华为-5G云VR临场感指数白皮书-2019.10-12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 Cloud VR 业务体验评估模型，旨在为VR业务的用户体验评估提供科学依据，并推动5G网络建设与VR产业发展。该模型通过主观实验和数据分析，构建了一个分级映射的评估框架，涵盖了视频与音频质量、交互一致性、视听完整性等多个维度，以实现对VR临场感的全面评估。

主要观点

Cloud VR 是依托5G网络、云端算力和云化存储技术，实现高质量VR体验的新型业务形态。
VR临场感指数（VRPI） 是评估模型的核心输出指标，用于衡量用户在VR环境中的沉浸感和真实感。
评估模型基于ITU规范设计，结合主观实验和客观参数，构建了多维度的体验评估体系。
评估模型的算法将以免费SDK的形式发布，促进VR产业生态的协同与优化。
模型可应用于当前VR业务体验评估及未来产业发展路径规划，为技术改进和用户体验提升提供指导。

关键信息

评估模型框架

模型输入层：包括视频码率（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（tasyn）、平均卡顿时长（Tr）、卡顿频率（RF）、数据丢失率（ppl）、头部MTP时延（td）、肢体MTP时延（tbd）、操作响应时延（tcd）、自由度（DOF）等。
子感知体验层：包括视听逼真度、连续/完整性和交互真实感。
模型输出层：包括视觉逼真度（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）等，评分范围均为1~5分。

模型公式结构

$$
V R P I = \min \left(\max \left((M O S _ {A V F} - 1) \cdot \left(1 - v _ {5 3} (5 - M O S _ {I R}) - v _ {5 4} (5 - M O S _ {R P})\right) + 1, 1\right), 5\right)
$$

VRPI 以视听逼真度 MOSAVF 为基础，交互真实感 MOSIR 和连续/完整性 MOSRP 作为体验损伤因素。
公式中 V53 和 V54 为模型系数，用于调整各项指标对VRPI的影响权重。

评估模型典型值

PPD（像素每度）：随着PPD的增加，视频质量 MOSV 逐步提升，但在PPD达到60后增长趋缓。
单眼分辨率：单眼分辨率提升有助于视频质量 MOSV 的改善，但受限于当前商用VR头显的性能。
帧率：帧率越高，视频质量 MOSV 越好，但超过90fps后增长趋于平缓。
视域（FOV）：在110°范围内，视觉逼真度 MOSVF 呈线性增长。
交互时延：头部MTP、肢体MTP、操作响应时延对交互一致性 MOSIR 有显著影响，时延越小，体验越好。
UDP丢包率：丢包率增加会导致视听完整性 MOSP 下降，需通过 FEC 技术进行补偿。

评估模型应用

不同分辨率全景视频体验得分：如表5所示，8K视频质量仅为可接受水平，而4K视频可达到较高评分。
主流商用VR头显最佳体验评估：如表6所示，不同设备在视频和游戏场景下的视频质量和VR临场感指数差异较大，HTC Vive Pro 表现最佳。
VR产业发展路径：根据当前技术水平和未来目标，华为提出了不同的临场感指数提升路径：
- 当前VR临场感指数约为3.09分，仅达到入门级“可接受”水平。
- 未来2-3年目标为VRPI达到3.5分，需单眼分辨率2K，帧率90fps或单眼分辨率3K，帧率60fps。
- 3年后挑战目标为VRPI达到4分，需单眼分辨率6K，帧率90fps。
- 4K分辨率，帧率90fps 可作为过渡目标。