京信通院视频极限白皮书视觉体验升级带动数据爆发增长

1、获取报告1、2、3、每周群内7+报告；当日华尔街日报、4、行研报告均为公开利归原作者所有，起点财经仅分发做内部学习。扫一扫关注 回复：加入“起点财经”群。目 录平面显示已经逼近视觉极限4.1 平面显示技术基本满足人眼需求4.1.1 行业发展历程4.1.2 屏幕参数需求4.1.3 业界主流观点4.2 云计算、AI 等技术助力优质内容生产4.3 平面显示发展趋势04视觉体验需求驱动显示技术升级3.1 人眼视觉特性3.2 人眼视觉体验需求不断提升010203前言概要05视觉体验提升给网络带来巨大7.1 视觉体验提升下的网络发展7.2 不同视觉体验阶段网络KPI 要求067.3 极致视觉体验下的目标网

2、络0807VR 三维沉浸式显示分辨率亟需提升5.1 VR 显示技术稳步发展5.1.1 VR 显示原理光场是未来显示技术最理想形态6.1 光场显示技术处于起步阶段6.2 光场内容制作对计算能力要求极高6.3 光场显示发展趋势未来展望5.1.2 清晰度是 VR 显示技术最5.1.3 VR 屏幕清晰度逐年提升5.2 VR 内容展现形式多样化5.3 VR 三维沉浸式显示发展趋势点显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长01 前 言数字化、智能化正在开启新一代信息。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这一场。在信息传递的过程中，视觉接收方式占据

3、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到超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。然而，平面技术的极致体验依然人类的体验需求。在数字世界，沉浸式 VR 将成为通往数字世界的。人们在虚拟环境中不仅要满足 360°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。前言01显示

4、无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长双 G（千兆家宽 /5G）网络将以更快的传输速度、超低的时延，推动商业数字化发展在双 G 网络，商业发展将呈现四个显著特征。首先，大数据使巨量数据分析与信息洞察成为可能，使信息提炼结果更具规律性和通用性。其次，边缘计算架构将消除跨地域的数据共享壁垒，为学习的应用普及提供基础环境。第三，数据开放平台快速发展，促进信息聚合和共享，从而产生价值。第四，作为信息传递的最后一环，数据可视化需求将快速增加，人机交互将从低维到显示发展，从标清向超发展，从视觉交互向度感官交互发展，从而更符合人类自然交互习惯。回首过去，伴随通信技术的进步，在市场和的驱动下，中络实现式发展。

5、以技术（文中简称“华为”）为代表的通信技术企业，为通信技术的快速发展作出了不懈努力，是的与商业的重塑的基石。可以预见，在更强的通信基础上，边缘计算、大数据、人工智能等前沿技术的发展将再一次重塑人们的生活。与此同时，显示技术的发展一直默默支持中国通信产业和工业的崛起。从 CRT在短短二十几年中，中国经历了从缺芯少屏到依赖进口到 LCD 技术大规模本土量产，再到柔性 OLED 技术应用，研发的式发展。京东方科技（文中简称“京东方”、“BOE”）作为国内代表性的显示科技公司，从 LCD 显示技术入手，开发多种显示技术，并积极拓展人机交互维度，支撑中国通信和电子科技产业稳步崛起。通信技术与人机交互技术

6、相辅相成，在双 G 网络，超高带宽与显示交互必将成为推动进步和商业的砥柱与桥梁。本白皮书由京东方、信通院，从视觉体验需求角度探索视觉信息发展的极限，对未来发展趋势进行洞察和，从业务场景角度探索网络背后的指标诉求、解决方案等可能性。希望本白皮书有助于激业伙伴对视觉体验信息的思考，为竞争力构筑带来价值，同时iLab 愿与产业链各位同仁一起深入探讨，共同为视觉极限逼近信息极限不断努力。前言02显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长02 概要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。光场可以真实还原现实场景，进一

7、步提升视觉体验，但光场技术成熟度不高，从内容制作到终端显示，整个产业还有很大发展空间。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：若保持价格不变，显示性能每 36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翻一倍，IP 网络性能每 18不断逼近人眼视觉极限。翻番。显示领域和通信领域正重定义摩尔定律、香农极限，共同推动数字化视觉体验按照过去显示产业的发展历程，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 8

8、K渗透率将会超过20%。双 G流 电子，通信能力的提高将为超显示应用提供基础支持，2K成为基础和显示需求，而 4K 将成为主与显示需求，8K 将成为体育赛事、大型新的标杆。、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% 的机重量，带来更加舒适的用户体验。及 10000:1 高对比度呈现

