这是5G的季节，即下一代移动数据技术，它承诺提高带宽并减少延迟。随着5G手机和网络逐渐成为现实，运营商会让你相信这项技术将彻底改变世界，甚至更多。但是，对于虚拟现实（VR）和增强现实（AR）来说，5G实际上意味着什么呢？

作为通信行业最热门的新技术（也是希望带来收入的推动力），从手机制造商到芯片制造商，每个利益相关方都把5G吹捧为革命性转变的开始，与令人关注的技术联系在一起算是最好的办法了。
你可以在谷歌上同时搜索“5G”和其他热门技术，总能找到有人告诉你5G在某种程度上会在某个时刻彻底改变那个东西。我不是在开玩笑。让我们进行一次快速调查：

5G+比特币
5G+人工智能
5G+生物技术
5G+物联网
5G+自动驾驶车辆
5G+自动化

这个列表还可以继续，当然也包括了5G+虚拟现实（VR）和5G+增强现实（AR），有一些糟糕的文章像这篇一样，对这两种技术之间的关系进行了根本性的歪曲，比如这样的句子：
虚拟现实和增强现实需要较低的延迟才能高效运行。减少的延迟时间将使用户体验变得很棒。更好的用户体验意味着更多的机会。远程医疗、虚拟培训环境等等都将成为结果。
为了对抗这种挥手瞎扯淡的说法，我们来谈谈5G对虚拟现实和增强现实实际上意味着什么。简单来说，首先要了解5G到底能带来什么。

5G对你意味着什么
简单地说：5G承诺提供比当前移动数据连接更大的带宽和更低的延迟。它还有可能使这种高性能网络对更多人更加可接近。
直到该技术大规模推出，个人终端用户能获得多快速度和多低延迟的5G，现在还不清楚，但是移动行业的营销宣传会让人相信，1Gbps的下载带宽和1毫秒的延迟是可能的。
为了迅速理解这些数据的意义，根据互联网指标公司Ookla的数据，2019年1月美国的平均移动和家庭连接速度分别为33Mbps和112Mbps。至于延迟，移动连接通常为35ms，家庭连接为5-15ms。粗略地说，5G可以提供相当于移动和家庭连接带宽的30倍和9倍，延迟更快35倍和10倍。

但是，在虚拟现实和增强现实领域，更大的带宽和更低的延迟实际上能为我们带来什么功能或者改进？
沉浸式视频流媒体
图像由NextVR提供
当涉及到将非交互式360度或180度视频内容流式传输到虚拟现实和增强现实设备时，一个主要的误解是5G的低延迟将带来巨大的益处。实际上，相反的更有可能成为真相，正是5G的大带宽为显著改善质量打开了大门，不仅可以提升当前的沉浸式视频体验，还为随着虚拟现实和增强现实显示屏变得更高分辨率提供了发展路径。

延迟对于非交互式流媒体视频内容几乎没有影响的原因是，虚拟现实和增强现实头戴设备的头部跟踪不是与流媒体时延耦合的。在大多数180度和360度沉浸式流媒体技术的实现中，用户头部的运动导致的视觉调整在设备上以高速率进行本地处理，而不是将运动发送到某个远程服务器，并等待接收更新的帧以校正头部运动。

实际上，在现今的虚拟现实头戴设备上，你可能正在观看360度视频，然后完全失去连接，唯一的影响将是视频停止-但是移动头部仍然可以正常响应，因为场景相对于你的头部的运动是在设备上进行处理的。

