核心觀點:

5G 賦能大視頻新業態——無所不在的視頻共享形態,成爲主要流量入口

在 5G、超高清、虛擬現實等新興技術催生下,傳統視聽內容的生產和傳播,已 難以滿足新時代人民羣衆對美好視聽的新需求,“5G 大視頻”應運而生。所謂大 視頻,不是指視頻的大小或多少,而是指無處不在的數字化生產和無處不在的視 頻共享形態。新的視聽形式與業態也在不斷湧現,從傳統的廣播電視到網絡視頻 再到互聯網電視、移動視頻、 IPTV、互動數字視聽以及視頻通訊等,視聽服務 正向跨平臺、多屏幕、全媒體的大融合時代迅速邁進,受衆已經從單向傳輸內容 的接受者變成了多維度互動的參與者、體驗者,甚至是創造者、傳輸者。視頻已 成爲主要的流量入口。

5G 大視頻有望向超高清、沉浸式、互動式、AR/VR 演進,應用場景豐富

5G 一方面改變了傳統的媒體信息傳播模式,讓信息傳播與信息觀看之間的個體 聯繫有望更加密切;另一方面提高了信息數據的傳播速度,使得未來大視頻領域 將會面臨更多更新的機遇和發展。5G 時代的視頻傳播有望成爲信息傳播的主要 呈現方式,向着超高清、沉浸式、互動式、AR/VR 演進,傳統視聽內容的生產和 傳播,已難以滿足新時代人民羣衆對美好視聽的新需求,“5G 大視頻”應運而生。 基於 5G 網絡下的大視頻應用前景廣闊,5G 網絡的發展將構築滿足不同客戶 2B、 2C、2H 視頻業務需求的無線網絡架構。基於 5G 網絡下的大視頻應用前景廣闊, 除了 2C、2H 市場,在 2B 市場 5G 大視頻更是被行業廣泛應用。從目前行業內 5G 應用場景的推廣來看,幾乎都離不開 5G+大視頻,5G 大視頻有望在 5G 網絡 行業推廣應用中起到積極的推進帶動作用,應用於體育賽事、科技場館、展陳場 館、遊藝場館、商業場館、家庭終端、教育培訓等各領域。

5G 大視頻有望成爲流量增長推手,OTN、CDN、IDC 預計將受益

在國家相關政策的扶持之下,5G 高速率、低時延、大連接的特性有望帶動大視 頻業務高速發展,5G 大視頻有望引起新一輪重大技術革新,沉浸式、互動式視 頻及 VR/AR 也將與更多場景交互融合,把人們對於移動網絡的體驗推向更高的 層次,體會到智能萬物所帶來的便捷和高效。5G 等寬帶網絡爲視頻製作提供大 帶寬、低時延的傳輸保障,邊緣計算爲大視頻處理提供算力支撐,網絡切片爲視 頻直播提供專有通道保障,互動視頻 CDN 爲視頻內容分發提供交互體驗支撐。 5G 作爲大視頻行業發展的加速劑,預計將帶來新的發展變革機遇,相關產業鏈 上市公司需要重點關注。

1、 隨通信技術演進,視頻行業已成爲主要流量入口

1.1、 4G 時期,視頻傳播成爲了主要的傳播形式之一

移動通信技術的發展改變了傳播模式。1G 和 2G 時代,限於技術發展,傳播媒 介只能是文字或語音;3G 時代增加了圖片媒介,傳播渠道拓寬,傳播形式更加豐富; 4G 時代,因爲網速的提升和生產方式的變遷,視頻傳播成了主要的傳播形式之一; 5G 時代就是視頻大行其道的時代,各式各樣的視頻模式將成爲信息傳播最重要的媒 體形式之一。

1.2、 網絡視頻用戶規模大幅提升,視頻行業已成爲最大的流量入口

廣播電視等傳統媒體逐漸走向衰落,在媒體總產業體量的佔比從 2011 年起逐年 下降,同時在直播等新興互聯網業態快速發展的背景下,傳媒產業移動內容及增值 收入快速增長,佔比由 2018 年的 38.52%增加至 2019 年的 46.13%。

網絡視頻用戶規模及使用時長攀升,視頻行業已成爲最大的流量入口。根據CNNIC 統計,截至 2020 年 3 月,我國網絡視頻(含短視頻)用戶規模達 8.5 億,較 2018 年底增長 1.26 億,佔網民整體的 94.1%。其中短視頻用戶規模爲 7.73 億,較 2018 年底增長 1.25 億,佔網民整體的 85.6%。2020 年初,受新冠肺炎疫情影響,網 絡視頻應用的用戶規模、使用時長均有大幅提升。