9、完美显示效果，同时大大降低整概要03VR 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），内容分辨率达到 24K，而目前业界水平只能达到 20PPD。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。显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长概要04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、层深度信息的

10、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：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8K 分辨率起步，家庭宽带需向千兆演进，现有网络也将，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的网络，如万太兆家庭宽带 /6

11、G 的支撑。显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长03 视觉体验需求驱动显示技术升级在人类体验到的信息中，83% 来自视觉。随着不断普及，各种数字画面充斥着人们生活，而视觉信息需要海量的数据，从图像到再到 VR、光场，从标清到超，人类对视觉体验的追求逐步提升，那么提升到何种程度才能接近人眼的视觉极限呢？如果以正常人眼看现实世界的体验为基准，视觉极限就是在画面清晰度、色彩饱和度和显示时延等方面，使人眼已无法分辨出数字化内容与看现实世界的差异，这与人眼视觉特性密切相关。3.1人眼视觉特性色彩感知人眼有两种感光细胞：杆状细胞和锥状细胞，其中杆状细胞负责单色夜视，锥状细胞负责色彩视觉。人眼能 够感

12、知 波长 在380780 纳米的可见光，并对不同波长的光有不同的敏感度， 实验表明，白天人眼对波长 555 纳米的光敏感度最高，所以人眼感觉红色和紫色是偏暗的，感觉最亮的是黄绿色。夜间视敏度曲线会稍微左移。人眼相对灵敏度V（）%100806040200m)400450500550600650700750800图 3-1 人眼视觉灵敏度色彩的数量可以用色深来表示，如色深 8bit，即将灰度值在 0255 之间分成 2 的 8 次256 个，能够展现256 种颜色。而人眼可以分辨超过千万种颜色，所以需要 24 位的色深才能达到人眼色彩分辨极限。视觉体验需求驱动显示技术升级05夜间视觉白天视觉（n显

13、示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长亮度感知人眼除了对色彩的分类有感知外，对色彩的强度也有感知，物体面积的发光强度用亮度（，nit）来表示，物体，这接近人眼对亮度的感知范围大约在 10-3 106nits 之间。亮度为 3000nits 时，人眼可以较舒适地光照射下自然环境的亮度。对比度感知人眼能感知的亮度范围很广，但实际上是无法在同一时间包含过高和过低亮度的同一画面，这就引出对比度的概念，即发光面的最大亮度与最小亮度之比。人眼能承受的对比度范围约 1000:1（亮度适中时）10:1（亮度极高或极低时），银幕对比度大约为 100:1。视场角和视觉分辨能力人眼可的角度很广，大概 124

14、76;，可集中注意力的区域范围约 25°，60°是最舒适的区域范围。人眼对物体的细节分辨很强，在 1.0 视力下，分辨能力可达 60PPD（Pixel Per Degree），即可以分辨 1 公里处相距 30 厘米的两个物体。视觉惰性人眼感觉的连续性是活动画面的前提，当有光 刺激人眼时，从视觉画面的建立到消失需要一定时间，即视觉惰性。人眼的视觉惰性约0.050.2s，所以只要保障画面刷新频率大于20Hz，人眼即可看到连续的活动画面，这也是帧率为 24fps 以上的依据。24 帧只能保障画面连续，若要好的视觉体验，需要 60fps、90fps、甚至 120fps 的帧率，如

15、VR/AR 这类时延敏感型业务，必须确保帧率在 60fps 以上。深度感知深度感知是人眼最重要的特性之一，人眼之所以能感知立体空间或物体，是因为人双眼成像存在一定视差，带视差的两幅图像经过人脑合成后，将会呈现立体视觉，从而能够感知物体的深度信息。视觉体验需求驱动显示技术升级06显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长3.2人眼视觉体验需求不断提升根据业界公认研究，人眼能够感知立体视觉的主要包括心理感知、移动视差和聚焦模糊等。心理感知 所谓心理感知，顾名思义，即人眼看到的不一定是三维物体，但通过某种“”了大脑，使大脑产生了三维立体效果的“错觉”，该种“”包括：01仿射：即近大远小，人眼去看同样

16、大小的物体，近处的物体在人眼中成像越大02遮挡：在同一视线内，近处的物体会挡住远处的物体，人眼可以通过遮挡关系来物体的相对位置关系阴影：光线照射下，物体产生的阴影可以辅助人眼物体的立体形状，如一个球03体和一个圆柱体，人眼正对看过去，获取的都是一个圆形画面，无法区分其形状，但此时如果从侧面加上光照产生阴影，人眼可根据阴影轻松的出球体和圆柱体04先验先知：人脑有学习和记忆的功能，对于在现实世界中接触过的物体，即使通过二维画面展示，人脑也能自动脑补出它的三维立体效果双目视差：同一物体，在人的左右眼中成像是有偏差的，利用这一特性，即使是平面图像，只要使左右眼看的画面存在一定视差，就可“骗过”人头脑，

