .9 2.2.1 VR 行业应用 .9 2.2.2 VR 影视 . 10 2.2.3 VR 游戏 . 11 3 VR 业务能力 . 12 3.1 VR 业务总体能力 . 12 3.2 VR 资源开放平台 . 12 3.3 面向用户的 VR 业务服务 . 13 3.3.1 面向行业用户的一站式 VR 解决方案 . 13 3.3.2 面向个人用户的 VR 业务服务 . 14 3.3.3 面向 企业的 VR 资源能力开放 . 14 3.3.4 其他业务能力 . 14 4 VR 业务端到端解决方案 . 15 4.1 总体方案概述 . 15 4.2 标准统一的 VR 内容 . 15 4.2.1 VR 内容制作 . 15 4.2.2 VR 内容编解码 . 17 4.3 云 VR 网络技术 . 18 4.3.1 总体架构 . 20 4.3.2 5G 网络 . 21 4.3.3 家庭网络 . 26 4.3.4 云渲染能力 . 27 4.3.5 CDN . 30 4.4 终端方案 . 31 4.4.1 终端能力 . 31 4.4.2 芯片 . 32 4.4.3 显示屏 . 33 4.4.4 终端标准化 . 33 4.5 VR 业务平台 . 34 4.5.1 总体架构 . 34 4.5.2 视频平台架构 . 35 4.5.3 云渲染平台架构 . 36 4.6 VR 业务 QoE 评价体 系 . 38 中国联通 VR 业务发展白皮书 2 5 VR 业务研究发展展望 . 40 中国联通 VR 业务发展白皮书 3 前言 中国联通 VR 业务发展白皮书是 以中国联通自身 VR 发展规划为目标，分别就 VR 业务发展目标 、 VR 业务 能力 、 VR 业务 端到端解决 方案（包含内容制作、网络 技术 、终端 能力 、业务平台 、 VR 业务 QoE 评价体系 ） 等内容进行阐述解读。 本白皮书 是 VR 产业链广大合作伙伴 共同努力的成果 ，联合撰写 企业及单位 主要 包含（按字母顺序排序） ： Arm 安谋科技 (中国 )有限公司 北京传送科技有限公司 北京兰亭数字科技有限公司 北京视博云科技有限公司 北京小鸟看看科技有限公司 华为技术有限公司 网宿科技股份有限公司 中国信息通信研究院 本次白皮书撰写也得到了虚拟 /增强现实产业推进会的大力支持。 中国联通 VR 业务发展白皮书 4 缩 略语 简称 全称 中文含义 2B To Business 面向 商业 2C To Customer 面向 消费者 3GPP 3rd Generation Partnership Project 第三代合作组织 3DoF 3 degree of freedom 三 自由度 6DoF 6 degree of freedom 六 自由度 AAU Active Antenna Unit 有源天线单元 API Application Programming Interface 应用程序编程接口 ATW Asynchronous Time Warp 异步 时间扭曲 CDN Content Delivery Network 内容分发网络 DC Data Center 数据中心 eMBB enhance Mobile Broadband 增强移动宽带 mMTC massive Machine Type of Communication 海量机器类通信 FOV Field of View 视场 GPU Graphics Processing Unit 图形处理器 HEVC High Efficiency Video Coding 高效视频编码 MEC Mobile Edge Computing 移动边缘计算 MPEG Moving Picture Experts Group 动态图像专家组 MTP Motion to Photon 运动响应时延 PPD Pixel Per Degree 像素每度 QoE Quality of Experience 体验质量 SDK Software