視聽服務受衆角色發生轉變,邁向大融合時代。自 2005 年國內誕生第一家視頻 網站以來,我國網絡視聽行業已經發展了整整十五年。新的視聽形式與業態在不斷 湧現,從傳統的廣播電視到網絡視頻再到互聯網電視、移動視頻、 IPTV、互動數字 視聽以及視頻通訊等,視聽服務正向跨平臺、多屏幕、全媒體的大融合時代迅速邁 進,受衆已經從單向傳輸內容的接受者變成了多維度互動的參與者、體驗者,甚至是 創造者、傳輸者。

1.3、 視頻技術始於 3G,發展於 4G

通信技術發展帶動視頻行業迅速發展,並對通信技術提出更高要求。2005 年2015 年爲我國視頻行業發展期,隨着 3G/4G 通信技術發展,逐步實現在線化和移動 化。隨着 3G 視頻類媒體圖像分辨率由高清發展到 4K、8K;視場角由單一平面視角 向 VR 和自由視角發展,對通信網絡帶寬要求更高;交互類業務的發展對通信網絡的 時延提出更高的要求。

1.4、 5G 大視頻拉開序幕,向超高清、沉浸、交互、VR/AR 演進

視頻正成爲連接平臺、內容、終端以及應用的核心因素,一個囊括了全產鏈的 泛娛樂文化生態系統正在撲面而來。大用戶、大融合、大數據、大生態重新定義了視 聽服務,加速了大視頻時代的到來。

5G 時代,大視頻應運而生。5G、超高清、虛擬現實等新興技術催生下,傳統視 聽內容的生產和傳播,已難以滿足新時代人民羣衆對美好視聽的新需求,“5G 大視 頻”應運而生。基於 5G 網絡下的大視頻應用前景廣闊,5G 網絡的發展有望構築滿 足不同客戶 2B、2C、2H 視頻業務需求的無線網絡架構。基於 5G 網絡下的大視頻應 用前景廣闊,除了 2C、2H 市場,在 2B 市場 5G 大視頻更是被行業廣泛應用。從目 前行業內 5G 應用場景的推廣來看,幾乎都離不開 5G+大視頻,5G 大視頻有望在 5G 網絡行業推廣應用中起到積極的推進帶動作用,蓬勃發展。

所謂大視頻,不是指視頻的大小或多少,而是指無處不在的數字化生產和無處 不在的視頻共享形態。放眼望去,無論是以電視視頻、IPTV(交互式網絡電話)、OTT (互聯網向用戶提供各種由運營商之外的第三方提供的應用服務)、以戶外視頻爲代表的大視屏平臺,還是以網絡視頻、手機視頻、視頻直播、VR(虛擬現實技術)、AR (增強現實技術)爲代表的短視頻平臺等,都讓社會進入一個無法躲避的“全民閱 讀”時代。正是這些無所不在的“屏”,構成了一個全天候的大視頻傳播生態。5G 大 視頻是指 5G 環境下具有“更高技術格式、更新應用場景、更美視聽體驗”的視頻。 其中,“高”是指視頻融合 4K/8K、3D、VR/AR/MR、高幀率(HFR)、高動態範圍 (HDR)、廣色域(WCG)等高技術格式;“新”是指具有新奇的影像語言和視覺體 驗的創新應用場景,能夠吸引觀衆興趣並促使其產生消費。從而使用戶產生更美的 視聽體驗。

目前 5G+大視頻業務應用可以歸納分類爲四大類:4K/8K 超高清視頻應用、沉 浸視頻、互動視頻和 AR/VR 應用。受5G 網絡傳輸能力和速率的影響,當今的視頻 內容生產和消費可以實現更高質量的傳輸和播放,在移動端隨時隨地瀏覽高分辨率、 高幀率 HFR、高動態 HDR 品質視頻,成爲視頻消費升級的主流方向,這使得未來, 傳統視頻還有望逐步向超高清、沉浸式、交互式、VR/AR 等空間視頻演進。5G 的發 展與大視頻業務相輔相成,協同發展。

2、 5G 賦能:現有視頻向超高清演進,步入發展快車道

2.1、 政策東風持續助力產業發展

大視頻時代,超高清視頻產業迎來政策機遇。2019 年 2 月 28 日,工業和信息化 部、國家廣播電視總局和中央廣播電視總檯三部門聯合發佈了我國的超高清產業發 展計劃——《超高清視頻產業發展行動計劃(2019-2022 年)》,明確將按“4K 先行、 兼顧 8K”的總體技術路線,大力推進超高清視頻產業發展和相關領域的應用,標誌 着我國超高清視頻產業開始進入快車道,並提出:2022 年我國超高清視頻產業總體 規模超過 4 萬億元,4K 產業生態體系基本完善,8K 關鍵技術產品研發和產業化取 得突破,形成一批具有國際競爭力的企業。