17、产生立05体视觉效果，视差越大，立体效果越明显，3D就是使用该原理视觉体验需求驱动显示技术升级07显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长通过这些心理暗示，可以使平面显示产生三维效果，如出三维物体或模型。、电视等屏幕，但其展现方式始终是平面显示，并没有真正展示移动视差聚焦模糊在现实世界中，人眼从不同的角度去观察物体，会获取物体不同的视觉画面，也正是因为有移动视差，人VR 的视觉体验已经很逼近现实世界了，既有移动视差也有双目视差，但在现实场景中，人眼聚焦近处物体时，远处物体会变得模糊，反之亦然，这是 VR 提供不了的特性聚焦模糊。在 VR 中，用户无论聚焦远处或近处，其聚焦的平面始终是 VR

18、显示屏，这脑能出该物体的形状、大小等信息，最典型的应用就是 VR，虽然 VR 的成像原理还是双目视差，但不同的是，3D中无论观众怎么移动位置，看到的画面总是一个视角，而在 VR 中，用户可以任意移动，看到不同视角的画面。会使人脑产生深度感知晕眩等反应。光场显示是解决该问题的最佳方案，因为光场可以记录光线的方向信息，从而提供物体不同深度的画面。心理感知可以产生三维立体“错觉”，而移动视差、聚焦模糊可以提供逼近人眼感知现实世界的立体视觉。所以，从视觉体验需求的角度，显示技术可以分为三个阶段：平面视觉显示、VR三维沉浸式显示和光场显示，并且在每个阶段，显示技术都朝着逼近人眼视觉极限的方向发展。聚焦模

19、糊移动视差心理感知光场显示VR 三维沉浸式显示平面视觉显示图 3-2 显示技术发展的三个阶段视觉体验需求驱动显示技术升级08，从而显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长04 平面显示已经逼近视觉极限对于平面显示，、pad，2K/2.5K 的分辨率就能达到人眼视觉分辨极限，而大屏电视需要 4K/8K 的分辨率。目前从分辨率的角度来看，平面显示已接近人眼的视觉极限了，但其他参数仍在不断优化，如更广的色域、更高刷新率、对比度等，从各个维度逼近人眼视觉极限。4.1平面显示技术基本满足人眼需求4.1.1 行业发展历程平面显示技术的应用场景很广，最早的平面显示场景是胶卷，通过灯光将胶卷上的图像投射到幕

20、布上，实现的放映。若保持价格不变，显示性能每 36须提升一倍随着 CRT 显示器（阴极射线显像管）的出现，图像实现的数字化，CRT以上。这一周期正被缩短。显示器最典型的应用就是当时的黑白电视、彩电，以及较老的台式显示器等，这种显示器的屏幕在水平和垂直方向上都是弯曲的，这种弯曲的屏幕造成了图像失真及反光现象，视觉体验较差，并逐渐被淘汰。BOE 创始人、董事长目前较常见的显示技术主要包括 LED（发光二极管）、LCD（液晶显示）。LED是一种通过半导体发光二极管发光来显示图像的显示方式。LED 显示屏亮度高、长、视角大，并且可以实现任意延展、无缝拼接，主要用于室内外大屏牌等场景；LCD 是通过旋转

21、液晶像素中的液晶偏转角度来显示不同画面的，模块化以及的高集成化设计直接降低了电路的功耗，发热量也非常小，同时 LCD较轻薄，并且可以提供较高质量的画面，目前是市场上的主流显示技术，广泛用于、电视、电脑等显示屏。人眼对视觉体验的追求是永无止境的，在领域，OLED 技术可以提供比 LCD 更广的色域、更高的对比度，并且逐步应用到高端旗舰；在大屏领域，Micro LED 技术（LED 微缩化和矩阵化技术）实现微米级的像素间距，每一个像素点能单独和驱动，它的分辨率、亮度、对比度、色域等性能参数更加优秀，但目前 Micro LED 技术才刚起步，还没有实现量产。平面显示已经逼近视觉极限09显示无处不在：

22、视觉体验升级带动数据爆发增长幕布CRT 显示器LCD、LEDOLED、图 4-1 平面显示技术发展历程4.1.2 屏幕参数需求研究显示，在每度视角内，像素数量达到60以上时，人眼将感觉不到颗粒感和纱窗效应，即PPD>60。PPD的大小与人眼屏幕的视场角、屏幕像素数量有关：pxPPD= FOV其中 FOV 表示人眼在水平或垂直方向看屏幕的视场角，px 表示该方向的像素数量。在平面显示领域，和电视是普及度最高的显示设备，一般屏幕离人眼约30cm，而电视屏幕距人眼约2.5m，他们的使用场景如下表所示：表 4-1 典型场景下和电视的FOV平面显示已经逼近视觉极限10主流/距离终端水平FOV/&#

