韋皓仁

（廣東郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510630）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的使用和發(fā)展在我國(guó)依然受一些現(xiàn)實(shí)因素的影響，導(dǎo)致了該技術(shù)產(chǎn)品無(wú)法深入到產(chǎn)業(yè)發(fā)展中去，僅僅是在一些經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中得到了淺顯應(yīng)用，無(wú)法全面發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研發(fā)和投入使用，其也對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響，為新時(shí)期虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的推廣與普及提供了通信技術(shù)支持，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)提供了技術(shù)保障，這對(duì)于新時(shí)期虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展有著重要意義。

1 第五代移動(dòng)通信技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5th Generation Mobile Communication Technology，簡(jiǎn)稱“5G技術(shù)”），是新時(shí)期基于第四代通信技術(shù)研發(fā)出的具有高速率、低時(shí)延以及大連接技術(shù)特點(diǎn)的新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)。第五代移動(dòng)通信技術(shù)作為新時(shí)期通信技術(shù)發(fā)展的最新成果，其不僅能夠滿足人與人之間的通信需求，還能夠?qū)崿F(xiàn)人與物、物與物之間的通信交流，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、超高清視頻技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的通信基礎(chǔ)，為移動(dòng)醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)自動(dòng)化控制、環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控的技術(shù)體系的實(shí)現(xiàn)提供通信技術(shù)保障。尤其是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)以及智能化技術(shù)的發(fā)展變革中，更是起到了重要作用，成為國(guó)家發(fā)展、社會(huì)經(jīng)濟(jì)變革的重要基礎(chǔ)。相較于第四代移動(dòng)通信技術(shù)，第五代移動(dòng)通信技術(shù)的性能更加優(yōu)越，從通信過(guò)程中流量的峰值速率來(lái)說(shuō)，第五代移動(dòng)通信技術(shù)的峰值速率能夠達(dá)到10～20 Gbit/s，完全能夠滿足高清視頻以及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的大數(shù)據(jù)量傳輸需求，從根本上解決了當(dāng)前技術(shù)發(fā)展中所面臨的數(shù)據(jù)流量傳輸問(wèn)題。從網(wǎng)絡(luò)接口的時(shí)延角度來(lái)說(shuō)，第五代移動(dòng)通信技術(shù)空中接口的時(shí)延低至1 ms，能夠?yàn)樾聲r(shí)期汽車產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)以及醫(yī)療衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)的遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)應(yīng)用等提供低時(shí)延的移動(dòng)寬帶通信保障。第五代移動(dòng)通信技術(shù)的頻譜效率相較于TLE的頻譜效率提升了3倍以上，這對(duì)于我國(guó)通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要意義。并且第五代移動(dòng)通信技術(shù)的流量密度高達(dá)10 Mbps/m2以上，移動(dòng)性支持500 km/h的高速移動(dòng)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是基于虛擬世界體驗(yàn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)種類之一，屬于計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。其以計(jì)算機(jī)為載體進(jìn)行虛擬環(huán)境的生成，然后以多源信息融合的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為，完成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仿真，并能夠給予用戶真實(shí)的視覺(jué)體驗(yàn)[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是涉及人體主觀感知的現(xiàn)代技術(shù)體系，其仿真系統(tǒng)為多種技術(shù)的結(jié)合，包括基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)等，并以傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等作為延伸。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中，是以環(huán)境模擬與人體主觀感知的互動(dòng)來(lái)完成的，不僅關(guān)系到了人體的視覺(jué)感知，還涉及了聽覺(jué)、觸覺(jué)以及運(yùn)動(dòng)等主觀行為的感知，并且隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的逐漸完善，對(duì)于嗅覺(jué)和味覺(jué)的感官行為應(yīng)用也逐漸深入，逐漸形成了多感知技術(shù)系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征體現(xiàn)主要集中在其系統(tǒng)的多感知性、存在感、交互性以及自主性，使用戶能夠在虛擬環(huán)境中感受真實(shí)的環(huán)境，甚至在一定程度上能夠達(dá)到讓用戶難以辨別真假的程度[2]。同時(shí)，用戶在虛擬環(huán)境中也能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行操作和交互處理，得到虛擬環(huán)境的反饋，并能夠保證虛擬環(huán)境中的物體與現(xiàn)實(shí)世界物體的運(yùn)動(dòng)定律保持一致，也可以根據(jù)需求進(jìn)行模擬。

2 第五代移動(dòng)通信技術(shù)特征分析

隨著第五代移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)和轉(zhuǎn)化的不斷深入，其應(yīng)用也愈加廣泛，涉及工業(yè)生產(chǎn)、車聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)駕駛、能源技術(shù)、教育、醫(yī)療、文旅、智慧城市建設(shè)、信息消費(fèi)以及金融等領(lǐng)域。除此之外，第五代移動(dòng)通信技術(shù)特征體現(xiàn)也更加明顯，主要包含以下幾個(gè)方面。