2.2、 超高清:視頻行業的新一輪技術革新

視頻行業的技術發展經歷了標清(SD)、高清(HD)到現在的 4K/8K(UHD)的 發展歷程。標清(SD)是指物理分辨率在 720P 以下的視頻格式。高清(HD)最早由美 國電影電視工程師協會(SMPTE)定義,分爲 720P、1080i 以及 1080P 三種標準。 超高清 4K 超高清(UHD)是對高清的延伸,分辨率爲 2160P,理論清晰程度爲高清 的 4 倍。8K 超高清(UHD)分辨率更可達到 4320P,理論清晰度可爲高清的 16 倍。

超高清並非只是在高清的基礎上單一提升了物理分辨率,更需配套幀率、色深、 色域和動態範圍(HDR),真正意義上的實現超高清。高分辨率使畫面更加豐富,畫 面可以容納更多的細節。更高的刷新頻率能夠使畫面顯得更流暢,低幀率會使超高 清視頻變成所謂的“超清幻燈片”。高色深會使色彩過渡更加平滑。更寬的色域意味 着可顯示更多的顏色,更多的顏色可以幫助視頻展現出更加逼真的畫面。

超高清視頻具有更高的空間/時間分辨率、更廣的色域和更寬的動態範圍,是繼 視頻數字化、高清化之後的新一輪重大技術革新,預計將是 5G 網絡最早實現商用 的核心場景之一。國際電信聯盟發佈的“超高清 UHD Ultra HD”(Ultra High- Definition) 標準建議,將屏幕的物理分辨率達到 3840×2160 及以上的顯示稱爲超高清,目前主 要有兩種:“4K 分辨率”(3840×2160 像素)和“8K 分辨率”(7680×4320 像素)。 相比於 4K,8K 技術是一種新興的視頻技術系統名稱,包括前端設備、編碼壓縮、 網絡傳輸、播出設備和平臺應用等方面。8K 來自用戶最直接的視覺感受、也是其最 重要的技術屬性——分辨率,是 4K 分辨率的 4 倍。在 65 英寸的電視上,肉眼幾乎 感覺不到顆粒感。從高清到 4K、8K 超高清,畫面每幀分辨率從 1920×1080(約 207 萬像素) 提升到 3840×2160(約 829 萬像素)、7680×4320(約 3386 萬像素),藉助 5G 的東風,8K 超高清視頻未來的應用價值不斷提升。

超高清視頻對網絡能力提出更高要求。超高清視頻應用在行業中主要是以視頻 採集回傳爲主,因此對網絡上行能力要求相對較高。由於 4K 視頻源碼流在 500Mbit/s 左右,所以在回傳前一般需要在遠端對視頻信息進行編碼壓縮處理,以確保視頻回 傳過程順暢。隨着超高清視頻產業快速發展,與包含千兆 5G、千兆寬帶、千兆 WiFi 的“三千兆”產業發展節奏高度匹配。2019~2020 年間湧現出的“5G+4K”、“5G+8K”、 “三千兆+VR”、“三千兆+自由視角”等諸多應用走向市場,正是新一代網絡與新一代業務協同共進的最好註解。

2.3、 5G 彌補 4G 短板,全方位賦能超高清產業

4G 技術無法支撐超高清視頻傳輸。超高清視頻的典型特徵就是大數據、高速率, 分辨率要達到 4K 甚至 8K,而且幀率要達到 50 幀以上,圖像採樣比特數提升到 10 比特,同時圖像增加 HDR 標準,對帶寬的需求在幾十兆到上百兆,而多屏同傳等創 新應用的帶寬需求再增加數倍,當前 4G 網絡的平均用戶體驗速率僅爲 20-30Mbps, 己無法完全滿足其網絡流量、存儲空間和回傳時延等技術指標要求,5G 網絡良好的 承載力成爲解決該場景需求的有效手段。

超高清源視頻容量巨大,18 分鐘的未壓縮視頻達 3.5TB,不得不依靠強大的視 頻編碼技術確保可以實時傳輸和存儲。因此在 4G 通信時期,超高清視頻、VR 全景 視頻等大數據量視頻主要以硬件存儲本地播放的形式存在,傳播不便捷,用戶數量 較少,難以形成大規模產業。

5G 的大帶寬、低時延特性解決了超高清視頻等大帶寬業務傳播的技術問題,推動了行業發展。一方面,5G+超高清視頻與智能化生活領域結合的應用解決方案較其 他領域來說一直保持領先的發展步伐;另一方面,5G+超高清視頻與機器視覺、人工 智能等領域相結合,可提高工業自動化、智能化水平。超高清視頻作爲未來信息的主 要呈現方式和傳播的主要載體,有望佔到整個互聯網應用流量的一半以上。