23、176;主流分辨率水平PPD 英寸/m60.3252560*1440102电视552.527.54096*2160148显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长典型场景下，目前主流6英寸、2.5K分辨率的PPD能达到102，55寸、4K电视的PPD更是达到148，均满足60PPD的分辨需求。当然，对于电视，55寸并不能提供极致的家庭影院体验，100寸、120寸的超大电视屏幕将逐渐进入家庭，此时需要8K的分辨率才能达到原先55寸、4K的视觉效果。为推动8K产业发展，京东方（BOE）提出“推广8K、普及4K、替代2K、用好5G”的“8425”战略，构建8K超产业系统。并且从2017年开始京东方已

24、经向等客户交付了110英寸8K、75英寸8K等大超显示屏。虽然在分辨率上，无论还是电视大屏均达到人眼分辨极限，但从视觉体验的角度分析，屏幕的色域、刷新率、对比度等参数还存在进一步优化的空间，如HDR（高动态范围图像）、4K144Hz等：2018 年称得上是 HDR 显示器的元年，HDR 是一种图像增强技术，可以让画面暗部更加深邃但不丢失细节，亮部更加明亮但依然真实，同时增加了画面的对比度和色域范围。早在 2017 年，为了追求极致体验，电竞行业推出了 1080P240Hz 刷新率的显示器，2018 年，更是实现了 4K144Hz，实现了高分辨率下刷新率的提升。4.1.3 业界主流观点AMOLE

25、D 技术逐步应用屏幕显示技术以液晶显示 (TFT-LCD) 技术为主。近年来，新型技术有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）在领域获得较快的发展，成为高端市场青睐的技术，目前各品牌中高端机型均逐步使用 AMOLED 屏幕。同时AMOLED 技术拥有柔性显示的潜力特质，随着周边配件的技术逐步完善，在未来 AMOLED 柔性屏幕拥有进一步快速增长的空间。LCD 仍是电视大屏主流技术电视屏幕显示技术以液晶显示（TFT-LCD）为绝对主流，占据几乎全部市场份额；新型技术 AMOLED 具备较好的色彩表现能力，但目前受限于良率及成本等因素，在终端消费市场仍处于探索阶段，整机价格远高于同距离大规模推向终端

26、市场仍需要一段时间。LCD，在电视领域可以预见的未来内，仍将以TFT-LCD技术为主流，但技术持，2018年是8K元年。元年的概念就是导入期，按照过去显示产业的发展历程，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UHD8K渗透率将会超过20%。平面显示已经逼近视觉极限11显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长4.2云计算、AI等技术助力优质内容生产平面显示技术已经比较成熟，但对应的高质量内容还比较，主要是因为高质量内容制作周期长、成本高，尤其是

27、 CG 类，后期渲染对计算的消耗特别大，如，画面渲染时使用了 4000 台服务器，耗时长达 1 年。随着 4K、8K 等超技术的普及，传统的生产行业更是冲击，生产从现场摄录、传输到分发，都需要进行技术革新。为了应对传统制作的各种，生产将是必然趋势。生产是将原始的音频、信息通过专线上传到云端，云服务器能够提供性能强大的云端大集群计算机，使录制的 4K/8K能够直接在云端进行高效剪辑，最终传输至用户终端。除了在云端进行内容编辑外，还可以将原先低分辨率、低帧率的素材，通过云端画质增强的方式提高分辨率和帧率，以提升画面质量。画质增强是利用插帧与超分辨率提升视觉效果的技术，的插帧利用相邻帧间的时域信息演

28、算出一个过渡帧来提升的流畅性，而超分辨率则是利用空域信息计算出插值像素来提升分辨率。3D 显示能带来比 2D 显示更好的视觉体验，也是未来平面显示技术发展的重要方向。对于 3D 内容制作，一方面可以在制片时，就按照 3D 片源的方式去制作，另一方面，对于一些以往的经典 2D 片源，可以通过 2D 转 3D 技术实现 3D 视觉效果。泰坦尼是比较典型的 2D 转 3D 案例，2D上映时就获得了观众的好评，但其中大多数场景如果采用 3D 显示将带来更震撼的视觉效果。在 2012 年，利用转换技术制作的 3D泰坦尼上映了，其 2D 转 3D 耗时超过 2 年，因为需要人工一帧一帧地去抓画面的深度信息

