Page 31 - 网络电信2020年1/2月刊下

基于MEC的VR关键技术

刘红波，赵军，华为技术有限公司

摘要：多接入边缘计算（multi-access edge
computing，MEC）是5G网络在边缘侧的延伸，
其高带宽、低时延的网络特性为VR（virtual
reality，虚拟现实）的极致用户体验提供了必要
保障。同时，5GMEC网络的分布式架构和节点间快
速的数据交换能力为VR应用边缘化部署和设备移动
性接入提供了硬件基础。从VR的成本和体验两方面
考虑，首先分析了基于传统硬件架构的VR的优缺
点，然后描述MEC对VR成本和体验带来的益处。最
后以VR视频直播场景为例，描述了基于MEC的VR关
键技术。
关键词：多接入边缘计算；虚拟现实

一、引言 VR和基于云的VR——Cloud VR。
虚拟现实（virtual reality，VR）作为一种广为人知的 （1）基于PC的VR
技术，已经被广泛地应用到教育和培训、工程、建筑和城市设 基于高性能PC的VR硬件和软件架构如图1所示。在这种形
计、遗迹和考古、医学以及娱乐等领域。借助于现代复杂的计 态下，VR应用运行在本地PC主机上，HMD通过HDMI线与PC主机相
算机软/硬件技术，应用开发者能够构建更加逼真的VR虚实融合 连。用户姿态信息通过外置定位基站进行捕获，用户操作指令
世界，通过VR终端设备用户能够获得高度沉浸式、整体性和真 通过HDMI传到PC主机指导VR画面渲染。渲染画面通过HDMI传输
实性的交互体验。 到HMD显示，HMD无计算能力。
沉浸感和交互性是VR区别于传统多媒体技术的最重要的特
图1 基于高性能PC的VR硬件和软件架构
征。交互时延和场景逼真度是衡量VR用户体验的关键指标。低
成本是影响VR技术广泛普及的关键商业因素。为了在VR的高用
户体验和低成本之间取得合适的平衡，软硬件厂商通过大量的
技术尝试，推出了多种形态的解决方案。5G MEC的低时延、高
带宽网络特性和计算节点下沉，为寻求VR用户体验和成本之间
更佳的平衡提供了新思路。
本文主要围绕VR用户体验和成本两方面因素，简单分析现
有VR软/硬件形态的优缺点。然后，结合MEC网络结构的特点，
以VR视频直播场景为例，阐述MEC下VR的关键技术。

二、VR体验因子及VR软/硬件形态 基于PC的VR的优点在于：渲染画面通过HDMI线实时传输到
1、低交互时延和高画质是VR的关键体验指标 HMD显示，能够保证用户交互时延在20ms内；画面传输过程中无
VR通过构建虚拟世界，并通过VR外部设备将用户与虚拟世 需压缩，可保证无损的画质体验。其缺点是：主机与HMD之间通
过有线连接，限制用户的自由移动；Outside-in定位方式需要
界融合、交互，让用户产生身临其境的感觉。场景的逼真度和
用户的交互时延决定着VR的用户体验。 预先设定用户活动范围，无法实现无限空间移动定位；单用户
成本较高，无法形成规模商用。
场景逼真度直接表现为VR头戴显示器（head-mounted
display，HMD）呈现给用户的图像质量；交互时延为用户交互 （2）基于移动端的VR
为了解决PC端VR的移动性和高成本问题，Oculus、HTC、
动作发出到最终动作结果呈现给用户之间的时间间隔，一般要
求交互时延不超过20ms，否则用户会产生眩晕感。图像质量影 Microsoft、Google、Samsung等VR厂商相继推出了移动端VR产
品，如Oculusgo、Oculus Quest、VIVEFocus等产品以及与手机
响用户的耐受度，从而影响用户的VR体验时长。因此，低时延
和高画质是用户VR长时间、自由体验的基本要求和关键指标。 配合使用的VR Cardboard，如Samsung Gear VR、HuaweiVR2等
产品。基本硬件形态如图2所示，其软件组成架构与PC端VR相
2、传统VR软/硬件形态及其优缺点
当前，主要存在3种VR形态，即基于PC的VR、基于移动端的 似。

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