(温馨提示:本文共5261字,阅读时间约为11分钟)

开篇

有人说,在游戏行业里,VR游戏就像一个过气的明星。也许它的出场曾经十分高调,但是由于硬件及内容不能满足消费者的需求,VR游戏逐渐沦落到十八线。值得庆幸的是,5G在这个时候出现了。在行业和玩家逐渐对VR游戏失去兴趣的时刻,5G技术的加持也许会挽救一下局面,帮助VR游戏这棵“枯木”迎来下一个“春天”。

不知道是否有人和小编一样,说起VR游戏,第一个进入脑海的就是诸如《头号玩家》、《名侦探柯南剧场版:贝克街的亡灵》以及《刀剑神域》这类电影动画。虽然在现实中也体验多不少次VR游戏,但是总抱着梦想,希望在不远的未来,VR游戏就可以做到像电影中那样的炫酷效果。

5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

电影《头号玩家》海报

5G技术会不会就是发掘出VR游戏潜力的其中一个关键因素呢?我们将通过本文一起来看一下VR游戏的现状、面临的主要问题和5G可以为VR游戏发展普及做出的贡献。下面就请跟我一起进入“真实”的VR游戏世界吧!

VR游戏的前世今生

VR游戏,即虚拟现实(Virtual Reality)游戏,是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,通过一些设备提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者感受到身历其境的体验,同时能够自由的与该空间内的事物进行游戏互动。

VR游戏的发展历程

VR技术的发展可以用以下几个重要时间点来概括:

  • 1935年,VR概念由一位小说家提出;
  • 1962年,Morton Heilig研发VR原型机,但该机器仅供研发,并没有实现能够交付到普通消费者的产品;
  • 1994年,任天堂与世嘉针对游戏行业推出VR产品,但由于设备成本高及内容应用水平一般,普及率较低;
  • 2016年,Oculus等大厂推出了应用水平、体验、价格都更亲民的的设备,VR行业进入爆发期,这一年也被誉为“VR元年”;
  • 2016年至今,VR产品进入深度迭代期,致力于在保证性能的同时逐步向轻量化发展。
5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

VR游戏发展历程

VR游戏逐渐进入普通家庭

VR技术可以带给我们的强交互和沉浸感,使得游戏成为VR的常见用途之一。从一个2019年美国消费者的调研数据来看,有 53.9%的人会使用 VR 玩游戏,而使用 VR 进行虚拟旅行、影音娱乐、观看实时演出、远程学习、社交和购物的比例分别有 44.5%、44.5%、32.3%、29.9%、25.4%和20.8%。购买VR设备来玩游戏之后,使用频率也是比较高的。从2018年的数来看,有37.8%的美国VR用户每周都会玩VR游戏,而每天都玩的人占18.2%。

5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

2019年美国消费者预期的虚拟现实用例

VR游戏的设备需求

在进行VR游戏的方式中,消费者还是有不少选择的。首先,在VR可穿戴设备中,可供选择的有Oculus 的 Go、Rift,HTC 推出的 Vive、Vive Pro,谷歌的 Daydream,三星的 Gear VR 、索尼的 PSVR以及Steam的Value Index等。根据选择的不同,价格会在 99 美元至 999 美元间浮动。一般来说,昂贵的 VR 头显需要匹配性能较高的 PC 硬件。接着,在选择好硬件后,消费者还需要寻找 VR 内容平台和要玩的游戏。部分头显设备与特定平台绑定,如:Oculus、谷歌的 Daydream 和索尼的 PSVR,这类平台以独家的 VR 游戏为主;其他一些头显能与多个商店兼容。

5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

VR游戏设备组成

VR游戏的内容分发

我们知道,一个爆款游戏的出现一定会对行业发展起到很强的推动作用。比如,对于那些钟爱《王者荣耀》和《绝地求生:刺激战场》的游戏玩家来说,就会希望购买一款性能彪悍的旗舰手机。同理,如果出现一款VR爆款游戏,势必也会对VR硬件设备的普及起到一定的支持。目前在 Steam 平台销量和人气最高的两款游戏分别是 Beat Saber(节奏空间)和 Half-Life: Alyx(半衰期:艾利克斯)。

《Half-Life:Alyx》是 Valve 公司于2020年3月24日发布的重磅旗舰 VR 游戏,在整个业界都堪称未来 VR 游戏的标杆,游戏界权威机构 IGN 甚至给出 10/10 分的满分超高评价。与在传统的平面屏幕玩 FPS(第一人称射击)游戏不同,在 SteamVR 上玩这款游戏给玩家带来了前所未有的第一人称的沉浸式体验。Valve 用大量的环境与交互细节打造了一个令人难以置信的沉浸式世界。游戏中的几乎每个小物品都可以进行物理交互,而且允许你欣赏的风景多不胜数。

5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

VR游戏《Half-Life:Alyx 》宣传图片

VR游戏的发展瓶颈

VR游戏看起来那么吸引人,小编都已经蠢蠢欲动,可是,在迎来一轮爆发期之后的的2~3年里,VR游戏的风口明显变凉。那么,制约VR游戏发展的又有什么呢?