（1）數(shù)據(jù)速率特點(diǎn)。在移動(dòng)通信技術(shù)中，決定系統(tǒng)通信性能的關(guān)鍵因素是數(shù)據(jù)的傳輸效率，尤其是隨著當(dāng)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳輸數(shù)據(jù)包越來(lái)越大，這對(duì)通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率有了更高的要求。尤其是在高清視頻數(shù)據(jù)或者虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)的傳輸與使用中，由于兩者的數(shù)據(jù)庫(kù)體量極大，需要高數(shù)據(jù)傳輸速率的通信技術(shù)來(lái)提供高數(shù)據(jù)速率傳輸服務(wù)通道。第五代移動(dòng)通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率，其最高數(shù)據(jù)傳輸速率能夠達(dá)到20 Gbit/s以上，比傳統(tǒng)的有線互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率更高，是第四代移動(dòng)通信技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速率的百倍以上。

（2）數(shù)據(jù)時(shí)延特點(diǎn)。數(shù)據(jù)時(shí)延是網(wǎng)絡(luò)通信中影響通信效果和系統(tǒng)反饋效率的關(guān)鍵因素，數(shù)據(jù)時(shí)延越低，系統(tǒng)的響應(yīng)速度也就越快。在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展中，不論是汽車產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)駕駛功能還是醫(yī)療衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)的遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的時(shí)延要求都非常嚴(yán)格。第四代移動(dòng)通信技術(shù)的時(shí)延為30～70 ms，而第五代移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延能夠低于1 ms，這對(duì)于當(dāng)前低時(shí)延要求的產(chǎn)業(yè)體系通信技術(shù)使用有著重要意義。

（3）能源節(jié)約特點(diǎn)。加快形成能源節(jié)約型社會(huì)是當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展的重要方向，更是推動(dòng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略落實(shí)的重要基礎(chǔ)。相較于傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或者第四代移動(dòng)通信技術(shù)，第五代移動(dòng)通信技術(shù)的能源損耗更低，這對(duì)于我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展有著重要意義，能夠全面降低網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中的能源損耗，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。

（4）成本降低特點(diǎn)。成本控制是當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理的重要環(huán)節(jié)，也是關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在[3]。在第五代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展中，其成本相較于傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)體系得到了明顯降低，不論是在無(wú)線通信服務(wù)還是在辦公企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中，第五代移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信不僅速度更快，成本投入也更低，這對(duì)于新時(shí)期網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與革新有著重要意義。

（5）系統(tǒng)容量特點(diǎn)。現(xiàn)代社會(huì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，因而對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容量要求越來(lái)越高。第五代移動(dòng)通信技術(shù)的重要特點(diǎn)之一就是系統(tǒng)容量更大，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大容量系統(tǒng)數(shù)據(jù)包的儲(chǔ)存與傳輸，全面滿足了新時(shí)期現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)信息化建設(shè)中對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量的要求。

（6）設(shè)備連接特點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中對(duì)設(shè)備之間連接的要求日益嚴(yán)格，尤其是智能技術(shù)發(fā)展中對(duì)于人與設(shè)備之間的交互更加關(guān)注。第五代移動(dòng)通信技術(shù)能夠全面滿足設(shè)備連接的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、人與設(shè)備之間的高度互聯(lián)，以此為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展提供無(wú)線通信技術(shù)的支持與保障。

3 第五代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展背景下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在當(dāng)前發(fā)展中主要以單機(jī)形式存在，在實(shí)際應(yīng)用中受到各種因素的限制，使得我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用受阻。隨著第五代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在得到諸多發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，需要全面升級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展模式。第五代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展背景下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)主要包含以下兩個(gè)方面。

（1）第五代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展背景下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景普及的挑戰(zhàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)綜合性技術(shù)，其產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，實(shí)際應(yīng)用中涉及的產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域較多，并且多數(shù)依托于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。隨著第五代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)中，更加追求其性能參數(shù)，對(duì)于跨產(chǎn)業(yè)鏈條的思考嚴(yán)重不足，無(wú)法針對(duì)特定的應(yīng)用場(chǎng)景保證虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用性技術(shù)斷點(diǎn)進(jìn)行研究與識(shí)別，這就導(dǎo)致了當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展中面臨著單點(diǎn)突破所帶來(lái)的研發(fā)效能問(wèn)題，不利于新時(shí)期虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展[4]。

（2）第五代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展背景下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中對(duì)于端、管、云的協(xié)同集約產(chǎn)業(yè)形態(tài)所面臨的挑戰(zhàn)。當(dāng)前階段我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展中，不同企業(yè)均以自身的風(fēng)格為主，行業(yè)之間對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的信息流通不暢。利用第五代移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)平臺(tái)的搭建就成了當(dāng)前其技術(shù)發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)，也成了我國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品差異化、特色化發(fā)展的關(guān)鍵所在。