29、，工作量很大且繁琐。但随着近些年人工智能技术的崛起，可以将 AI 应用到 2D 转3D 技术中，大幅提升转换效率，从而带来的优质 3D 片源。3D 片源的数据量是普通 2D 片源的 2 倍，在特殊的压缩算法下，3D 片源的网络带宽需求将是普通 2D 片源的约 1.5 倍。借助云计算、AI 等新技术，可以将复杂的计算从本地迁移到云端，从而降低内容制作成本、提升效率，但同时，原始素材上传云服务器会带来较大的上行网络诉求。平面显示已经逼近视觉极限12显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长4.3平面显示发展趋势2016 年导演的。一般的中场战事采用了 4K 3D 120fps 的形式，刷新了界的新

30、高度，也是迄今为止唯一一部 4K 3D 120fps仅有 2K 25fps，而这部导演选择性的 4K 120fps，这不仅仅是画面质量上的提升，更是希望通过如此的场景，让观众真正走，以士兵的角度去看所有的枪击、和受伤。对于生在和平年代的我们，会觉得是多么遥远，和平来的理所当然，而 4K 3D 120fps 的展现形式能够仿佛将我们置身战场，并将战争带来的恐惧、表现地淋漓尽致，让的观众对有了全新的认识。2019 年 MWC，BOE 和进行了折叠投屏和 8K+5G展示，一方面用折叠Mate X 通过 5G 信号实时4K 内容投屏至 BOE 110 英寸 8K 超显示屏，另一方面用 8K 超摄像机实

31、时拍摄巴塞罗那东海岸的风景，通过 5G 超高速远距离传输到 BOE 110 英寸 8K 超显示屏实现了 8K+5G 的完美，充分展示了极致的视觉体验。图 4-2Mate X+BOE 110”8K 投屏图 4-35G CPE Pro+BOE 110”8K高分辨率、高帧率、3D 的展现形式不仅可以带来更好的视觉体验，更有助于表达影视内容传递的理念，这是未来平面视觉发展的主要趋势。平面显示技术逐渐成熟，而借助云计算，像的中场战事这样的高分辨率、高帧率的越来越多，成为基础平面显示逐步逼近人眼视觉极限。双 G，通信能力的提高将为超显示应用提供基础支持，2K和显示需求，而 4K 将成为主流8K 显示也将成

32、为高端消费电子与显示需求，8K 将成为体育赛事、大型新的标杆。、等众多视听享受的主流应用场景，平面显示已经逼近视觉极限13显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长05 VR三维沉浸式显示分辨率亟需提升虽然平面视觉也可 3D 成像，但其不能提供移动视差，即用户在不同角度画面相同，体验不够真实，而 VR 能够给用户提供三维沉浸式体验，从观影形式上开辟出一条新的视觉极限。影响 VR 体验的因素很多，包括视场域、刷新率、屏幕响应时间、分辨率、3DOF/6DOF 等，其中分辨率是目前影响 VR 体验的首要因素。VR 对分辨率要求极高，8K的 VR 内容才相当于传统 480P 电视体验，若要达到 4K

33、观影体验，需要 VR 全视角分辨率达到 24K。5.1VR显示技术稳步发展5.1.1 VR显示原理VR 头显的元器件只有 2 个：透镜和屏幕。凸透镜成像时，一倍焦距分虚实，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二倍焦距分大小，当物体在透镜一倍焦距以内时，会呈正立放大虚像，也就是通常的放大镜。VR 的显示就是利用放大镜原理，屏幕离透镜很近，保证在透镜的一倍焦距以内，这样人眼在透镜另一侧就可以看到屏幕的放大场景。以内响应时间，有效晕眩感，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

34、 OLED 为最佳方案 , 其0.1ms 响应时间， 完美解决延时眩晕，80% 的及 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。VR 显示内容VR 屏幕一倍焦距人眼京东方 VR/AR 业务图 5-1 VR 显示原理VR 三维沉浸式显示分辨率亟需提升14显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长5.1.2 清晰度是VR显示技术最点鉴于特殊的显示方式，VR对屏幕的刷新率、响应时延、视场角、分辨率等都提出了更高的要求。屏幕刷新率过低、响应时间过长会使用户产生晕眩感，入门级VR需要屏幕刷新率在60Hz以上，响应时延在5ms以内。目前，市面上大部分VR头显屏