玩家产生的眩晕感

首先,最大的问题就是玩家在体验过程中会出现的身体不适,例如头晕。

时延是 VR 头显使用过程中晕眩感来源之一。对于高质量的 VR 体验而言,最重要的是用户头部物理移动与头显上实时刷新图像到达用户眼睛之间的延迟时间。人类的感官系统在一定范围内能感知到视觉和听觉中相对较小的延迟,时延越小的产品使用者使用时越不容易产生晕眩感。但是,如果时延控制不好,就会给玩家带来明显的眩晕和不适。

传统视频游戏用户交互延迟需低于 150ms,而虚拟现实时延要求需要低于20ms。为了这个达到时延要求, VR 游戏画面帧率需要达到 90 FPS(每秒传输帧数,Frames Per Second),而传统桌面游戏画面达到 60FPS 后人眼画面上就不会感觉有延迟。 90FPS 帧率要求意味着芯片每秒渲染能力在 VR 游戏中相比传统游戏至少需要提升 50%。同时,为了让玩家的沉浸感更高,VR 游戏对处理芯片渲染能力的要求也远超桌面游戏。相比主流游戏画面渲染与电影制作渲染的负载要求,目前部分沉浸体验级渲染负载分别要提高 7 倍与 2 倍,相当于 4K 超高清电视每秒像素吞吐量。

总之,高帧率与高画面清晰度要求都使得 VR 游戏对芯片处理能力要求较高。

其他硬件技术问题

VR游戏的顺利运行势必需要许多技术共同作用:优质的光学元件、虚拟移动手柄交互、超强的摄像头与传感器等等,同时,我们又希望将设备尽可能的小型化和轻量化,可想而知其难度之大。事实上,如果我们将VR游戏分为线上线下,线上可以指使用头戴式一体机,内置手机芯片进行VR画面渲染,并通过wifi连接移动信号进行传输;而线下则指有线连接的PC式VR,就是我们多在线下场馆里看到的,通常以背着背包连接VR设备的形式呈现。背包中是类似供给笔记本电脑的服务器,可以渲染相对大型的游戏。这些终端设备无疑也桎梏了VR游戏的进一步发展。

5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

线下VR游戏设备

VR游戏的生态环境

VR产业发展速度过慢的另一个原因在于应用生态的成长速度太慢。作为新兴技术产物的虚拟现实设备,其生态环境并不乐观。这些设备本身仅仅起到了显示输出的作用,要想真正实际运用起来,需要多方面的支持和配合。

这种支持来自于游戏开发商,也来自于玩家,只有开发商能够制作出同样与虚拟现实设备匹配的高质量游戏作品,而玩家愿意去尝试,去接受这种全新的游戏新体验,再加上行业政策的支持和从业者的共同努力才能使得虚拟现实游戏朝着积极健康的方向发展。

5G如何加持VR游戏

相较于4G,5G会为VR游戏带来诸多改变,如果小编用九个字概括一下,就是:“高带宽、低时延、云游戏。”伴随着5G的加速落地和云计算的发展政策,VR游戏的交互与硬件限制都有望得以解放。VR游戏关于用户眩晕的诸多问题,归根结底,一大重要原因在于,4G硬件的处理速度远不能满足在VR产品实时处理大量数据的需求。这个问题在5G时代或许有答案。

高带宽、低时延

业内人士提到,4G以4K 30FPS处理视频,但5G有望通过以8K 90FPS处理视频体验,用户可以获得更丰富的视频体验。

5G 大带宽特性使用户能在各种环境流畅观看高分辨率全景视频等 VR 内容。在 4G 网络下,网速平均为 24.02 Mbit/s ,VR 设备无法流畅浏览高质量全景视频。这同时限制了 VR 一体机外出携带时的应用场景。5G 在用户体验上能达到 1024Mbp/s,完全可满足视频需求,且能进一步满足未来 VR 高质量视频的带宽要求。5G 技术的落地, 将推动 VR 内容完成从传统视频,到全景视频、在线游戏等多样化覆盖过程。

5G 低时延特性使交互型 VR 网游体验更为顺畅,可以有效降低 4G 环境下的延迟。目前的 VR 设备时延水平普遍在 20ms 以内,但也非常接近这个易产生晕眩感的延迟水平。如前文的 Oculus Rift 时延在 19.3ms,而索尼推出的 PSVR 时延水平在 18ms。目前的 4G 的理论空口时延即达到了 10ms,平均用户使用时延在 40ms,如果采用 4G 进行 VR 网游,整体时延将超过 60ms,这使得玩家极易产生晕眩感。借助5G技术,我们可以达到低于5ms或低于2ms的延迟,所有图像将是平滑自然的,用户体验也将是惊人的。

