何飛龍 胡翌陽 陳如一 黃瑩

（西南交通大學(xué)希望學(xué)院，四川 成都 610400）

當(dāng)前游戲市場十分火爆，同時游戲也是VR技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。低帶寬、高時延、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定是VR游戲普遍存在的問題。而5G技術(shù)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(shù)也提升了VR行業(yè)的社會關(guān)注度，將加速行業(yè)資源整合。而VR服務(wù)的成熟，也將大幅降低用戶使用門檻，讓VR技術(shù)大眾化。

一、VR技術(shù)綜述

虛擬現(xiàn)實作為新生代的信息交換技術(shù)，近年來不斷發(fā)展與完善，其硬件與軟件設(shè)備都得到了長足發(fā)展，也在各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。對于VR來說，其基本特點便是將計算機(jī)仿真、智能傳感器與圖形顯示等多種科學(xué)技術(shù)結(jié)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(shù)來說，為了提高用戶體驗，其技術(shù)難點與硬件設(shè)計需同步進(jìn)行發(fā)展。VR的主要技術(shù)難點：

（一）在VR設(shè)備的設(shè)計過程中，會在VR設(shè)備中放入一個球形鏡片，用以擴(kuò)大用戶的視覺范圍，帶來更加真實地沉浸感。一般的圖像經(jīng)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(jìn)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(yīng)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(jìn)行反畸變時其邊緣的顯示已經(jīng)被壓縮，因此在通過鏡片的畸變進(jìn)行顯示后，其圖形雖可以進(jìn)行正常顯示，但是圖像被壓縮部分的信息無法恢復(fù)，清晰度難免會出現(xiàn)下降。而且因為需要對每一幀的圖像都進(jìn)行反畸變的預(yù)處理，處理的信息量會很龐大。

（二）對于60hz刷新的設(shè)備來說，在理想情況下，每秒會處理60幀的圖片，則從數(shù)據(jù)到渲染就會產(chǎn)生16.666ms的延遲。而且，VR游戲的場景一般都很復(fù)雜，遇到相對復(fù)雜的場景時，可能會出現(xiàn)渲染不及時導(dǎo)致丟幀或幀率下降的情況發(fā)生。所以低時延是VR技術(shù)應(yīng)用于游戲的最基本要求。

二、5G技術(shù)綜述

隨著現(xiàn)在人們生活水平的提高，科技水平的提高，現(xiàn)階段的第四代移動通信已經(jīng)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(wǎng)絡(luò)（5G）是目前處于正在不斷開發(fā)的移動通信網(wǎng)絡(luò)。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(dá)到10G/s，是4G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)百倍。5G網(wǎng)絡(luò)的容量，時延，傳輸速率這三點都相比于4G有著質(zhì)的改變。這就意味著可以將其應(yīng)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(fā)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(zhì)的飛躍，高速穩(wěn)定的傳輸讓其可以很好的在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。并且5G的成本也更低，這就更能使其在未來的發(fā)展中得到應(yīng)用，提升通信體系的經(jīng)濟(jì)效益。5G具有很多應(yīng)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(chǔ)設(shè)施大規(guī)模建設(shè)。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(zhàn)。隨著5G的到來，原來的芯片已經(jīng)不能滿足5G的運行了，需要并且也正在正產(chǎn)第一批集成度更高而且更可靠的芯片。要加快5G的發(fā)展就要將5G擴(kuò)展并融入到更多的領(lǐng)域。5G將在通信行業(yè)中掀起一股熱潮，中國走在了5G的前沿，預(yù)計在明年部署基礎(chǔ)設(shè)施，實行規(guī)模化的試點工作。5G對于運營商和技術(shù)要求也是一次巨大的挑戰(zhàn)。

三、5G在VR游戲中的應(yīng)用

雖然VR游戲在幾年間得到了蓬勃的發(fā)展，市場規(guī)模也在逐漸擴(kuò)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于PC或者主機(jī)，不論是在國內(nèi)還是在國外只有極少數(shù)的電子產(chǎn)品愛好者或者發(fā)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(gòu)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(shù)運行，緊接著還有對各種聲音進(jìn)行合成與處理，這就導(dǎo)致了對它的運行設(shè)備有著極高的要求。（2）4G網(wǎng)絡(luò)傳輸速率有限進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰τ邢?，在進(jìn)行游戲時會出現(xiàn)丟包、跳頻等現(xiàn)象，它通常不能單獨處理VR體驗的復(fù)雜輸入機(jī)制。基本需要預(yù)先加載，這導(dǎo)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(wǎng)絡(luò)傳輸速率得到了巨大的提升。低延時，高效率的傳輸與網(wǎng)絡(luò)處理能力，將VR游戲致命的丟包卡幀的問題解決，原本應(yīng)用與VR設(shè)備中的“異步時間扭曲”技術(shù)在VR設(shè)備中的應(yīng)用便會相應(yīng)降低，空出的硬件區(qū)域則可以用于提升VR設(shè)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(wǎng)絡(luò)問題一經(jīng)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(dāng)前困擾VR游戲發(fā)展的直接有效方案。

四、結(jié)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(wěn)定安全的網(wǎng)絡(luò)。在同一區(qū)域?qū)崿F(xiàn)更多的連接，可實現(xiàn)海量物聯(lián)網(wǎng)。隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的提升，VR技術(shù)的高速發(fā)展，以及VR設(shè)備在大眾中的普及，將5G的高速網(wǎng)絡(luò)傳輸與VR技術(shù)相結(jié)合，VR游戲的缺陷將會被逐漸修復(fù)，給大眾帶來全新的游戲體驗。