35、幕的刷新率可以做到90120Hz，响应时延在3ms以内，均可满足指标。VR是一种沉浸式体验，所以视场角是一个很关键的因眼正常视场角约110°，若VR头显的视场角小于人眼视场角，会看到画面周围存在黑边，严重影响视觉体验。现在大部分VR头显视场角均可达到100°以上，有的甚至达到200°，所以目前视场角对VR的体验影响不大。当前VR最突出的问题是清晰度，画面存在颗粒感和纱窗效应。VR画面不清晰的主要有两个方面：第一，VR的内容需要均匀分布在360°，而人眼只能看到其中约110°，会丢失掉一部分像素；第二，VR画面充斥整个视场角，每个视场角分配的像素

36、点(PPD，指每一度所包含的像素)较常规显示更小；而VR屏幕很小，而在小屏幕上做出高分辨率，技术要求很高。目前VR屏幕仅有3K4K，能够承载8K分辨率内容，但视觉体验上只有传统480PTV的效果。表 5-1 不同分辨率下的 VR 与传统电视的等效体验从表中可以看出，8K 内容的 PPD 仅有 21，而人眼需要 60 以上 PPD 才无法感知到画面颗粒，所以 16K 分辨率是VR 屏幕的发展目标，此时的 VR 视觉体验等效于传统 TV 的 4K 效果。VR 三维沉浸式显示分辨率亟需提升15VR屏幕双眼分辨率水平PPD对应VR 360内容分辨率等效TV体验分辨率2K（1920*960）104K24

37、0P4K（3840*1920）218K480P8K（7680*3840）3212K720P16K（15360*7680）6424K4K显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长DisplayLens现在目标PPD=px/fov2060PPD Gap图 5-2 VR 屏幕 PPD 指标需求除了整体提升屏幕清晰度，还可以根据人眼特殊的生理结构来优化显示效果。人眼黄斑有一凹陷区域，叫做凹，凹是视网膜中视觉最敏锐的区域，相比周围区域有更强的分辨力，而凹的敏感角度约 5°。根据这一特性，可以提高 VR 屏幕中间区域清晰度，并适当降低周围及边缘区域的清晰度，保障视觉体验的同时降低了屏幕的技术门槛

38、。5.1.3 VR屏幕清晰度逐年提升入门级 VR 设备屏幕像素密度大概在 500PPI，消费级大概需要达到 800PPI，OLED 和 LCD 均可以满足需求。但如果想要达到专业级水平，屏幕需要达到 1600PPI 以上，此时 LCD 更有优势。未来主要还是在 Micro OLED，它可以达到 3000PPI 以上，响应时间在 1 毫秒以内，可以满足未来 VR/AR 产业发展的需要。显示技术需求市场3000ppi RT<1ms 90-120Hz专业级：Micro-OLED1600ppi消费级：LCDRT<3ms 90-120Hz800ppi500ppi RT<3ms 90Hz

39、入门级：LCD、OLED市场容量下的 VR 显示技术需求图 5-3 不同市场VR 三维沉浸式显示分辨率亟需提升16显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长对于VR/AR行业，20162017年后整个产业迅速发展。回顾历史，在2017年VR/AR这类近眼像素密度在500700PPI，分辨率为2K，2018年达到800900PPI，分辨率3K，而今年，预计VR/AR屏幕会到达1000PPI以上，分辨率达到4K，并且刷新频率会提升到120Hz的水平。作为显示行业的者，京东方已经发布的5600PPI以上的基于Micro OLED技术的近眼，未来应用到实际VR/AR中，会进一步提升VR/AR的视觉体验

40、。4K1000PPI 以上3K800900PPI2K500700PPI图 5-4 VR 屏幕分辨率发展趋势5.2VR内容展现形式多样化相对传统内容，VR 能够给用户带来纯虚拟的沉浸式体验。VR 内容的呈现可以分为三种情况：传统片源、实景拍摄拼接和 3D 建模渲染。传统的 2D/3D 片源也可以通过 VR 的形式去，这就是 VR 巨幕影院。该种内容呈现形式虽然依托现有片源，但可以提供传统观影的大屏视觉体验，目前巨幕影院已成为市面上 VR 头显的基本功能。图 5-5 VR 巨幕影院VR 三维沉浸式显示分辨率亟需提升17显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长实景拍摄拼接主要用于VR 360制作，

41、其原理是将多个相机分布在一个球面上，然后所有相机同步、同帧率拍摄，最后将每个相机在同一时间拍摄的画面进行拼接，形成一个球面的。目前VR 360相机已经可以实现24K分辨率拍摄，但受限于终端的能力，VR内容还停留在8K阶段。网络分发流服务器终端显示画面画面拼接图 5-6 VR 360制作流程VR 360那么实际与传统仅仅是形式不同，格式还是采用传统的格式。如果在传统器上VR 360 内容，到的是将球形画面展开的矩形画面，只有在 VR 设备上才能到的画面。图 5-7 VR球面画面与矩形画面展示VR 360若要达到可以带来沉浸式观影体验，但需要极高的分辨率，8K 的观影体验仅仅相当于480P 的传统