因此,5G 網絡的特性爲 4K 超高清視頻的發展提供了先決條件,5G 網絡的峯 值傳輸速率可以達到 10Gbit/s 以上,相比於 4G 的網絡傳輸速率快了數百倍,有效 解決了 4K 超高清視頻在大數據量傳輸中的痛點;隨着 5G 網絡技術的移動性不斷增 強,覆蓋範圍也有了顯著提升,再加上其超低時延的優勢,使視頻採集更加方便、畫 質更加清晰、傳輸更加迅速。尤其是在廣播電視領域,5G 爲超高清視頻和直播增加 了內容採集設備的可移動性,提升了內容互動和個性化定製,拓寬了內容的傳輸渠 道和方式,開發了視頻服務的業務新模式,使用戶獲得更加身臨其境的視頻觀看體 驗。

以 5G 爲核心的新技術融合,不但可以降低高清視頻的製作成本,還可以提高 創作流程效率和內容製作的質量,給用戶帶來全新的觀看體驗。未來的個性化交互 式體驗,將實現內容場景個性化和定製化。傳統方式通常是單向式一點對多點的傳 遞,而未來的傳播方式將轉變爲互動式的觀看體驗,包括結合 VR、AR 呈現出的沉浸式定製化體驗,用戶可以多角度選擇觀看內容,變被動爲主動。

5G 將在視頻採集回傳、視頻素材雲端製作以及超高清視頻節目播出三個環節助 力超高清產業。4K/8K 攝像機通過編碼推流設備,將原始視頻流轉換成 IP 數據流, 通過 5GCPE 或集成 5G 模組的編碼推流設備將視頻數據轉發給 5G 基站。在大型活 動舉行期間,會產生數以萬計的連接需求,大量的高清攝像頭或者終端錄屏的視頻 傳輸需求,5G 網絡超高網速、超低時延、超大連接三大特點可以較好承載需求。基 於 5G 模組的編碼推流設備和攝像機揹包設備可以爲各種視頻設備提供穩定的實時 傳輸,同時相比傳統的線纜傳輸更加靈活,不受空間的限制,能滿足更靈活的超高清 視頻回傳需求。5G 基站通過核心網,把視頻數據傳送到視頻播放、存儲及分發端, 並通過多種方式發給視頻顯示終端。在 5G+超高清視頻直播的基礎上,在超高清視 頻素材到達雲端之後,在雲端部署相應的視頻製作軟件,通過桌面應用、H5 頁面等 方式對視頻素材進行雲端的製作,然後再通過 5G 網絡進行內容分發,實現基於 5G 網絡的超高清視頻直播。

2.4、 超高清視頻成爲 5G 商用先行領域

超高清視頻有望成爲 5G 最先商用並能夠領先得到投資商業回報的行業。隨着 工業和信息化部 5G 牌照的頒發以及 5G 商用的全面啓動,我國 5G 商用元年已經開 啓。而 5G 網絡高速率、低時延、廣連接的特徵將會爲 4K 超高清視頻業務提供解決 方案,推動 4K 超高清的發展。超高清視頻領域預計也將是 5G 最先商用並能夠領先 得到投資商業回報的行業,有望成爲 5G 先行商用領域。

5G 賦能超高清視頻產業主要體現在 3 個方面:新聯接、新架構、新服務。新聯 接讓生產更高效:5G 應用於超高清回傳,能夠將傳統光纖與微波的部署時間節省 80%,並實現完全自由、便捷的第一人稱視角拍攝功能;而速率高達 350Mbps 左右 的“超級上行”則能夠進一步滿足超高清拍攝的回傳需求;5G 應用於下行,將能夠 提供高達 1Gbps 的實際速率體驗。新架構讓體驗有保障:通過邊緣計算和切片管理 等全新架構,5G 有望將超高清視頻處理、渲染和製作的時延降低至 10ms 以內,同 時切片技術有望極大滿足專業媒體對於超高清視頻傳送的安全性需求。新服務讓生 活更精彩:5G 與雲計算等其他技術結合,可大幅降低超高清視頻的製作門檻,從而 讓各類超高清視頻業務更易生成,種類更加豐富。

超高清視頻適應新流程架構。當 4K/8K 超高清視頻應用被推廣後,流程架構將 會有所改變,視頻源經過編解碼壓縮後採用 5G 網絡回傳至雲平臺,面向行業用戶, 視頻源可以回傳至私有云或專屬雲,行業用戶直接通過有線或無線網絡對視頻進行 獲取管理;面向個人及家庭用戶,視頻源將被回傳至視頻分發管理類平臺,個人及家 庭用戶均可使用 5G 網絡或有線網絡獲取視頻觀看。

2.4.1、 傳統視頻朝高清化轉型成效顯著

超高清電視是指以超高清爲內容製作規格,以電視爲展示終端,以廣電網絡或 IP 網絡進行傳輸分發,以數字電視機頂盒、IPTV 機頂盒、智能電視爲播放終端的 應用場景。隨着用戶電視機尺寸變得越來越大,視頻從高清演進到超高清規格之後, 能夠爲用戶帶來全方面的體驗提升。

