Cloud_VR黑边与网络时延关系白皮书_18页_12mb

Cloud VR 黑边与网络时延关系研究白皮书总结

核心内容概述

本白皮书围绕 Cloud VR 中的黑边现象 及其与 网络时延 的关系展开研究，旨在为 Cloud VR 强交互业务提供保障良好用户体验的网络时延标准。黑边是 Cloud VR 体验中常见的视觉问题，主要由端云异步渲染技术引入，影响用户转头时的画面质量与沉浸感。研究通过量化黑边对用户体验的影响，结合实际测试数据，分析了黑边大小与网络时延之间的关系，并提出了网络时延的优化建议。

主要观点

• 黑边现象 是 Cloud VR 强交互业务（如 VR 游戏）中因终端头动渲染与云端基础渲染存在时延差异导致的。
• 黑边大小 受 时延 和 转头角速度 的影响，公式为：
  黑边角度 ≈ 云渲染与流化时延 × 用户转头角速度 - 超视角渲染增加的角度（单方向）。
• 用户体验评价 显示，黑边占比 是影响体验的关键因素，具体映射关系如下：
  • 优秀体验：无黑边
  • 良好体验：黑边占比 ≤ 15%
  • 较差体验：黑边占比 > 15%
• 网络时延 是影响黑边大小的核心因素之一，研究结果表明，保障良好体验要求网络时延在 20ms 以内。
• 端云异步渲染技术 是实现 MTP（Motion to Photon）时延 ≤ 20ms 的关键，但也会导致黑边现象。

关键信息

1. 黑边定义与产生原因

• 黑边 是用户在转头过程中，由于终端头动渲染与云端基础渲染存在时延，导致视角范围内无画面而出现的黑色区域或拖影现象。
• 黑边的形成与终端使用 异步时间扭曲（ATW） 或 异步空间扭曲（ASW） 等算法有关，不同的算法会产生不同的黑边表现形式。

2. 黑边影响因素

• 时延：包括云渲染与流化时延，网络传输时延，终端处理时延。
• 转头角速度：用户在游戏过程中转头的快慢程度。
• 超视角渲染：通过增大云端渲染视角来减少黑边，但会增加渲染与编码成本。

3. 量化黑边对用户体验的影响

• 通过构造不同黑边占比的体验样本，测试人员对样本进行主观体验评价。
• 结合黑边占比与主观评价，建立黑边与用户体验的映射关系。

4. 测试环境与方法

• 测试组网：使用 RH2288 V3 服务器、M60 显卡、HN8255Ws AP 和 Pico Neo（6DoF）VR 头盔。
• 测试内容：以具有典型转头需求的射击类游戏《黑盾》为主。
• 测试方法：
  • 使用手机陀螺仪记录用户的转头角速度。
  • 通过网络损伤仪设置不同网络时延，进行游戏体验测试。
  • 录屏采集实际画面，计算黑边占比，并分析其与网络时延的关系。

5. 测试结果

• 保障良好用户体验需 黑边占比 ≤ 15%，对应 网络时延 ≤ 20ms。
• 随着网络时延增加，黑边占比呈现非线性增长趋势，主要受传输协议（如 TCP）的影响。
• 在当前业界 Cloud VR 云渲染方案下，云渲染与流化时延约为 50~60ms，网络传输时延可忽略不计。

黑边与用户体验映射关系

研究意义与展望

• 用户体验 是 Cloud VR 发展的关键，黑边作为影响因素之一，需引起重视。
• 网络时延 是影响黑边的主要外部因素，需通过优化网络传输来提升用户体验。
• Cloud VR 业务仍处于早期阶段，用户体验仍有较大提升空间，未来用户对体验的要求将更加严苛。