42、 TV，4K TV 的体验，需要分辨率达到 24K，网络传输需求将达到Gbps 级别。3D 建模渲染主要用于 VR或动画制作，首先在客户端内会预先建好素材模型，用户在体验时，VR 头显或外部会实时人的动作、姿态、指令等信息，然后渲染出当前人眼视场角内的画面并显示。该种方式可以给用户提供 6 自由度沉浸式体验，使用户“畅游”在虚拟世界之中。VR 三维沉浸式显示分辨率亟需提升18显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长三维模型画面渲染终端显示用户指令图 5-8 VR制作流程5.3VR三维沉浸式显示发展趋势VR 的应用场景很多，如体育赛事、VR 影院、VR 360、VR 社交、VR等，并且有着广阔

43、的市场发展空间，硬件销售是 VR 最直接的商业模式，除此之外，还可以通过增值服务费（如赛事中，VR 的方式额外等）、植入等方式实现营收。所以，未来 VR 产业有着较好的发展前景。VR 能够给用户提供三维沉浸式体验，但当前 VR 的视觉体验处于入门阶段，其屏幕分辨率分辨率都需要提高。2018 年 MWC，BOE 和展示了 8K VR 环绕效果，这是世界上首次展示成8K VR 显示解决方案，8K VR 显示解决方案通过提高分辨率从而消除纱窗效应，营造了更加自然真实的沉浸感，极大的了 VR 的用户体验。图 5-9 MWC 2018 BOE 8K VR 展示体验VR 三维沉浸式显示分辨率亟需提升19显

44、示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长在今年 CES 大会上，众多 VR 厂商展示了他们新一代 VR，如创维的 V901、PICO 的 G2 4K、DEUS 的 Odin 等，其屏幕分辨率全部达到 4K，相比 2018 年的 3K，分辨率提升了 30%。根据iLab 研究，4K 的屏幕需要匹配全视角 8K的内容，所以，随着今年 VR 屏幕分辨率的提升，将促进8K VR 内容的生产。更高分辨率的 VR 内容制作过程中，其拼接、建模、渲染等步骤对终端的计算能力要求极高，云计算将是 VR 内容制作的最佳选择，Cloud VR 是 VR 发展的最佳形态。除了头戴式 VR， 眼 VR 也逐渐应用在一些

45、商场等公共场所。 眼 VR 是通过三面、或五面 LED 屏幕封闭出一个密闭的立体空间，用户在该空间内不需要借助头显等设备即可感受到三维沉浸式的立体视觉效果。图 5-10眼 VRVR 三维沉浸式显示分辨率亟需提升20显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长06 光场是未来显示技术理想形态对于 2D 平面图像，人眼只能通过遮挡、阴影、仿射等产生立体“错觉”；对于 VR/AR，人眼可以通过双目视差实现三维立体视觉体验，但 VR/AR 显示的场景无论远近，目前都只能聚焦在一个固定距离的平面，长时间使用会使人眼产生疲倦。未来， 显示交互中的信息量越来越大，全息交互将是显示交互的最终模式。从目前的技术来

46、看，最有可能通过光场技术实现全息显示。光场是指光在每一个方向通过每一个点的光亮，可以现三维场景。和呈现现实场景中不同物体的不同光学深度，并在视觉上完美地重6.1光场显示技术处于起步阶段光场的量很大，包含物体表面反射出光的强度和方向信息，所以后续渲染和图像生成的发挥空间很大，能够获取物体在不同视角、不同光线条件下的图像。光场内容有多种显示方式，可以通过普通屏幕来展示，也可以通过 VR/AR，甚至 眼全息的方式来展示。普通平面显示普通二维平面显示是最简单的光场显示方式，它可以通过一个或多个平面屏幕显示不同景深、不同视角的图像，所需数据量为普通平面的 N 倍（N 为屏幕数量）。该种显示方式对渲染的技

47、术和显示技术的需求相对较低，也是光场应用最容易落地的显示方式。如在安防领域，可以用光场相机代替传统相机，相对单幅画面，光场的多视点、多景深画面可以更好地辅助人工或者智能。VR/AR 光场显示借助 VR/AR，光场可以呈现三维立体效果。使用多个相机物体从不同方位进行拍摄，可以对物体进行 3D 建模，然后通过光场渲染算法，获取不同视角下物体表面的光线信息。对于用户，可以在 VR、AR 内光线变化带来的真实感。物体从各个角度去，并感受该种光场显示方式可以应用于、物品（如古董等）展示、等场景：如果用户对某一感，就可以通过光场显示的方式去了解的各个细节；同样，在场景，有了光场，观众与不再是隔着屏幕面对面