要實現超高清內容在電視端的播出,需要經過超高清內容的拍攝、回傳、存儲、 編輯、播出等全流程,涉及到端到端的超高清視頻產業。在超高清內容的回傳環節, 過去通常採用的實現方案是利用光纖等設備,並通過衛星鏈路完成傳輸。近兩年來, 多家專業電視機構已在超高清直播回傳中引入了 5G 網絡,作爲衛星傳輸方式的備份 或替代。

5G 促進超高清電視節目製作無線化。比較傳統的衛星傳輸方式,5G 能夠節約 大量的現場光纖、微波部署工作,賦予超高清拍攝更大的便攜性與靈活性。同時,大 帶寬、低延遲的 5G 網絡能夠高質量的實現高碼率的超高清視頻回傳。目前,採用 NSA 建網模式的 5G 網絡上行速率約 100Mbps,可實現常規的 4K 視頻(通常碼率爲 30~60Mbps)回傳。採用 SA 建網模式的 5G 網絡上行速率約 200Mbps,可實現常規 的 8K 視頻(通常碼率在 100~160Mbps)回傳。藉助時域與頻域複用的“超級上行” 技術,則能夠實現高達 350Mbps 左右的上行通路。這樣的傳輸能力,能夠在許多場 閤中省去超高清直播車,實現現場採集編碼直接傳輸至後方演播室。

2.4.2、 廣泛探索新應用場景成果頗豐

當前 4K/8K 超高清視頻與 5G 技術結合的場景不斷出現,廣泛應用於大型賽事 /活動/事件直播、視頻監控、商業性遠程現場實時展示等領域,成爲市場前景廣闊的 基礎應用。以 4K 直播爲例,目前 4K 直播時,4K 攝像機對現場進行拍攝,通過編碼 器對視頻源壓縮編碼,壓縮編碼後的視頻源使用 5G 信號傳送至本地 5G 核心網,經 過兩地傳輸專線進行傳輸,直播時獲取信號,採用解碼器對視頻源進行解碼還原,編 輯視頻,直播顯示。

移動場景的視覺體驗有望全面升級。超高清移動視頻場景是指在手機、平板電 腦、筆記本電腦等便攜式移動終端獲得超高清內容展現的業務場景集合。目前,大屏 化成爲智能手機的演進趨勢,許多旗艦手機已達到 2.5K~3K 分辨率的水平。同時, 平板電腦的主流分辨率也達到了 2.5K。對於這些“大屏幕”移動終端,觀看超高清 視頻時能感知到明顯的分辨率提升效果。

5G 技術的支持下,超高清移動視頻場景實現流程爲:直播、點播等內容源經匯 聚後,注入到視頻業務平臺/CDN 中,再通過 5G、Wi-Fi 等移動/無線網絡爲各種便 攜設備提供服務。

2.4.3、 5G+超高清融合實踐如火如荼

國內以中央廣播電視總檯爲代表的廣電媒體一直在積極推進 5G 與超高清電視 的融合應用。2018 年 12 月 28 日,中央廣播電視總檯與中國電信、中國移動、中國 聯通、華爲公司共同簽署《合作建設 5G 新媒體平臺框架協議》,聯合建設“5G 媒體 應用實驗室”,開展 5G 環境下的視頻應用和產品創新,全力推動 5G 核心技術在 4K 超高清、新媒體中的應用,引領我國 5G 新媒體的發展。

在 2018 年雲棲大會上,中國聯通、阿里雲、京東方等企業創造性地完成了首個 5G+8K 視頻技術在遠程醫療上的應用展示。此次應用的總體設計以實現 5G+8K 直播 應用爲核心,通過產業鏈夥伴協同合作,合理運用 5G 網絡資源,實現 5G 與 8K 兩項新技術的聯合應用示範。主要包括頭端設備(8K 攝像機、8K 編碼器)、網絡傳輸 設備(5G 終端及組成 5G 基站、專線的各種網絡設備)、播放設備(8K 解碼器、8K 電視)等多個環節的協同配合。5G 終端下載速率超過 800Mbps,可以滿足碼率爲 300Mbps 的 8K 視頻信號傳輸,並實現多項延展功能。

3、 5G 實現沉浸式視頻高度沉浸感

3.1、 沉浸式視頻成爲 5G 大視頻趨勢之一

沉浸式視頻是大視頻業態的重要組成部分。沉浸式視頻是指採用裸眼觀看的方 式以獲得身臨其境的感受,呈現畫面覆蓋人眼至少 120°(水平)×70°(垂直)視場 角的視頻系統和具備三維聲的音頻系統。沉浸式視頻通過音頻、視頻和特效系統,使 觀衆在同一時間能夠獲得周圍多個方位的視聽信息,體驗到之前單一平面視頻無法 實現的高度沉浸感。