这其中有一些微妙之处：一些更高级的虚拟现实和增强现实流媒体使用“视点依赖”技术，该技术通过优化你正在注视的区域的拍摄质量来减少带宽使用量，以最小化延迟。瓶颈）。在这种情况下，高延迟可能意味着如果您快速转动头部来到场景的新部分，您可能会注意到视频在高质量部分进入视野之前不够清晰。在这种情况下，较低的延迟可以使转场更加平滑，但这只是对体验的额外加分，而不是根本性的转变。
然而，就带宽而言，5G可以显著提高180度和360度视频流媒体的质量。最具沉浸感的素材——360度3D或完全立体视频——也是最消耗带宽的，目前很少使用，主要是因为大多数用户无法通过高质量连接流媒体这种类型的内容。
云渲染的VR和AR游戏
图片由Microsoft提供
当涉及到互动式VR内容时，5G可以使通过云端渲染的VR和AR游戏成为可能，但这个用例目前仍然主要是假设性的。
提案是：用户将拥有一个简单廉价的头戴设备，可以直接从云端流式传输高端PC级的VR或AR图形，无需PC！听起来太神奇了，但在正常的非VR游戏流媒体成熟之后，你不会很快看到这种情况发生，因为VR对于分辨率和延迟要求比非VR游戏流媒体高得多（非VR游戏流媒体仍然在努力满足竞技玩家的性能需求）。
虽然对于非互动式视频流媒体而言延迟并不重要，但在这种情况下，它至关重要，因为渲染的内容需要根据用户的动作实时变化。因此，如果5G确实可以提供实际上说，4毫秒甚至更低的延迟，它确实能够开启云端渲染VR和AR的用例。
但前提条件很大。这并不是因为不可能实现低于4毫秒的延迟，而是因为您需要达到那个延迟水平不仅仅是在您距离网络中最近的连接上，而且特别是在渲染帧的位置上。
如果您现在进行网络速度测试，测试很可能会连接到离您非常近的服务器。您的延迟是将信息发送到该服务器并返回的往返时间。如果您再次进行测试，并选择一个距离您几个州的服务器，您会发现情况大不相同。我刚刚进行了这个练习，在我所在城市的服务器上看到了10毫秒的延迟，在相隔三个州的服务器上看到了35毫秒的延迟。
这是为了说明网络延迟随着您与正在ping的服务器的物理距离增加而增加的。如果您希望以低延迟在云中渲染VR和AR内容，用户需要位于帧被渲染的位置附近。由于交互应用程序的帧必须即时渲染，因此这在大规模上要难得多。
对于非互动式视频流媒体而言，将预先渲染的视频文件分发到全球各地的服务器，并根据需要通过网络提供它们，这相对比较简单。实时渲染VR内容需要每个数据中心中的高端GPU硬件，云渲染将在这些数据中心中进行；每个正确配置的数据中心只能向距离一定物理距离内的用户以足够低延迟提供这些帧。
也就是说，在美国内陆的一个数据中心，举个例子，到达该国的海岸线时延迟太大，无法提供可行的云渲染体验。一个分布式的、具备能力的数据中心集群（也称为“边缘计算”）是使其可行的关键；5G通过降低延迟扩展了具备能力的数据中心的“覆盖范围”，而高带宽在这个用例中实现更高的图像质量是很重要的（随着VR和AR设备的分辨率提高，这将变得越来越重要）。
尽管使所有这些成为可能可能需要5G和边缘计算的共同作用，但好消息是，云渲染的VR和AR服务可以借助已为非VR游戏流媒体服务（例如Google的Stadia和Microsoft的xCloud）部署的相同基础设施。
续于第页5: 远程存在感和远程控制

远程存在感和远程控制
图片由丰田提供
解锁云渲染交互内容的5G技术可以使车辆、外科手术机器人和远程化身等的远程控制更加可行。同样，延迟在这里是关键。虽然远程控制已经存在，但在一些用例中，延迟过高使其难以为继或不安全。

以远程车辆控制为例。在未来，操作员可能需要在AI系统失效时手动驾驶自动驾驶汽车。操作员可以通过远程连接到车辆成为“虚拟”驾驶员，而无需亲自前往车辆。为了确保安全，控制时延需要非常低。很容易理解这如何延伸到其他延迟敏感的用例，如机器人手术或远程化身控制。

更轻松的内容浏览和更大的网络XR管道
图片由NVIDIA提供
这是唯一一个关于纯带宽的用例。随着中位网络速度的提高，用例也在不断演化。如果您的网络连接是56k，并且需要等上一个小时才能缓冲播放，您可能不会观看到那个最新搞笑的YouTube视频。然而，足够的带宽使内容消费更加流畅，降低了您愿意观看的门槛，因为如果等待时间较短，您就无需付出很高的回报。

如果5G提供更大的网络管道，它可以通过加快将您的头置入内容的速度，减少使用VR和AR的阻力。以最近发布的备受期待的VR游戏《Asgard’s Wrath》为例，其游戏大小为121GB。对于许多网络连接较慢的人来说，这个巨大的下载量意味着他们需要在下班回家后开始下载，并且直到第二天才能开始游戏。平均带宽的增加可以减少这种阻力，并使内容更易消费，因为用户无需花费太多时间来尝试所提供的内容。

这对于通过网络浏览器直接提供AR或VR体验的WebXR尤其有益。WebXR内容不像游戏或视频那样预先下载，因此它在大小上必须足够小，以免用户在加载体验时承受痛苦的等待时间。有了更大的带宽，可以制作更大、更详细的WebXR体验，并且在不需要长时间等待的情况下，可以更流畅地切换到下一个WebXR体验。

5G是延迟和带宽，但执行和经济问题同样重要
图片由戴尔提供
除此以外，还有您可以想象到的任何其关键障碍是延迟和带宽的用例。无论何时有人在一句话中提到某项技术和5G，并试图解释5G将如何革新该技术、行业或用例，您应该回到延迟和带宽这两个关键点。

通过降低延迟和提高带宽来解锁任何东西吗？对于AR和VR来说，理论上是肯定的，但执行和经济问题同样重要。

5G肯定会为上述用例提供可能性，但可能性并不总意味着可行性。例如，通过5G的优势提供一个良好的云渲染VR体验是可能的，但用户愿意为此付出多少钱，这个费用是否超过运行此项服务的成本呢？

这些都是迄今为止只有粗略答案的重大问题。只有在5G逐步进入市场之后，才会了解到实际的带宽、延迟和成本情况，只有那时我们才能清楚地看到各种用例的可行性与可能性之间的界线。