4 第五代移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的影響分析

第五代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，能夠全面提升虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)中，應(yīng)用第五代移動(dòng)通信技術(shù)能夠降低其內(nèi)容獲取的難度，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備價(jià)格方面的調(diào)控，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品價(jià)格的控制，進(jìn)而推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)級(jí)、網(wǎng)聯(lián)式、規(guī)模性、差異化發(fā)展與轉(zhuǎn)變。因此，第五代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也產(chǎn)生了巨大影響。

4.1 對(duì)用戶體驗(yàn)的影響

隨著第五代移動(dòng)通信技術(shù)的逐漸普及，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品得到了更加高效的無(wú)線通信技術(shù)支持，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)上傳，并在云服務(wù)器進(jìn)行內(nèi)容的渲染，以此實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品界定的突破。通過(guò)對(duì)第五代移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠由傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品單一的終端設(shè)備向著終端機(jī)加云服務(wù)器的聯(lián)合模式轉(zhuǎn)變。其中，在云服務(wù)器中的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品渲染，就是在虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品制作中的圖形渲染環(huán)節(jié)由云服務(wù)器完成，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備負(fù)載的降低，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的輕量化發(fā)展，并且提升用戶體驗(yàn)，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)終端的無(wú)繩化、移動(dòng)化發(fā)展。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展中，一般將用戶體驗(yàn)分為四個(gè)層次，要想提升用戶體驗(yàn)，就需要不斷提升虛擬現(xiàn)實(shí)終端產(chǎn)品的運(yùn)行效率。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的畫面品質(zhì)也是影響用戶體驗(yàn)的直接因素，要想提升虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的畫面質(zhì)量，就需要注重對(duì)分辨率、刷新率的調(diào)整，這就需要設(shè)備的帶寬超過(guò)百兆。第五代移動(dòng)通信技術(shù)的帶寬能力是第四代移動(dòng)通信技術(shù)的10倍以上，完全能夠滿足虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品畫面質(zhì)量提升對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。并且，在虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的交互方面，也能夠通過(guò)對(duì)虛擬環(huán)境畫面時(shí)間差的控制，保證用戶良好體驗(yàn)。實(shí)際操作過(guò)程中，需要保證將用戶頭動(dòng)到顯示出相應(yīng)畫面的時(shí)間差控制在20 ms以內(nèi)，以此保證用戶體驗(yàn)。如果只從設(shè)備調(diào)整角度進(jìn)行改良，就會(huì)導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的設(shè)備體積過(guò)大，價(jià)格高昂，無(wú)法實(shí)現(xiàn)用戶的靈活使用，這就需要通過(guò)云服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。第五代移動(dòng)通信技術(shù)能夠從根本上解決云服務(wù)器的時(shí)延問(wèn)題，將窗口時(shí)延控制在1 ms以內(nèi)，以此保證虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的交互效率[5]。

4.2 對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)終端使用門檻的影響

現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展中，對(duì)其終端成本的控制是推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。而當(dāng)前部分高品質(zhì)終端設(shè)備的運(yùn)行都是通過(guò)本地處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，這就導(dǎo)致了設(shè)備成本及價(jià)格的昂貴。第五代移動(dòng)通信技術(shù)為云服務(wù)處理技術(shù)的普及奠定了重要基礎(chǔ)，使以往本地處理的終端設(shè)備能夠在云處理服務(wù)器運(yùn)行，降低了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中終端設(shè)備的制造成本，同時(shí)保證虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)終端運(yùn)行的流暢感和沉浸感，一定程度促進(jìn)了新時(shí)期虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。

4.3 對(duì)內(nèi)容生產(chǎn)環(huán)境的影響

解決虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品快速生產(chǎn)制作的問(wèn)題也是推動(dòng)當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。在4G時(shí)代，由于虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的運(yùn)算處理工作通常需要在本地終端設(shè)備中進(jìn)行，導(dǎo)致每個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用產(chǎn)品在進(jìn)行內(nèi)容制作時(shí)需要根據(jù)所要上線的終端設(shè)備類型來(lái)進(jìn)行匹配制作，從而嚴(yán)重影響了虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容生產(chǎn)的效率。隨著5G時(shí)代的到來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品運(yùn)行與計(jì)算的云端處理，就能夠保證每個(gè)終端設(shè)備都能夠高效運(yùn)行，從而解除傳統(tǒng)內(nèi)容生產(chǎn)環(huán)境對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展限制。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，第五代移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對(duì)于新時(shí)期虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展有著重要影響。第五代移動(dòng)通信技術(shù)憑借高數(shù)據(jù)速率、低空口時(shí)延、大容量系統(tǒng)以及高效設(shè)備交互連接等技術(shù)特點(diǎn)，能夠?yàn)樾聲r(shí)期的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其產(chǎn)品的發(fā)展提供網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)保障與支持，并通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與云處理技術(shù)的結(jié)合發(fā)展，將虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境處理在云處理服務(wù)器中運(yùn)行，全面降低終端設(shè)備運(yùn)行負(fù)載，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新發(fā)展。