沉浸式視頻提升用戶體驗。根據英特爾發佈的《5G 娛樂經濟報告》預測,5G 有 望加速包括移動媒體、移動廣告、家庭寬帶和電視在內的消費,並通過各種全新沉浸 式和交互式新技術提升用戶體驗,充分釋放增強現實、虛擬現實和新媒體的巨大潛 力。

3.2、 5G 技術的特點完美滿足沉浸式視頻的傳輸要求

沉浸式視頻業務主要可以分爲直播和點播兩種場景。

沉浸式視頻直播可以使用 5G 無線傳輸覆蓋移動終端。沉浸式視頻直播的網絡 部署需要提供較大的下行帶寬或廣播式帶寬,因此可以使用 5G 無線傳輸的方式,覆 蓋移動終端或者不便使用有線網絡的地方。沉浸式視頻直播工藝流程主要包括:拍 攝、實時拼接、實時編轉碼、直播傳輸分發和終端播放。

沉浸式視頻點播也可以使用 5G 進行傳輸和交互。沉浸式視頻點播是指用戶可 以根據自己的需要自由選擇沉浸式視頻。沉浸式視頻的點播環節需要基於 IP 的交互 網絡的傳輸,同樣可以通過 5G 進行傳輸。其工藝流程主要包括:後期製作、編轉碼、 點播管理、傳輸分發和終端播放。

5G 技術的各種特性可以滿足沉浸式視頻的傳輸要求。5G 作爲新一代信息化基 礎設施,具有高速率、大帶寬、低時延等特點,商用後能夠滿足沉浸式視頻的無線傳 輸需求。與此同時,5G 網絡還採用全新的網絡架構,結合移動邊緣計算(MEC)、 網絡切片等特性,可以進一步滿足沉浸式視頻的數據傳輸要求。

典型 5G 傳輸方案將視頻內容依次傳至核心網、承載網、接入網、5G 基站和 MEC。典型 5G 傳輸方案如下:沉浸式視頻內容通過核心網傳輸到承載網、接入網, 再到 5G 基站,最後通過 MEC 的建設,可以進一步增強傳輸帶寬,降低傳輸時延, 帶來更好的觀看體驗。

3.3、 沉浸式視頻應用場景廣闊

沉浸式視頻目前已在多個領域廣泛應用。由於沉浸式視頻帶來的特殊影像呈現 方式,目前已廣泛應用於體育賽事、科技場館、展陳場館、遊藝場館、商業場館、家 庭終端、教育培訓、虛擬拍攝等領域。

飛行影院是沉浸式視頻在遊藝場館的創新應用。飛行影院具有天然的沉浸感和 立體感,觀衆坐在懸掛的座椅裏,結合動感飛行乘騎設備,配合影片節奏通過各種特 效以及定製的三維聲,讓觀衆感受到全新的視覺、聽覺、感覺三位一體的互動體驗。

沉浸式視頻在展陳場館的應用主要是規劃館、展覽館、博物館等。例如感官式 體驗館通過體感、音樂、影像的變化,給觀衆聽覺、嗅覺、視覺和體感的融合體驗, 讓觀衆體驗置身宇宙中央或浮游海上的沉浸感。

沉浸式視頻在教育培訓的應用同樣非常廣泛。以空中客車 A320 模擬駕駛項目 爲例,通過 3臺DLP 激光投影機投射到弧形幕,讓一個室內場景虛擬還原出天空飛 行的場景,體驗者可以在仿造的飛機駕駛艙裏體驗駕駛的感覺。

家庭終端的應用具有場地小、互動性強等特點。球幕播放具有強烈視覺衝擊力 的畫面,體驗者通過吹風、水霧和不同的氣味特效以及量身定製的沉浸式震動感受 到強烈的真實感,呈現給觀衆視覺、聽覺、感官及震動的互動體驗。

4、 5G 煥發交互式視頻活力,未來應用場景無限

4.1、 交互式視頻帶給用戶參與感、沉浸感

交互式視頻有望成爲 5G 大視頻的發展趨勢之一。交互式視頻指時間域互動、空 間域互動、事件型互動的內容互動視頻業務,該業務具有分支劇情選擇、視角切換、 畫面互動等交互能力,能夠爲用戶帶來強參與感、強沉浸度的互動觀看體驗。

4.2、 5G、邊緣計算、網絡切片賦能交互式視頻

5G 的“大帶寬、低時延、廣連接”特性爲互動視頻發展應用創造了條件,互動 視頻作爲一種新興的業務形態,通過互動參與可爲用戶帶來浸潤式的觀看體驗,有 效解決了用戶被動接收內容的弊端,爲視聽內容生產創造了新的可能性,給視聽應 用服務賦予了新的生命力。5G 等寬帶網絡爲互動視頻製作提供大帶寬、低時延的傳 輸保障,邊緣計算爲互動視頻處理提供算力支撐,網絡切片爲視頻直播提供專有通道保障,互動視頻 CDN 爲視頻內容分發提供交互體驗支撐。

