云VR临场感指数白皮书_12页_3mb

报告摘要

华为Cloud VR临场感指数评估模型总结

核心内容

华为技术有限公司推出了一项针对Cloud VR业务的用户体验评估模型，旨在为VR业务的发展提供科学的评估依据。该模型基于对VR体验影响因素的系统研究，结合主观实验与数据分析，构建了一个具有前瞻性的评估体系。

主要观点

Cloud VR业务的重要性：随着VR技术在教育、娱乐、医疗等领域的广泛应用，Cloud VR业务作为Cloud X系列的一部分，具备巨大的商业潜力。
评估模型的创新性：该模型是业界首创，结合了VR设备的高PPD等效测试、多自由度交互真实感测试等方法，为VR业务体验评估提供了全面的框架。
模型的实用性：评估模型的算法将作为免费SDK发布，便于VR产业链的各参与方使用，促进整体业务体验的提升。
模型的前瞻性：模型不仅适用于当前VR业务体验评估，也为未来VR技术发展和体验提升提供了理论支持。

关键信息

一、评估模型框架

输入参数：
- 视频码率 (Br)
- 视频帧率 (FR)
- 视频分辨率 (Rh, Rv)
- 屏幕分辨率 (Rsh)
- 屏幕刷新率 (RR)
- 视频通道数 (ST)
- 视频编码 (Video Codec)
- 视域 (FoVh)
- 音频码率 (ABr)
- 音频声道数 (SP)
- 音频编码 (Audio Codec)
- 声画同步时延 (tassin)
- 平均卡顿时长 (Tr)
- 卡顿频率 (RF)
- 数据丢失率 (ppl)
- 头部MTP时延 (trd)
- 头部MTS时延 (tad)
- 肢体MTP时延 (tbd)
- 操作响应时延 (tcd)
- 自由度 (DOF)
输出参数：
- 视觉逼真度 (MOSVF)
- 听觉逼真度 (MOSAF)
- 交互一致性 (MOSIC)
- 视听逼真度 (MOSAVF)
- 连续/完整性 (MOSRP)
- VR临场感指数 (VRPI)

二、主观实验及分析方法

实验平台：使用HTC Vive Pro、HTC Vive、Pico Neo等设备，结合2K、4K显示器和高性能云主机，构建了VR主观实验平台。
评分方法：采用ITU-T P.913标准中的ACR 5分制评分方法，由测试人员对VR体验进行主观评分。
测试内容：
- PPD测试：通过等效测试方法研究分辨率对视频质量的影响。
- 多自由度交互测试：测试不同自由度下的交互真实感，包括头部、手部和操作的时延影响。

三、模型公式结构

VRPI公式：
$$
V R P I = \min \left(\max \left((M O S _ {A V F} - 1) \cdot \left(1 - v _ {5 3} (5 - M O S _ {I R}) - v _ {5 4} (5 - M O S _ {R P})\right) + 1, 1\right), 5\right)
$$
- VRPI是VR临场感指数，MOSAVF是视听逼真度，MOSIR是交互真实感，MOSRP是连续/完整性。
- V53和V54为模型系数，分别用于调节交互真实感和连续/完整性对临场感指数的影响。

四、模型典型值

PPD对视频质量的影响：PPD为15时，MOSv约为3.28分；PPD为60时，MOSv约为4.51分，之后增长趋缓。
单眼分辨率对视频质量的影响：单眼分辨率为1.5K时，MOSv约为3.13分；2K时，MOSv约为3.55分。
帧率对视频质量的影响：
- 游戏场景：30fps时，MOSv约为3.15分；60fps时，MOSv约为4.15分；90fps时，MOSv超过4.52分。
- 视频场景：30fps时，MOSv约为3.88分；60fps时，MOSv约为4.51分；90fps时，MOSv达到4.61分。
FOV对视觉逼真度的影响：在PPD为120时，视觉逼真度MOSVF呈线性增长。
头部MTP时延对交互一致性的影响：头部MTP时延小于等于20ms时，MOShd不受损伤；时延为50ms时，MOShd为3.63分；时延为100ms时，MOShd为2.55分；时延为200ms时，MOShd下降为1.47分。
肢体MTP时延对交互一致性的影响：肢体MTP时延小于等于50ms时，MOSbd不受损伤；时延为100ms时，MOSbd为4.02分；时延为300ms时，MOSbd为2.44分；时延为500ms时，MOSbd下降为1.71分。
操作响应时延对交互一致性的影响：操作响应时延小于等于50ms时，MOSod不受损伤；时延为100ms时，MOSod为3.95分；时延为300ms时，MOSod为2.40分；时延为500ms时，MOSod下降为1.70分。
UDP丢包率对视听完整性的影响：丢包率为0.25%时，MOSP为3.98分；丢包率为0.5%时，MOSP为3.23分；丢包率为1%时，MOSP为2.25分。
FEC失败率对视听完整性的影响：FEC失败率为0.5%时，MOSP为4.39分；失败率为1%时，MOSP为3.88分；失败率为2%时，MOSP为3.08分。

五、模型应用

不同分辨率全景视频的视频质量评估：
- 1920分辨率：MOSv为1.54分。
- 2560分辨率：MOSv为1.81分。
- 3840分辨率：MOSv为2.29分。
- 7680分辨率（8K）：MOSv为3.13分，仅处于可接受水平。
主流商用VR头显的体验评估：
- HTC Vive Pro：视频MOSv为3.04分，VR PI为3.15分；游戏MOSv为2.98分，VR PI为3.07分。
- Pico Neo 商业版：视频MOSv为3.17分，VR PI为3.1分；游戏MOSv为3.11分，VR PI为3.02分。
- 小米 VR 一体机：视频MOSv为2.98分，VR PI为2.99分；游戏MOSv为2.83分，VR PI为2.5分。
- 小米 VR 一体机 + NOLO：视频MOSv为2.98分，VR PI为2.99分；游戏MOSv为2.83分，VR PI为2.88分。
不同单眼分辨率头显在不同网络状况下的体验对照：
- 1K：VR PI为3.29分。
- 1.5K：VR PI为3.52分。
- 2K：VR PI为3.63分。
- 3K：VR PI为3.73分。
- 4K：VR PI为3.81分。
- 6K：VR PI为3.93分。