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Passer au crible la réalité: ce que la 5G signifie (et ne signifie pas) pour la réalité virtuelle

C'est la saison de la 5G, la technologie de données mobiles de nouvelle génération qui promet d'accroître la bande passante et de réduire le temps de latence. Alors que les téléphones et les réseaux 5G commencent à devenir une réalité, les opérateurs vous laisseraient croire que la technologie va changer radicalement le monde, et même plus. Mais que signifie réellement la 5G pour la réalité virtuelle

En tant que nouvelle technologie la plus à la mode de l'industrie cellulaire (et source de revenus prometteuse), chaque intervenant, des fabricants de téléphones mobiles aux fabricants de puces, considère la 5G comme le point de départ d'un changement révolutionnaire – et quel meilleur moyen de le faire que de l'associer à une entreprise digne de ce nom les technologies?

Vous pouvez utiliser Google 5G avec toute autre technologie de pointe dans la même requête et trouver quelqu'un qui vous dit que, d'une manière ou d'une autre, la 5G va révolutionner cette chose. Je ne plaisante même pas. Prenons un sondage rapide:

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La liste s'allonge encore et encore, et elle inclut bien sûr 5G VR et 5G AR, avec des articles terribles comme celui-ci qui bouchent fondamentalement la relation entre les technologies avec des phrases comme celles-ci:

AR et VR dépendent de la latence réduite pour fonctionner efficacement. L'expérience utilisateur sera incroyable avec un temps de latence réduit. Avec une meilleure expérience utilisateur, plus d'opportunités. La télémédecine, des environnements de formation virtuels pour les entreprises et plus encore en résulteront.

Dans le but de lutter contre ce non-sens de la main-agitant la main, parlons de ce que 5G pourrait signifier réellement pour VR et AR. Le moyen le plus simple de le faire est d’abord de comprendre ce que la 5G apporte à la table.

Que signifie pour vous la 5G

Tout simplement: la 5G promet une bande passante supérieure et une latence inférieure à celles offertes par les connexions de données mobiles actuelles. Il est également possible de rendre ces réseaux haute performance plus accessibles à davantage de personnes.

La rapidité et la latence exactes que la 5G fournira aux utilisateurs finaux ne seront pas claires tant que la technologie ne sera pas déployée à grande échelle, mais le marketing de l'industrie mobile vous ferait croire qu'une bande passante de téléchargement de 1 Gbps et une latence de 1 ms sont possibles.

Pour mettre rapidement cela en perspective, la vitesse moyenne de connexion mobile et domestique aux États-Unis était respectivement de 33 Mbps et de 112 Mbps en janvier 2019, selon la société de mesures Internet Ookla. En ce qui concerne la latence, 35 ms pour les connexions mobiles et 5-15 ms pour les connexions à domicile sont courants. Grosso modo, la 5G pourrait offrir respectivement 30 et 9 fois la bande passante des connexions mobiles et domestiques avec une latence 35x et 10x plus rapide.

Mais qu'est-ce qui, dans les domaines de la réalité virtuelle et de la réalité virtuelle, est activé ou amélioré avec plus de bande passante et moins de latence?

Vidéo immersive en streaming

Image reproduite avec la permission de NextVR

En ce qui concerne la diffusion en continu de contenu vidéo 360 ou 180 non interactif sur des appareils VR et AR, une idée fausse majeure est que la faible latence de la 5G constituera un avantage considérable. En fait, l'inverse est beaucoup plus probable: c'est la grande bande passante de la 5G qui ouvre la porte à une amélioration significative de la qualité, qui non seulement améliorerait l'expérience vidéo immersive d'aujourd'hui, mais offrirait également une voie de croissance pour les écrans VR et AR devenir plus haute résolution.

La raison pour laquelle le temps de latence n'a guère d'importance pour le contenu vidéo en continu non interactif est que le headtracking sur les casques VR et AR n'est pas couplé au temps de latence. Dans la plupart des incarnations de la technologie de streaming immersif 180 et 360, les ajustements visuels dus au mouvement de la tête de l'utilisateur sont traités localement sur le périphérique à un débit élevé, plutôt que d'envoyer le mouvement à un serveur distant et d'attendre de recevoir une trame mise à jour qui corrige pour le mouvement de la tête.

En fait, avec les casques de réalité virtuelle actuels, vous pouvez regarder une vidéo en 360, puis perdre complètement la connexion. Le seul impact est que la vidéo se fige. votre tête est traitée directement sur l'appareil.