4.3、 交互式視頻應用場景豐富

交互式視頻目前已在影視娛樂行業應用,並逐步滲透至文娛場景。通過綜合運 用互動視頻中的多種互動能力,用戶實現豐富、多元的視聽體驗。目前交互式視頻已 在國內影視娛樂行業應用,湧現出一批互動影視劇、互動綜藝、互動短視頻和互動影 像遊戲等,同時互動視頻已逐步應用於體育競技、在線教育、電商購物和互聯網廣告 等領域。

5、 AR/VR 借力政策支持,蘊藏新發展機遇

5.1、 政策助力,虛擬現實產業快速發展

2018 年 12 月 21 日,工信部發布《加快推進虛擬現實產業發展的指導意見》,從 關鍵核心技術、產品有效供給、重點行業應用、公共服務平臺、標準規範體系和安全 保障能力等幾方面作出了規劃指導,催生 AR/VR 在遊戲動漫、影視、文旅等行業的 快速發展。AR/VR 與 4K/8K 超高清共同構成了下一代大視頻產業。

5.2、 應用推廣,對指標參數提出更高要求

虛擬現實(VR)通過模擬環境感知用戶的狀態和行爲, 替換或者加強感知系統 的感官反饋信息, 從而使用戶獲得沉浸在模擬環境虛擬環境中的感覺。虛擬現實技 術的特點是沉浸性高, 當用戶處於虛擬環境時,如身臨其境。用戶轉變角度時, 虛擬 環境也會做出相應的改變。

VR 主要分爲兩種業務。一種爲 360°全景視頻類,如 UGC(用戶產生內容)的 360°視頻直播,PGC(專業內容生成)的 360°賽事、音樂會、電影等,此類業務 通過多個攝像頭採集、拼接手段,把平面的視頻還原爲全景,以流媒體形式在頭顯播 放。另一種以計算機圖形(CG)處理爲關鍵技術,利用計算機生成模擬環境,是一 種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行爲的系統仿真使用戶沉浸到該 環境中,也可叫 CG 類 VR,主要應用於如虛擬教學、社交、遊戲、資產銷售等場景。 現階段的 VR 直播主要是指 360°全景直播,利用多路攝像機將視頻信號拼接爲 360° 全景視頻,解決傳統直播受衆受鏡頭推移、視線角度的限制不能獲得最佳視覺體驗 的問題。用戶可以通過機頂盒(STB)、VR 眼鏡等設備進行觀看直播,體驗沉浸感和 現場感。

VR 直播通過全景攝像機進行視頻的實時採集,並對視頻進行拼接、編碼,通過 內容分發網絡進行傳輸,最終在終端上進行視頻的解碼播放。其中用到了多項視頻 處理的技術,和普通直播視頻的要求有着很大不同。

AR 影像增強現實(AR,Augment Reality)是人工智能和人機交互的交叉的學科,是實時地計算攝影機影響的位置及角度並加上相應圖像、視頻、3D 模型的技術,是 一種把真實世界和虛擬世界信息有機集成的技術,AR 把原本在現實世界一定時空範 圍內很難體驗到的實體信息(主要包括視覺和聽覺信息)通過計算機模擬仿真後再疊 加,將虛擬的信息應用到真實世界,被人類感官所感知,從而達到超越現實的感官體 驗。相對 VR 來說,AR 更強調的是在真實場景下增加的信息,觀看屏幕與 VR 的全 封閉頭盔設備不同,主要有頭戴透明現實、手機、手持投影等。目前應用主要領域是 工業、商業以及遊戲類,如 AR 導航。

AR/VR 應用作爲垂直行業的核心應用,沉浸式、互動式的交互體驗使 AR/VR 應用在 5G 網絡建設初期就已經得到廣泛的宣傳推廣。AR/VR 是近眼現實、感知交 互、渲染處理、網絡傳輸和內容製作等新一代信息技術相互融合的產物,新形勢下高 質量 AR/VR 業務對帶寬、時延要求逐漸提升,速率從 25Mbps 逐步提高到 3.5Gbps, 時延從 30ms 降低到 5ms 以下。

AR/VR 應用在實現流程上主要分爲 4 部分,即內容製作、內容上傳、雲平渲染、 用戶體驗。早期的 AR/VR 體驗主要以本地片源和有線傳輸爲主,本地化片源受限於 內容無法實時更新,使得 AR/VR 無法得到長足的發展,5G 網絡在 AR/VR 上應用, 不僅滿足內容實時獲取,無線傳輸也將地域限制被打破。