48、坐着，而是可以从各个角度与互动。光场是未来显示技术理想形态21显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长除了像物体展示这样的由内向外光场展示外，还可以由外向内展示，最典型的应用就是发布的光场内容Welcometo light fields，用户可以借助 VR 头显在一定球形区域内向外场景，这个球形区域就是光场的球面相机所占空间。同样，用户改变视角时，光线也会随之变化。该种光场显示方式可以用于 VR 旅游等场景，给用户提供更真实的视觉体验。图 6-1 VR 光场显示（来源：Welcome to light fields应用）采用 VR/AR 显示技术，如果将光场的所有数据全部传到 VR/AR 头

49、显或者本地电脑，再由本地终端进行实时渲染计算呈现出来，对本地终端的空间和实时渲染计算能力都提出了非常高的要求。故此种显示方式，的及渲染计算将是主流方式。由云端服务器进行实时渲染计算，将计算后的用户当前视角的画面通过网络实时传输到 VR/AR 终端，呈现给用户。此时网络需求约几百兆。由于与云端实时交互，用户转头后需要及时将新视角的画面呈现出来，对网络时延要求非常高，云端至终端网络 RTT 20ms 以内（未包括端至云端的时延）是起步阶段基本要求。全息光场显示借助 VR/AR，已经可以实现三维立体多视角的光场显示，但佩戴头显，与 眼看真实世界，体验上还是存在一定差距。未来眼全息是光场显示最佳形态，

50、但该项技术成熟度很低，仅存在于demo 阶段，离普及还有一段距离。现阶段的全息光场显示方式主要包括全息膜、多视点光场显示等。要达到较清晰的效果，全息膜显示所需数据量比传统 2D 平面显示要大很多，根据叠境数字科技研究，一路 4K 分辨率全息显示数据量达到 600Mbps；多视点光场显示技术，是通过多个子视图呈现立体效果，所需数据量为 N* 单个子视图的数据量（N 为子视图个数；单个子视图数据量与子视图分辨率相关，若达到 4K，每个子视图的数据量将达到几十 Mbps）。中的多视角投影阵列等，其所需数据量类似于此。当然，多个子视图间会有较多冗余重叠数据，随着压缩技术的发展，网络传输数据量可以大幅节

51、约，但对终端的能力的要求将大幅提升。而要实现类似中展现的三维超全息成像，数据量将达到 Tbps 数据级。目前，显示技术企业均积极布局全息显示技术，现阶段结合光场技术、空间光调制技术光学衍射技术，配合眼动追踪技术，已经可以借由 LCD 屏幕完成简单的多视角、多焦点、 眼 3D 显示技术，并逐步接近全息显示交互理论效果。光场是未来显示技术理想形态22显示无处不在：视觉体验升级带动数据爆发增长6.2光场内容制作对计算能力要求极高光场内容的制作需要专业的光场相机。传统相机只能光线的 (x，y，z，t) 信息，其中 (x，y，z) 表示光线的位置信息，表示光线的波长，t 表示光线随着时间的推移会发生变化

52、；而对于光场相机，除了这五个维度的信息外，还可以光线的方向信息，即 (x，y，z，t)7 个维度的信息，其中 (，) 分别为光线与水平平面和垂直平面的夹角。所以，相对传统内容制作，光场内容制作需要和处理的数据量。光场相机成像性能的主要指标除了传统的图像分辨率和 FOV（Field Of View）之外，还包括角度分辨率和 FOP（Field Of Parallax）。其中 FOP 表示物体上某点发出的光线能进入相机光圈的角度范围，角度分辨率表示一束光线在 FOP 范围内被分割成的数量。目前市面上主流的消费级光场相机是基于微透镜阵列的光场，即在传统相机的成像传感器和镜头之间加入一片微透镜阵列。时

53、，物体上一点在 FOP 内的光线被微透镜分成 4X4 束，即该光场相机的角度分辨率为 4X4，相机该点会同16 个方向的光，并成 16 个像素。视点图像分辨率与光场相机的角度分辨率关，角度分辨率表征了被场景的离散化程度，角度分辨率越大，相机采集物体的细节越多，但同时会降低视点图像的分辨率，所以同时兼顾视点图像分辨率和物体细节，必须同时提高成像传感器的分辨率和微透镜数量。然而目前单相机成像传感器分辨率很难做的特别高（一般 8K 已达极限），所以每个视点图像分辨率一般只有 480P 左右。受限于单相机成像传感器分辨率，基于微透镜阵列的光场产生的数据量与传统相机相当。成像 传感器相机主镜头FOP微透镜阵列A视点图