5G技術在VR游戲中的應用前景

何飛龍 胡翌陽 陳如一 黃瑩

（西南交通大學希望學院，四川 成都 610400）

當前游戲市場十分火爆，同時游戲也是VR技術的重要應用領域。低帶寬、高時延、網絡不穩定是VR游戲普遍存在的問題。而5G技術具有低時延、高帶寬的特點，可以直接提升VR游戲中用戶的交互體驗。與此同時，5G技術也提升了VR行業的社會關注度，將加速行業資源整合。而VR服務的成熟，也將大幅降低用戶使用門檻，讓VR技術大眾化。

一、VR技術綜述

虛擬現實作為新生代的信息交換技術，近年來不斷發展與完善，其硬件與軟件設備都得到了長足發展，也在各個行業得到了廣泛的應用。對于VR來說，其基本特點便是將計算機仿真、智能傳感器與圖形顯示等多種科學技術結合起來，并建立出與真實世界感知方式相同的虛擬世界，給用戶沉浸式的體驗。而對于VR技術來說，為了提高用戶體驗，其技術難點與硬件設計需同步進行發展。VR的主要技術難點：

（一）在VR設備的設計過程中，會在VR設備中放入一個球形鏡片，用以擴大用戶的視覺范圍，帶來更加真實地沉浸感。一般的圖像經過球面弧形鏡片投到人眼中時，會有一定程度的扭曲，人眼沒有辦法在這種扭曲的圖像中對虛擬空間中的物體進行定位。所以為了解決這個問題，需通過特定的算法生成與畸變鏡片所對應的畸變圖像。但是這種方法存在一定的缺陷，由于原本的圖像在進行反畸變時其邊緣的顯示已經被壓縮，因此在通過鏡片的畸變進行顯示后，其圖形雖可以進行正常顯示，但是圖像被壓縮部分的信息無法恢復，清晰度難免會出現下降。而且因為需要對每一幀的圖像都進行反畸變的預處理，處理的信息量會很龐大。

（二）對于60hz刷新的設備來說，在理想情況下，每秒會處理60幀的圖片，則從數據到渲染就會產生16.666ms的延遲。而且，VR游戲的場景一般都很復雜，遇到相對復雜的場景時，可能會出現渲染不及時導致丟幀或幀率下降的情況發生。所以低時延是VR技術應用于游戲的最基本要求。

二、5G技術綜述

隨著現在人們生活水平的提高，科技水平的提高，現階段的第四代移動通信已經不能滿足人們的需求，由此滋生了第五代移動通信。第五代移動通信網絡（5G）是目前處于正在不斷開發的移動通信網絡。5G最大的特點就是具有極快的傳輸速率，理論最大傳輸速率能達到10G/s，是4G網絡的數百倍。5G網絡的容量，時延，傳輸速率這三點都相比于4G有著質的改變。這就意味著可以將其應用在VR，智能傳感器，自動駕駛，超高清視頻上面。

隨著5G的不斷發展，在未來5G的地位是無法撼動的，它必將成為大勢所趨。5G的傳輸速率和安全性同4G相比有了質的飛躍，高速穩定的傳輸讓其可以很好的在物聯網領域中得到應用。并且5G的成本也更低，這就更能使其在未來的發展中得到應用，提升通信體系的經濟效益。5G具有很多應用方向，它本生所具備的告帶寬可以提高移動帶寬。低功耗的特點可以使得基礎設施大規模建設。低時延和高度的保密性可以融入商用，同時這也是5G所面臨的一項重大挑戰。隨著5G的到來，原來的芯片已經不能滿足5G的運行了，需要并且也正在正產第一批集成度更高而且更可靠的芯片。要加快5G的發展就要將5G擴展并融入到更多的領域。5G將在通信行業中掀起一股熱潮，中國走在了5G的前沿，預計在明年部署基礎設施，實行規模化的試點工作。5G對于運營商和技術要求也是一次巨大的挑戰。

三、5G在VR游戲中的應用

雖然VR游戲在幾年間得到了蓬勃的發展，市場規模也在逐漸擴大，但跟端游和手游之間還有這不小的差距，其主要原因有兩點：（1）VR的頭顯普及率遠遠低于PC或者主機，不論是在國內還是在國外只有極少數的電子產品愛好者或者發燒友愿意為VR頭顯買單，不僅僅只是因為它本身高昂的價格，鑒于VR游戲需要構建一個十分逼真并且龐大的場景并且需要以非常高的幀數運行，緊接著還有對各種聲音進行合成與處理，這就導致了對它的運行設備有著極高的要求。（2）4G網絡傳輸速率有限進行數據傳輸的能力有限，在進行游戲時會出現丟包、跳頻等現象，它通常不能單獨處理VR體驗的復雜輸入機制。基本需要預先加載，這導致用戶需要長時間的等待，影響游戲體驗。

隨著5G時代的到來，相較于4G網絡傳輸速率得到了巨大的提升。低延時，高效率的傳輸與網絡處理能力，將VR游戲致命的丟包卡幀的問題解決，原本應用與VR設備中的“異步時間扭曲”技術在VR設備中的應用便會相應降低，空出的硬件區域則可以用于提升VR設備對于場景的渲染能力，將用戶的沉浸感提升到一個更高的高度。所以說，網絡問題一經解決，便可將VR游戲的各部分功能與效果推向新的高度，5G是解決當前困擾VR游戲發展的直接有效方案。

四、結語

5G將是移動通信篇章中一次劃時代的革命，給我們帶來更快速，更穩定安全的網絡。在同一區域實現更多的連接，可實現海量物聯網。隨著網絡傳輸速度的提升，VR技術的高速發展，以及VR設備在大眾中的普及，將5G的高速網絡傳輸與VR技術相結合，VR游戲的缺陷將會被逐漸修復，給大眾帶來全新的游戲體驗。