华为:视频极限白皮书

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日前,华为联合京东方,中国信通院发布《视频极限白皮书——显示无处不在视觉体验升级带动数据爆发增长》。报告从人眼对视觉体验的需求出发,探索超高清显示技术发展趋势,携手产业链合作伙伴共创超清视界。数字化、智能化正在开启新一代信息革命。无处不在的显示、无处不在的联接成为ICT 基础设施产业的重要元素,而人们对体验需求的升级正在加速这一场变革。

在信息传递的过程中,视觉接收方式占据信息接收的主导地位,因此,提升视觉信息体验成为重中之重。从显示技术上看,人们经历了从传统标清到高清再到超高清4K 的演变,色彩更真实丰富,图像更加清晰,人们甚至可以清楚的看到画面中皮肤上的汗毛。即便如此,京东方8K 大屏已然出现,分辨率进一步提升,在追求极致、探索无所不在的显示路上引领行业发展。

Useit从报告发现,平面技术的极致体验依然无法满足人类的体验需求。在数字世界,沉浸式VR 将成为通往数字世界的入口。人们在虚拟环境中不仅要满足360°全景观察的诉求,还需要实现自由移动并产生互动,从而虚实难辨。当前,VR 尚处在入门阶段,距离极致体验还有较长距离,有待产业和技术协同发展,共同打造高度真实的虚拟世界。

人接收到的大部分信息都是通过视觉的方式,根据人眼视觉体验需求,显示技术可以分为三个阶段:平面显示、VR 三维沉浸显示、光场显示。本报告列举了一些行业观点和产业数据,表明整个显示行业正处于蓬勃发展期:
  • 平面显示阶段,4K/8K 已经接近人眼极限,未来在色域、帧率、平面3D 显示技术等方面可以做进一步优化,提供更好地视觉体验。
  • VR 可以提供三维沉浸式视觉体验,但分辨率是目前发展最大的阻碍,极致体验的VR 需要PPD在60 以上,即显示终端分辨率达到12K(双眼),内容全景分辨率达到24K,而目前业界水平只能达到20PPD。
  • 光场可以真实还原现实场景,进一步提升视觉体验,但光场技术成熟度不高,从内容采集制作到终端显示,整个产业还有很大发展空间。

若保持价格不变,显示产品性能每36 个月需提升一倍以上,这一周期正被缩短;而在通信领域,光纤容量每36 个月翻一倍,IP 网络性能每18 个月翻番。显示领域和通信领域正重定义摩尔定律、挑战香农极限,共同推动数字化视觉体验不断逼近人眼视觉极限。

按照过去显示产业的发展历程,产品分辨率每4年一个导入期:2006年-2010年是FHD 2K的导入期;2012-2016年,UHD 4K的渗透率达到了40%,是4K的导入期;而2018年是8K元年,预计2022年65寸以上UHD 8K渗透率将会超过20%。

双G 时代,通信能力的提高将为超高清显示应用提供基础支持,2K 内容将成为基础视频和显示需求,而4K 将成为主流视频与显示需求,8K 将成为体育赛事、大型直播、电影等众多视听享受的主流应用场景,8K 显示也将成为高端消费电子产品新的标杆。

2020 年以前,VR 以FAST LCD 为最优显示方案,以60Hz 以上刷新率配合5ms 以内响应时间,有效改善晕眩感,满足VR 显示苛刻需求,降低VR 硬件成本。之后,随着光学技术发展,VR 显示技术将以Micro OLED 为最佳方案,其<0.1ms 响应时间,完美解决延时眩晕,>80% 的高色域及10000:1 高对比度呈现完美显示效果,同时大大降低整机重量,带来更加舒适的用户体验。

从平面视觉到VR/AR,再到光场,显示技术越先进,其技术成熟度越低,离满足人眼视觉极限越远。但毋庸置疑,VR/AR、光场是未来最理想的显示方式,更高分辨率的VR、更多层深度信息的光场,将给用户带来逼近现实世界的视觉体验。与此同时,极限的视觉体验会带来巨大的数据量,给网络传输带来挑战:
  • 平面视觉阶段:运营级4K 需要50Mbps 带宽,极致级4K 需要75Mbps,考虑家庭多屏并发,网络需求将达200Mbps。
  • 随着平面视觉体验向沉浸视觉体验迈进,Cloud VR 从全景8K 分辨率起步,家庭宽带需向千兆演进,现有网络也将面临挑战,家庭Wi-Fi 需要优化,GPON需要向10GPON 升级,对于强交互类业务,需要通过CDN 下沉和边缘计算来保障时延,网络架构有必要开展重构。
  • 未来沉浸视觉体验向全息光场等维度演进,将带来数据的数量级增长,需要后双G 时代的网络,如万兆或太兆家庭宽带/6G 的支撑。

(权威研究报告,关注微信ID:知识库)

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