5G技术与虚拟现实技术的有机融合

蔡雲婷

【摘  要】在这个飞速发展的时代，5G技术的出现，不仅加速推进通讯技术的深刻变革，还将触发人类政治、经济、文化和社会生活的大转型。随着互联网的稳步发展，越来越多的电子设备及应用依赖于网络。而虚拟现实将成为5G的第一波“杀手级”应用。5G技术和虚拟现实技术的有机融合又将擦出怎样的火花呢？

【关键词】5G技术;虚拟现实技术;融合

1 5G技术和虚拟现实技术概述

5G，即第五代移动通信技术，它是前几代移动通信技术系统后的延伸，它意味着网络信息通信的速率急速提高。5G通信技术峰值更高、网速更快、传输更有效率，能够将互联网与物联网完美的融合，可以让我们更快的走向一个全连接世界。虚拟现实、智能AI、远程操控、无人驾驶这一系列颠覆性的体验将会在5G技术的支持下得以实现。它原始数据传播速率相比以前高很多，削弱了高延迟，减少能源浪费，使用成本得到很大程度的降低，而且网络系统信息量得到进一步提高，能够与更多的大规模电子设备相连接等等。它是在现有无线接入技术（包括2G、3G、4G和Wifi）基礎上增添补充性无线接入技术后演进而成，将是真正意义上的融合网络。5G将打开万物泛联、人机深度交互的新时代，成为经济社会数字化转型的关键使能器。它将帮助人工智能、虚拟现实、区块链等技术走出实验室并深入应用到各行各业，从而催生新产业、新业态和新商业模式。

虚拟现实技术（VirtualReality），简称为VR，是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为系统仿真，利用计算机生成用户的沉浸和互动体验。虚拟现实技术融合了互联网、多媒体、传感器、新型显示和人工智能等多种技术，是引领全球新一轮产业变革的重要力量，其特点有立体感，沉浸感，新颖性，交互自主性等。虚拟现实技术综合了多种高科技技术，包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、语音输入输出技术、网络传输等。广义的虚拟现实技术家族包括VR、AR、混合现实（MixedReality）、虚拟漫游、裸眼3D、仿真和全息投影技术等;狭义的虚拟现实往往与增强现实对举。

2 5G技术与虚拟现实技术有效融合

5G网络峰值速率快，能达到10Gbit/s，可以满足更高的性能要求，各行各业因为5G从信息化时代进入智能化时代。虚拟现实是一种全新的人机交互方式，将5G技术和虚拟现实技术有效的融合可以广泛应用于游戏、教育、虚拟设计、医疗、艺术等诸多行业。优化后的虚拟现实技术可以摆脱传统的虚拟现实的头盔显示器、数据衣服、数据手套等常用交互设备上的空间传感器，与自然环境中真实的具有物理属性的虚拟模型进行交流，实现更自然、和谐的人机界面。5G技术和虚拟现实技术的有机融合可以突破时空的限制，为人们分析问题、解决问题、协同工作提供新手段，在航天、军事、医疗、教育培训、电子商务、娱乐等方面具有广阔的应用前景。

VR业务中传感和交互环节的良好实现需要对浸入式声场、语音交互、脑电交互等技术进行算法优化，以推动VR内容朝着沉浸式、自然化、强交互的方向发展。5G采用的超密集异构网络通过提高小基站密度，使网络节点离设备终端更近，从而有效应对大量用户在服务端随机操作带来的网络环境动态变化，真正满足大规模用户实时强互动所需要的计算和传输能力。VR业务所涉及的全景视频、立体3D、高分辨率画质等对网络传输速度和带宽提出了较高要求，而解决这些问题正是5G的强项。如大规模MIMO 技术通过增加天线数量，大幅度提升多用户无线接入系统的效率。VR/AR 中的语音识别、视线跟踪、手势感应和传感器套件等都需要低延时处理，这是实现流畅的人机交互和减少晕眩感的必要前提。

5G技术具有速度快、稳定和低延时等优势，这些优势有利于将大量优质的教学资源存放在云端，运用虚拟现实技术实现沉浸式体验教学、远程互动教学等多种教学任务。2020年新型冠状病毒肺炎疫情严重，在此情况下，VR+5G的深度融合能够打破传统授课的空间束缚与时间束缚，让学生在家也能完成课程内容学习，同时借助5G超高速的传输速率，将视频传至云端，实现实时渲染，将多路高清的教学直播放在头显里，学生可以随时回看教学内容，从而达到温故知新的教学效果。

5G技术与虚拟现实技术融合应用，将在消除时延眩晕、云端渲染等方面全面提升虚拟现实技术的用户体验。5G技术的高宽带、低时延特性将极大改善VR游戏的体验，使VR游戏更逼真，让VR走上云端;VR直播和VR影视能够实现身临其境的感觉，比如，中央广播电视台首次用“5G+VR”技术对2019年央视春晚进行实时直播;售楼、看房、展会完全可以通过VR沉浸式体验实现;VR购物足不出户就能轻松逛街;5G+VR+旅游让大众足不出户也能观看千里之外的风景，5G技术、虚拟现实技术和旅游业的充分融合，将成为未来旅行观光和文化导览的重要发展方向，塑造全新的旅游观光体验。通过运用5G技术低时延、高可靠的特点，远程控制无人机的起飞、转向、悬停、降落将依靠手势就能精确的完成，同时借助5G带宽大、速率高的特性，无人机拍摄的全息影像数据可实时回传到地面，带给人们立体 360°的沉浸式体验。在5G技术和虚拟现实技术的融合下，医生能够通过辅助工具——“头盔”、“眼镜”及空间传感器，无论何时何地都能“亲临”手术现场，同时远程操控医生的手术动作通过传感器被现场感知并同步复制，手术现场的机械手通过接收感应进行手术操作，深圳市人民医院借助5G技术完成了我国首例5G+AR（增强现实）/MR（混合现实）远程肝胆外科手术，北京有关专家远在2000公里以外对手术过程进行实时远程精准指导。基于实时影像处理和渲染技术，推出极速时尚仿真系统，通过在5G网络和虚拟现实技术的配合下，打造3D影像远程会诊系统，可以加快数字孪生和影像传输融合在医疗领域的实际应用，对现有辅助远程协作会诊提供配套完善和提高。数字孪生的核心技术，通过独有的边缘图灵算法集，以数字驱动商业为核心，充分应用5G技术，推出广泛应用于生命科学、教育、工业等领域的设备。

3结束语

在新的5G网络拓扑结构解决了VR赖以发展壮大的通信基础问题后，5G意味着更大的容量，数据通信从现实到虚拟现实，视频从高清迈入全息，宽带流量持续飙升。5G不仅意味着人与人的连接，还加入了人与物、物与物的连接，引领通信进入万物互联得时代。5G技术与虚拟现实技术的有机融合在各行各业的场景应用将会越来越广泛与完善，最终形成一种线上、线下、用户的闭环体验模式，打破所有时空、地域、语言等壁垒，高速催化商业发展。

参考文献

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[4]新华网.5G+VR将带来什么改变[EB/OL].[2019-07-07].

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