隨着 5G 技術的發展,5G 網絡的全面商用推進,在 5G 時代視頻業務有望迎來 全新的發展機遇。以 VR 全景視頻業務爲代表的新媒體形式構成未來“5G+VR 視頻” 業務核心。

5.3、 5G 中的 VR/AR:新發展機遇

4G 時代,VR 技術就已出現,但 VR 卻遲遲未像平板電腦、智能手機等移動終 端一樣快速霸佔企業和消費者市場,這與 VR 整個產業生態面臨的多個痛點相關。一方面,VR 對硬件產品要求較高,需要高分辨率、高刷新率的顯示屏、性能優異的 顯卡等器件作爲支撐。高端的硬件產品能夠確保良好的體驗,但較高的價格也使衆 多消費者望而卻步。另一方面,VR 內容生產者較少,製作成本較高,又由於缺少足 夠的用戶羣體,難以爲生產者帶來收益。最重要的是,網絡傳輸速度和帶寬滿足不了 VR 技術需求是限制發展的主要原因。在 4G 條件下,帶寬的限制導致數據傳輸不夠 快,捕捉到的數據來不及處理和顯示,人的動作連貫性得不到有效改善,設備顯示畫 面會卡頓,清晰度也難以達到令人沉浸的效果。5G 技術讓智能的萬物能夠互聯,實 現了大規模機器間的相互通信,與 VR/AR/MR 多種模式進行融合,帶來不同領域 的新體驗,比如 VR 直播、VR/AR 電競、AR 醫療以及更多的混合 MR 類型。

5G 時代的到來,對 VR 產業生態最直接的影響體現在技術層面,超大帶寬、超 低時延、超高速率等特點,能夠有效解決 VR 在技術方面遇到的瓶頸。隨着各個垂 直行業相繼探索 AR/VR 應用在各自領域中的作用,目前已在多個領域得到了積極的 成效,而這種沉浸式、互動式的交互體驗使 AR/VR 應用在 5G 網絡建設的初期就已 經得到廣泛的宣傳推廣,也成爲人們最期待的 5G 應用之一。

5G 解鎖 VR 新業務場景。在以往的直播過程中,用戶觀看的都是平面影像,攝 像機的機位只能固定或者進行小範圍的移動,而 5G+VR 技術在直播中的應用則徹底 改變了用戶的觀看方式,360°的觀看體驗使用戶的沉浸感得到了質的改變。5G 與 百兆以上的光纖均能滿足 4K/8K 超高清視頻的傳輸需求,相對於 4G 而言,5G 與有 線寬帶的時延更小,基本能滿足網絡 VR 20ms 時延的要求。

5G 能在 AR/VR 視頻傳輸的中心環節發揮作用。AR/VR 視頻內容製作以後可以 通過互聯網或者 5G 無線網絡上傳至雲平臺,利用雲平臺強大的數據處理能力和計算 能力對視頻內容進行渲染,用戶終端通過 5G 網絡實時獲取 AR/VR 資源。

AR/VR 業務因全景視頻的分辨率、自由度、響應時延等因素在帶寬和時延兩個 方面同時對網絡性能提出了要求,360 全景高清視頻的信息量相當於 4 倍高清視頻, 傳輸碼率可從數十Mbps至Gbps。特別是VR的沉浸感對實時性提出了特別的要求, 動態響應時間要求達到毫秒級,因此現有的 VR 應用大多侷限於本地服務器渲染,應 用場景受限,用戶體驗較差。5G 特有的 MEC 邊緣至計算技術是保證低時延的關鍵, 可從根本上突破 VR/AR 本地化,實現 VR/AR 雲化服務,在大型綜藝、體育賽事等 節目中爲用戶提供實時的互動體驗,增強 VR 的真實沉浸感。未來還可通過邊緣計算 平臺可將電信網絡的能力信息抽象成各種服務,開放給 VR/AR 第三方和垂直行業應用,爲 VR/AR 的普適化服務奠定良好的基礎。

隨着雲 VR技術的發展,輕量級頭顯設備有望得到快速發展和普及,VR 技術的 移動性需求隨即增加,對 5G 技術的需求也會不斷提高。目前,VR 已經廣泛應用在 房地產、會展、遊戲娛樂等行業,5G 到來後,VR 有望解鎖更多業務場景。VR 在傳 媒領域的應用也會被進一步發掘,主要業務場景包括直播、新聞、影視、營銷、社交 等,隨着 5G 商用的到來,VR 產業正在進入高速發展階段,有望成爲引領全球新一輪產業變革的重要力量。無論是 VR、AR 還是其他新媒體技術,5G 時代帶來最顯著的改變是視聽形態媒體的極大改善與提升,讓用戶通過智能技術獲得身臨其境的觀 感和體驗。

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(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告出品方/作者:開源證券,趙良畢)

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