Development Kit 软件开发工具包 uRLLC ultra Reliable Low Latency Communication 超可靠低时延通信 vCDN Virtual Content Delivery Network 虚拟内容分发网络 VR Virtual Reality 虚拟现实 云 VR Cloud Virtual Reality 云化 虚拟现实 中国联通 VR 业务发展白皮书 5 核心观点 中国联通 VR 业务 的 发展 ，核心内容包含以下几个部分： 1. VR 业务目标对象，初期以垂直行业用户为主，先 建立 有效的盈利模式及 良好的发展环境；随着 VR 行业逐步发展 成熟 ，再大力发展广大的个人用户， 不断扩大 业务 规模 及收益 。 2. VR 业务服务 ， 应以 VR 资源开放平台为基础， 构建 内容与用户之间的渠道并充分挖掘云 VR 的软硬件资源， 提供 面向垂直行业用户 的 端到端 解 决方案、面向个人用户 的 内容服务、面向企业 的 资源共享服务等多种服务 能力 。 3. 云 VR 网络资源建设， 应以固移融合 、统一服务 为目标，依托 5G 网络及 5G MEC技术 ， 根据业务需求在接入局房、边缘 DC、本地 DC 构建 云渲染资源， 并在此基础上 打通固网的云渲染 服务 ， 建立 一套渲染 资源 支撑 全用户业务 的 能力。 4. 未来 5G 网络将承载包含 VR/AR 业务、物联网业务、图像处理业务 、 HPC 业务 等多种应用业务，综合各项业务对于 GPU 的高性能计算需求考虑，云 VR 云渲染资源 应 与各种业务一起复用相应资源 ，争取 资源 收益 最大化 。 中国联通 VR 业务发展白皮书 6 1 背景 1.1 VR 产业现状 VR（全称为 Virtual Reality），指虚拟现实技术，近年来在全世界掀起了一股浪潮，从概念提出、原型探索、技术积累到产品迭代和产业化发展， VR 逐渐从军用市场拓展到消费级市场，逐步向更多行业领域渗透。 VR 在 2016 年迎来一次大爆发，产品逐步推广普及，并逐渐渗入各个垂直行业应用，实现产业化发展。该阶段更多企业、资本涌入 VR 市场，更多不同层次的设备产品涌现，内容产业和技术支撑更加成熟，用户规模也不断扩大。 2016 年工信部联合国家发展改革委制定了智能硬件产业创新发展专项行动（ 2016-2018 年），提出要加快虚拟现实设备的研发及 产业化 。 2017 年工信部将近眼显示、 GPU 渲染等五大虚拟现实核心技术列入产业关键共性技术发展指南（ 2017 年） 。 自 2016 年以来 ，青岛市政府 以打造 “中国虚拟现实产业之都 ”为目标 ， 集聚虚拟现实领域高端平台、科研机构、人才团队、产业项目 ， 围绕产业载体建设、创新平台 构建 、资本集聚、政策引领等环节 ， 不断优化虚拟现实产业生态环境 ， 虚拟现实产业之都建设驶入快车道。 2018 年 7 月 成都市经信委、成都市文广新局印发成都市虚拟现实产业发展推进工作方案，重点聚焦软件工具 /平台、行业应用解决方案、内容制作与平台运营三大领域，大力推动关键技术研发与产业化取得突破，积极支持关键器件及整机研发与产业化，围绕 “两高地一核心 ”，加快打造国际知名、国内一流的 VR 产业基地。 2018 世界 VR 产业大会将于 10 月 19 日至 21 日在南昌举行，本次大会由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办。南昌市设立了 10 亿元规模的虚拟现实天使创投基金，正在打造 100 亿元规模的产业创投基金平台，全面推进 VR 产业发展。 2017 年我国 VR 产业市场规模达到 160 亿元，同比增长 164%，预计到 2020 年，中国会成为全 球最大的 VR 市场。 中国联通 VR 业务发展白皮书 7 图 1-1 中国 VR 市场规模预测 根据虚拟现实产业联盟公开数据 以 及艾瑞和 Greenlight Insights 统计预测模型估算。 