视频体验联盟：虚拟现实（VR）体验标准技术白皮书_22页_1mb

报告摘要

虚拟现实（VR）体验标准技术白皮书总结

核心内容

本白皮书是关于虚拟现实（VR）服务用户体验评估模型的标准化研究，旨在为VR设备、内容、网络平台等提供统一的评估标准，从而推动VR产业的健康发展。白皮书系统分析了影响VR用户体验的关键因素，构建了沉浸体验、观看体验和交互体验三大模块的评估模型，并通过符合ITU规范的主观实验方法，阶段性地建立VR用户体验评估模型。

主要观点

VR体验的关键要素：
- 终端创新：提升佩戴舒适性、屏幕分辨率、FOV等是基础。
- 内容应用：提升内容分辨率、帧率、立体感等是核心。
- 网络平台：运营商网络和Cloud VR平台为保障，需具备高带宽、低时延、稳定传输等能力。
VR用户体验评估模型：
- 模型分为沉浸体验质量（QlmE）、**观看体验质量（QPE）和交互体验质量（QInE）**三个子模块。
- 模型输出参数为VR_MOS，用于综合评估VR的临场感体验。
- VR_MOS的计算公式为：
  $$
  \mathrm{VR_MOS} = \min\left(\max\left((Q_{\mathrm{ImE}} - 1) \times (1 - v_{59} x (5 - Q_{\mathrm{InE}}) - v_{60} x (5 - Q_{\mathrm{PE}}) - v_{61} x | Q_{\mathrm{InE}} - Q_{\mathrm{PE}} |\right) + 1, 5\right)
  $$
  其中 $v_{59} \sim v_{61}$ 为模型系数，取值分别为0.25、0.25、0.045。
主观实验方法：
- 采用符合ITU规范的主观实验方法，通过控制测试条件和评分标准，对VR体验进行量化评估。
- 评分标准为5级量表，从1到5，5分最高，1分最低。
- 测试者需具备正常的视力和色觉，且无频繁参加VR测试的经历，以确保评分的客观性和准确性。
关键指标与参数：
- 沉浸体验质量：包括视频码率（Brv）、帧率（FR）、分辨率（Rh、Rv、RSh）、刷新率（RR）、视场角（FoVh）等。
- 观看体验质量：包括卡顿时长（Tr）、卡顿频率（RF）、数据丢失率（PLR）、黑边率（Pblack）等。
- 交互体验质量：包括头部MTP、肢体MTP、操作响应时延（Tor）、空间交互自由度（DOF）和精度（SIA）等。
模型构建与验证：
- 模型通过主观测试数据进行训练和验证，确保其准确性和适用性。
- 实验使用了HTC Vive Pro、Pico G2、Pico Neo、创维V901等设备，并结合2K和4K显示器进行等效测试。
- PPD（角分辨率）的测试方法涉及不同分辨率和观看距离的组合，以评估其对画面质量的影响。
模型的局限性：
- 当前模型未将佩戴舒适性纳入，主要因为其难以量化。
- 未来将扩展模型，纳入触觉、嗅觉和温度感知等更多体验维度。

关键信息

核心贡献单位：X Labs Wireless、华为X Labs实验室、西安电子科技大学多媒体实验室。
组织单位：华为GTS、首都师范大学机器视觉实验室。
主要评估指标：分辨率、帧率、码率、FOV、MTP、自由度等20多个指标。
模型框架：基于分级映射的方式构建，避免大量参数交叉测试，使主观测试量可控。
主观实验平台：包括VR内容服务模块、终端服务及技术参数统计模块、主观体验统计模块。
模型系数：
- $V_{1} \sim V_{9}$：用于计算画面质量 $Q_{P}$。
- $V_{10} \sim V_{12}$：用于计算视频质量 $Q_{V}$。
- $V_{13} \sim V_{17}$：用于计算音频质量 $Q_{A}$。
- $V_{18} \sim V_{24}$：用于计算沉浸体验质量 $Q_{ImE}$。
- $V_{42} \sim V_{51}$：用于计算视听连续性 $Q_{C}$。
测试数据：
- PPD对画面质量的影响测试结果表明，PPD越高，画面质量越好，但当PPD达到一定值后，影响趋缓。
- 头戴设备重量与佩戴舒适性呈负相关，设备重量越重，舒适性越差。

评估模型的典型值

评估模型基于真实测试数据，对不同业务场景下的体验质量进行量化评估。
模型适用于VR视频、游戏等业务，可参考应用于交互教育等其他类似业务。

问题与展望

当前模型受限于主观测试数据规模和测量手段，需进一步优化和扩展。
未来将引入更多体验维度，如触觉、嗅觉和温度感知，以提升模型的全面性。
模型需持续更新迭代，以适应VR技术的发展和用户需求的变化。

参考文献

本白皮书引用了ITU-R BT.500、ITU-R BT.1788等标准。
附录中提供了模型的详细计算公式和参数定义。

附录

编委：罗传飞、杨付正、蒋林涛、丁中、曹泽军、赵其勇、苏佳、宋利、陈红、许劲松、袁立、陈亚新、赖亚军、任卿、陆薇、吴雪波、林鹏、杨崑、杜斌、韦安明、佟宝生、余柯、张天若、卢俊斤、瑞倩、张家斌、张沛。
撰写：邹文杰、马志斌、杨友庆、彭振宇、沈慧、史成龙、黄一宏、王金东、翁冬冬、闫石、刘长虹、王慧林、台流杰、李晓波、陈玉琨。