5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

Oculus Rift 设备

5G+云游戏

云游戏,是以云计算为基础的游戏方式,在云游戏的运行模式下,所有游戏都在服务器端运行,并将渲染完毕后的游戏画面压缩后通过网络传送给用户。在客户端,用户的游戏设备不需要任何高端处理器和显卡,只需要基本的视频解压能力就可以了。

VR 的云游戏也是将渲染放至云端进行,最大的挑战就在于网络时延。目前基于家庭宽带的情况,云游戏的时延约在 150 毫秒左右。如果把这样的技术方案使用到 VR 上来,那一定会让用户因为时延感到强烈晕眩。而 5G 的低时延特性在此时就能发挥作用,采用 5G+元游戏的技术方案,上下传输时间整体为 2ms,而云计算采用的是高性能 CPU 与 GPU, 渲染时间短于移动机芯片的本地渲染时间。因此 5G 条件下,相同画面质量,云计算方案传输与渲染整体时延会低于目前的 VR 一体机。

5G技术使VR游戏在提高用户体验的同时也可能降低了硬件成本。VR一体机有续航和散热两方面的考量,因此其只能采用性能较弱的移动端芯片,这导致 VR 一体机渲染存在“小马拉大车,既要马儿吃的少,又要马儿跑的快” 的问题。而 5G+云游戏技术的应用将会使弱性能处理器渲染出高质量画面成为可能。同时由于机体本身不参与渲染,可以选择性能较弱的芯片,降低成本的同时提高续航,也能减少不必要的其他散热模块,降低机体整体质量,使得 VR一体机更便携。

随着 5G 建设迅速展开,VR 云游戏将会凭借较低的硬件成本、更好的画面质量脱颖而出。

5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

5G+云游戏

同时,5G 还可以让 VR 设备摆脱有线传输线缆的束缚。目前的 PCVR 与主机式 VR 都需要长线缆与主机相连,当传感器检测到手部或身体移动后,会将信息利用线缆传输给 PC 或主机的处理器进行渲染,主机再通过线缆将渲染结果传输至主机。由于 5G 的低时延与高带宽的特性在性能方面并不弱于线缆,采用 5G 技术后,PCVR 或主机 VR 可以摆脱线缆的束缚,提升使用体验与使用者空间移动范围。

这意味着,不管是线下VR还是线上VR,都可能不再限于某个位置。也许VR用户将只需要一个头戴式耳机,就可以随时随地使用VR进行游戏和其他场景。

政策扶持

最后,伴随着5G技术到来,从政策到技术层面的利好都在持续释放。2018年底我国出台了《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》,表示要加快VR产业发展与应用创新。三大运营商 2020 年 5G 投资额达 1803 亿元,共同发力 5G+VR 建设。中国移动一份内部文件也展示出其将 在 2020 年目标发展 500 万 VR 用户,VR 头显不低于 100 万的目标。这些利好都可以刺激到VR游戏生态环境的发展,吸引平台开发商和玩家形成一个良性循环。

5G加持,VR游戏会迎来下一个春天吗

5G助力VR游戏

但是,5G的到来是否就决定了VR游戏的下一春呢?我们也应当以更辩证的角度看待这个问题。

5G肯定会打开上述用例的可能性,但可能性并不总是意味着可行性。例如,5G也许可以提供良好的云渲染VR体验,但是用户愿意为此支付多少费用,又是一个新的需要讨论的问题。另外,对于游戏行业,大家普遍认为优质的内容可能才是撬动整个消费市场的重要杠杆。5G的利好条件下为优质的产品诞生创造了一定的可能性,但是是否有像端游里的爆款产品问世,继而带动VR内容与应用生态的繁荣,可能是VR游戏产业发展的关键。

结语

VR技术为我们构建出了未来游戏的全新图景。它赋予游戏玩家更身临其境的带入感,使得游戏从平面走向立体。笔者相信,一旦这种技术真正发展成熟,游戏行业将彻底改变,能够调动五感的全方位三维游戏会成为主流,为玩家带来仿佛置身异次元空间的真实体验。

Statista预计到2022年AR和VR市场规模将达到2092亿美元,而VR游戏很可能成为5G时代的关键应用之一。凭借未来5G承诺的数千兆比特的速度和毫秒级的延迟,我们也许真的可以自由穿越在真实与虚拟世界之中。

在这个未来到来之前,希望VR游戏产业能够借助5G这个东风,发掘出更大的潜力,再上一层台阶!


参考资料:未来智库《5G应用之VR游戏行业深度报告》;Statista;Analytics易观《VR游戏市场趋势研究报告2016》;百度百科“VR游戏”;Forbes《The Arrival Of 5G Will Unlock The Full Potential Of VR And AR》;亿欧《还没凉透的VR,在5G时代会迎来春天吗?》;《Sifting Reality From Hype: What 5G Does (and Doesn’t) Mean for VR & AR》;网络图片(侵删)