目前国内外 VR 产业在内容、网络、终端、芯片和显示屏等多个相关领域涌现出一批核心企业，并不断推出新产品、新技术以提升 VR 用户体验。 图 1-2 VR 产业链全景图 随着 5G 技术的发展和 5G 网络规模化部署的临近，以 5G 网络为基础的 VR 产业将迎来新的高速发展机遇。 1.2 VR 发展趋势 当前 VR 发展受限主要因素 VR 目前发展 主要 受限 于 终端价格 和 内容质量 两个 因素 。终端价格主要受限于技术成本、市场规模等；内容质量则 受限于 商业模式、 制作成本、制作技术、终端能力 方面因素 。 160 288518933168005001000150020002017 2018e 2019e 2020e 2021e2017-2021年中国 VR市场规模 预测中国联通 VR 业务发展白皮书 8 从 VR 产业分布来看，目前 已经落地应用的 主要集中在内容制作、渠道及终端三方面，对于 VR 网络方面需求尚无涉及。 云 VR 有效解决终端能力及内容质量问题 2018 年初， 华为联合视博云等企业发布了 云 VR 方案。基于 云 VR 平台架构， VR 应用运行与应用展现是相分离的，云端完成应用处理和结果下发， VR 眼镜仅需要实现最基础的视频解码、呈现、控制信令接收和上传，而不需要处理与实际业务相关的计算，大大简化了VR 眼镜的内部结构和性能需求 ， 大幅降低终端成本，可有效推动 VR 普及，同时提升内容质量 。 但 云 VR 对网络的带宽、时延、云渲染等能力 也 提出 了 高要求。 目前从固网角度， 10GPON结合未来家庭 Wi-Fi 组网方案，可有效满足固定场景用户的 VR 业务需求 ； 从移动网络角度，随着 5G 网络技术的发展，也将解决移网用户的 VR 业务需求。 5G 是 移动 云 VR 的解决方案 2018 年 6 月 14 日， 3GPP 正式批准第五代移动通信（ 5G）独立组网标准冻结，这意味着 5G 完成了第一阶段全功能标准化工作 ， 5G 第一版商用标准 R15 整体完成。 5G 技术的应用，将解决 云 VR 面临的问题， VR 产业 将 迎来跨越发展机遇 ： 1） 5G MEC 技术，可以有效解决云渲染、渲染时延问题，同时 云 VR 无需大规模重复建设云渲染资源，大大降低成本； 2） 5G 自身大带宽、低时延的特性，满足 云 VR 的要求，同时利用网络切片技术，可以充分保障用户体验； 3） 5G 可以解决野外、航拍直播等移动 VR 场景 网络 需求。 中国联通 VR 业务发展白皮书 9 2 VR 业务 发展 目标 2.1 总体目标 VR 业务 主要 面向 个人 消费者和行业 用户 两 类 用户提供 服务 能力。 面向 个人 消费者 的 VR服务 包括 VR 影视、 VR 游戏 、 VR 直播 等；面向行业用户的 VR 服务包含 VR 教育、 VR 医疗 、VR 旅游 、 VR 工业 等 。 基于 VR 业务 应用需求 开展 端到端的服务解决方案 研究、 验证、试点 ， 并 推进 规模 应用 ，最终 满足个人及 行业 用户 日益增长 的 视频及娱乐体验 生活 、 生产 需求。 图 2-1 VR 业务应用类型 2.2 核心 应用场景 目前 VR 业务应用场景 较多 ，包含影视、游戏、教育、旅游、营销等，中国联通 VR 业务 发展思路 是： 选择当前核心应用场景，针对 2B 市场，充分挖掘垂直行业 用户 需求，与合作伙伴一起为行业用户提供端到端解决方案； 针对 2C 市场，面向广大个人用户提供 VR 内容服务。 后续逐步引入更丰富的多种应用场景 和 服务能力 。 2.2.1 VR 行业应用 VR 行业应用包含但不限于 VR 教育、 VR 旅游、 VR 房地产、 VR 医疗等。 VR 教育 ： 是指通过 VR 技术来构建虚拟学习环境，如虚拟实验室、宇宙中的天体运动、生物中的微观 世界等，将抽象、不易理解的知识以形象、生动、直观的形式