2020云化增强现实关键场景及技术白皮书_73页_2mb

报告摘要

云化增强现实关键场景及技术总结

核心内容

云化增强现实（Cloud AR）通过将AR内容和渲染能力上云，降低终端设备的计算和存储需求，提升用户体验，成为AR产业规模化发展的关键路径。5G网络的商用为Cloud AR提供了低时延、高带宽的传输保障，同时云平台的构建使AR应用生态更加丰富，推动AR技术的广泛应用。

Cloud AR主要分为终端、网络、平台三个层次，分别涉及AR内容处理、数据传输、服务渲染等能力。通过云平台与边缘计算的结合，能够有效解决终端算力不足、交互延迟高、内容成本高、数据传输复杂等问题。同时，AR技术在多个关键场景中展现出巨大的应用潜力，如通话、教育、游戏、地图、工业、展馆、党建、安防等。

主要观点

Cloud AR的必要性：
- 端侧算力有限，无法满足高精度AR应用需求。
- 云化能够降低终端成本，提升用户体验，实现AR内容的高效分发。
- 云平台和边缘计算的结合可以有效提升实时性、稳定性与交互能力。
Cloud AR的技术方案：
- 终端处理能力云化：将部分计算任务转移至云端，降低终端设备的硬件负担。
- 网络传输技术优化：采用超低时延流化技术、实时端边协同、网络原生优化等手段，确保数据传输的高效与稳定。
- 云平台构建：支持多路并发承载、多应用并行、资源调度等能力，为AR业务提供统一的平台服务。
- 边缘云能力增强：提供高精度空间计算、实时建模、模型驱动、SLAM、对象识别、高精度渲染等功能，提升AR的沉浸感与互动性。
关键场景应用：
- 通话：通过云端处理感知、虚实融合、人机交互，提升视频通话的互动性与沉浸感。
- 教育：将AR与教学内容结合，实现地理、生物等知识的可视化教学，提升学习效率。
- 游戏：支持多人共享AR场景，实现虚实融合的互动体验。
- 地图：利用SLAM和高精度空间计算，实现厘米级定位与真实场景融合。
- 工业：包括远程协作、装配指导、设备巡检、远程培训等，推动工业智能化。
- 展馆与党建：通过AR增强展示内容，提升参观与学习的沉浸感与互动性。
- 安防：结合AI识别、三维建模、实时定位等技术，实现智能安防与可视化调度。

关键信息

云化AR的三大技术层次

技术层次	核心能力	关键技术
终端	感知、采集、渲染	SDK支持、光学显示、终端渲染
网络	传输、延迟、带宽	低时延流化、端边协同、网络原生优化
平台	服务、内容、管理	AR框架云化、多路并发承载、资源调度、服务分发

云化AR的典型技术方案

终端技术方案：
- 主流SDK：如Huawei AR Engine、Google ARCore、Apple ARKit、商汤SenseAR等。
- 光学显示：支持视频透视与光学透视，光波导是消费级AR眼镜的主要方案。
网络技术方案：
- 超低时延流化技术：采用并行流化和FEC纠错技术，提升传输效率。
- 实时端边协同：结合终端与边缘节点能力，实现虚实场景的无缝融合。
- 网络原生优化：通过Radius等技术实现网络认证与优化，提升用户体验。
平台技术方案：
- AR框架云化：包括跟踪注册、对象识别、三维建模、虚景渲染等能力。
- 多路并发承载：基于虚拟化技术实现多用户并发处理，提升平台效率。
- 多应用并行：支持多应用同时运行，实现灵活资源调度与管理。
边缘云技术方案：
- 实时建模：通过采集真实场景数据，实现虚拟模型的实时构建。
- SLAM与高精度空间计算：实现虚拟物体的精准定位与融合。
- 对象识别与模型匹配：提升虚实叠加的准确性。
- 高精度模型渲染：确保AR画面逼真，满足高帧率、高精度渲染需求。

技术挑战与发展方向

终端计算能力不足：需借助云端处理复杂计算任务，如SLAM、三维建模、高精度渲染等。
网络时延与带宽限制：需要超低时延传输、高带宽支持，以及网络优化技术。
内容与交互复杂度：AR内容需支持高精度、高逼真度，同时需具备虚实融合、交互反馈等能力。
标准化与生态建设：需加快Cloud AR标准制定，推动产业生态发展，促进各行业融合应用。

附录要点

AR计算端云分布建议：不同AR技术点应根据其复杂度和性能需求合理分配到端侧或云侧。
端侧无法承载的高阶AR计算：如高阶动作识别、高精度图像处理等，需依赖云端强大算力。
缩略语：如AR、VR、SLAM、MTP、FEC等。
标准化情况：国内外标准化组织如3GPP、GSMA、ETSI等已开始Cloud AR相关标准制定，推动行业规范发展。

总结

Cloud AR是当前AR产业规模化发展的关键路径，通过将计算、渲染和内容处理上云，降低终端要求，提升用户体验。5G网络的商用为Cloud AR提供了必要的网络支撑，而云平台与边缘计算的结合则进一步提升了系统的实时性与交互能力。随着技术的不断成熟，Cloud AR将在多个关键场景中发挥重要作用，推动AR与各行业深度融合。未来，Cloud AR的发展需依赖于标准化、规模化应用试点、技术优化与生态建设。

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