Il existe certaines nuances: certains types de streaming VR et AR plus sophistiqués utilisent une technologie «dépendante de la vue» qui optimise la qualité du métrage spécifiquement dans la zone que vous recherchez (dans le but de réduire le goulot d'étranglement de la bande passante). Dans ce cas, une latence élevée peut signifier que si vous passez rapidement à une nouvelle partie de la scène, vous remarquerez peut-être que la vidéo n’est pas aussi nette jusqu’à ce que la partie de qualité supérieure de la vidéo apparaisse. Dans ce cas, une latence plus faible facilitera ces transitions, mais il s'agit davantage d'un avantage qu'un changement radical dans l'expérience.

Cependant, en ce qui concerne la bande passante, la 5G pourrait améliorer considérablement la qualité du streaming vidéo 180 et 360. Les séquences les plus immersives – 360 3D ou vidéo volumétrique complète – sont également les plus gourmandes en bande passante et sont utilisées avec parcimonie aujourd'hui car la plupart des utilisateurs ne disposent pas de suffisamment de connexions pour diffuser ce type de contenu en haute qualité.

Jeu de VR et AR en nuage

Image courtoisie Microsoft

En ce qui concerne le contenu de réalité virtuelle interactive, la 5G pourrait rendre les jeux de réalité virtuelle et d’arrière rendus en nuage possibles, mais ce cas d’utilisation reste largement hypothétique.

Le pitch va: les utilisateurs posséderont un simple casque peu coûteux qui diffuse des graphiques PC VR ou AR haut de gamme directement à partir du cloud sans ordinateur! Cela semble incroyable, mais cela ne se produira pas tant que la diffusion en continu de jeux non-VR ne sera pas terminée, car la réalité virtuelle exige des résolutions nettement plus élevées et une latence inférieure à la lecture en continu de jeux non-VR (qui peine toujours à répondre aux besoins en performances de joueurs compétitifs).

Bien que la latence ne soit pas vraiment importante dans le cas de la diffusion vidéo en continu non interactive, elle est ici cruciale car ce qui est rendu doit changer en temps réel en fonction des actions de l'utilisateur. Donc, si la 5G peut réellement offrir, disons de manière réaliste, une latence de 4 ms ou moins, elle pourrait vraiment déverrouiller le cas d'utilisation rendu en nuage de la réalité virtuelle et de la réalité virtuelle.

Mais c'est un gros si. Non pas parce que la latence inférieure à 4 ms n'est pas possible, mais parce que vous avez besoin de ce niveau de latence non seulement pour la connexion la plus proche du réseau, mais plus particulièrement pour l'emplacement où vos images sont rendues.

Si vous exécutez actuellement un test de vitesse du réseau, celui-ci se connectera probablement à un serveur très proche de vous. Votre temps de latence est le temps aller-retour nécessaire pour obtenir des informations sur ce serveur et inversement. Si vous testez à nouveau et sélectionnez un serveur sur lequel plusieurs états sont situés, vous constaterez que le résultat est très différent. Je viens de faire cet exercice et j'ai vu 10 ms de latence sur un serveur de ma ville et 35 ms sur un serveur dont l'état est supérieur à trois.

Cela montre que la latence du réseau augmente en fonction de votre distance physique aux serveurs auxquels vous envoyez une requête ping. Si vous souhaitez afficher le contenu VR et AR dans le cloud à faible latence, vous devez être physiquement proche de l'emplacement où les images sont rendues. Ceci est beaucoup plus difficile à réaliser à l’échelle car les cadres d’une application interactive doivent être restitués à la volée.

En ce qui concerne le streaming vidéo non interactif, il est relativement simple de distribuer à l'avance les fichiers vidéo pré-rendus sur des serveurs du monde entier, puis de les diffuser sur le réseau. Le rendu en temps réel du contenu de la réalité virtuelle nécessite un matériel GPU haut de gamme dans chaque centre de données à partir duquel le rendu en nuage se produirait. chaque centre de données correctement équipé ne peut transmettre ces trames avec une latence suffisamment faible aux utilisateurs se trouvant à une certaine distance physique.

Cela signifie qu'un seul centre de données situé au centre de la partie continentale des États-Unis aurait une latence trop importante au moment où il atteindrait les côtes du pays pour une expérience viable du cloud computing. Un cluster distribué de centres de données capables (également connu sous le nom de "calcul de périphérie") est la clé pour rendre cela viable. La 5G contribue à étendre la «couverture» de centres de données performants en réduisant le temps de latence, tandis qu'une bande passante élevée permet d'obtenir des images de meilleure qualité dans ce scénario (ce qui sera de plus en plus important à mesure que la résolution des périphériques VR et AR augmentera).

La bonne nouvelle est que les services de RV et d'AR en nuage peuvent se greffer sur la même infrastructure déployée pour des services de streaming de jeux autres que VR, comme Stadia de Google et xCloud de Microsoft.

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La réalité Sifting From Hype: Qu'est-ce que la 5G signifie (et ne signifie pas) pour la réalité virtuelle