بررسی تاثیرات 5G بر روی XR

اکنون فصل فنّاوری 5G است، نسل بعدی فنّاوری داده (اینترنت) موبایل که به بهبود پهنای باند و کاهش تأخیر وعده می‌دهد. با تحقق شبکه­ ها و موبایل­ های 5G، باعث می‌شود باور کنیم که فنّاوری قرار است دنیای ما را اساساً تغییر دهد و تاکنون نیز این کار را کرده است؛ اما فنّاوری 5G واقعاً چه معنایی برای واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) دارد؟

همانند جدیدترین فنّاوری صنعت سلولی (با امید درآمدزایی)، تمامی سهامداران سازندگان موبایل به فنّاوری 5G به‌عنوان یک تغییر انقلابی نگاه می‌کنند- و چه راهی بهتر از مشارکت و همراهی با فنّاوری‌های پر سروصدا؟

اگر شما فنّاوری 5G را در کنار هر فنّاوری جدید دیگری در گوگل جست‌وجو کنید افرادی را خواهید یافت که به شما می‌گویند که 5G به نحوی و در یک سطحی فنّاوری آن‌ها را دگرگون خواهد کرد. این شوخی نیست. بیایید یک بررسی سریع انجام دهیم:

این لیست می‌تواند ادامه دار باشد و البته شامل عناوین 5G و واقعیت افزوده و 5G و واقعیت مجازی با مقالات بد و افتضاحی مانند این مقاله که ارتباط بین فنّاوری‌ها را با جملاتی این‌چنینی سلاخی می‌کند هم می‌شود:

«واقعیت مجازی و واقعیت افزوده به کاهش تأخیر برای افزایش کارایی بستگی دارد. تجربه کاربر با کاهش زمان انتظار شگفت­ انگیز خواهد بود. باتجربه کاربری بهتر، فرصت‌های بیشتری فراهم می­شود. پزشکی از راه دور، محیط­های تمرین مجازی برای کسب­ وکار و مواردی بیشتر فراهم می­شود.»

برای مقابله با چنین مطالبی، بیایید در مورد اینکه 5G واقعاً می‌تواند چه معنایی برای واقعیت مجازی و واقعیت افزوده داشته باشد صحبت کنیم. راه ساده برای این کار این است که در ابتدا متوجه شویم 5G واقعاً چه چیزی را پیش روی شما قرار می­دهد؟

فنّاوری 5G چه معنایی برای شما دارد؟

به‌طور ساده: فنّاوری 5G وعده می‌دهد پهنای باند بهتر و کاهش در تأخیر نسبت به اینترنت موبایل فعلی فراهم کند. همچنین این پتانسیل را دارد که دسترسی افراد بیشتری را به چنین شبکه­هایی با عملکرد بالا فراهم کند.

جزئیات بهبود سرعت و کاهش تأخیر فنّاوری 5G تا زمانی که به‌طور کامل ارائه نشود برای کاربران مشخص نخواهد بود اما بخش بازاریابی صنعت موبایل این باور را ایجاد کرده که پهنای باند دانلود با سرعت 1Gbps و 1ms تأخیر امکان‌پذیر خواهد بود.

برای بررسی سریع این موضوع، با توجه به شاخص‌های اینترنت شرکت Ookla، در ژانویه 2019 میانگین سرعت اینترنت موبایل و خانگی در ایالات‌متحده به ترتیب 33Mbps و 112Mbps و شاخص تأخیر به ترتیب 35ms برای موبایل و 5 تا 15ms برای اینترنت خانگی بوده است؛ بنابراین به‌طور تقریبی می‌تواند گفت که فنّاوری 5G می‌تواند پهنای باند خانگی و موبایل را به ترتیب تا 9 و 30 برابر افزایش و تأخیر را تا 10 و 35 برابر کاهش دهد.

اما پهنای باند بیشتر و تأخیر کمتر چه چیزی را در زمینه‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده ارتقا خواهد داد؟

پخش ویدئو سه‌بعدی

زمانی که صحبت از استریم غیرتعاملی ویدئو 180 یا 360 درجه با دستگاه­ های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده می‌شود، سوءتفاهم بزرگی پیش می آید و مسئله این است که تأخیر پائین 5G یک مزیت بزرگ خواهد بود. درواقع، برعکس این موضوع به‌احتمال بیشتری صحیح است- پهنای باند بزرگ 5G است که در را برای بهبود کیفیت باز می‌کند و نه‌تنها تجربه پخش ویدئو را بهبود داده بلکه راهی را رشد بیشتر ارائه می‌دهد.

دلیلی که تأخیر از درجه اهمیت کمتری برای پخش محتوای ویدئویی غیرتعاملی برخوردار است این است که تجهیزات مرتبط با هدست واقعیت مجازی و واقعیت افزوده به تأخیر در پخش وابسته نیست. در بیشتر تجسمات فنّاوری پخش سه‌بعدی 180 و 360، تنظیمات دیداری مربوط به حرکت سر کاربر در یک نرخ بالا به‌صورت محلی در خود تجهیز پردازش می‌شود، به‌جای اینکه اطلاعات به سرور راه دور ارسال‌شده و منتظر یک به‌روزرسانی شود تا حرکت سر را تصحیح کند.

درواقع، با استفاده از هدست­ های امروزی واقعیت مجازی، شما می‌توانید وسط مشاهده یک ویدئوی 360 باشید و سپس به‌طور ناگهانی و کامل ارتباط را از دست دهید و تنها اثر این است که ویدئو فریز می‌شود- با حرکت دادن سر هنوز هم به‌درستی واکنش نشان می‌دهد چراکه حرکات صحنه با توجه به وضعیت سر در خود تجهیز پردازش می‌شود.

یک تفاوت جزئی در این موضوع وجود دارد: بعضی از پخش ­های پیچیده ­تر واقعیت مجازی و واقعیت افزوده از فنّاوری وابسته به تصویر استفاده می­کند که کیفیت فیلم را مخصوصاً در نقاطی که نگاه می­کنید (در تلاش برای کاهش گلوگاه پهنای باند) افزایش می­دهد. تأخیر زیاد در این مورد می‌تواند به این معنا باشد که اگر شما سرتان را سریع به یک نقطه دیگر حرکت دهید، ممکن است متوجه شوید که ویدئو این سرعت درحرکت را پوشش نمی­دهد تا زمانی که بخش باکیفیت‌تر ویدئو وارد شود. در این مورد، تأخیر پائین می‌تواند این انتقال ­ها را هموارتر کند اما تجربه شگفت­ انگیز نخواهد بود و صرفاً بهتر خواهد شد.

زمانی که صحبت از پهنای باند می­شود فنّاوری 5G می‌تواند کیفیت پخش ویدئو 180 و 360 را به‌طور عمده بهبود ببخشد. همه‌جانبه‌ترین فیلم- سه‌بعدی 360 و یا فیلم با حجم کامل- فشرده ­ترین پهنای باند را نیاز دارد و امروزه به‌ندرت استفاده می‌شود چراکه کاربران ارتباطات مناسب برای پخش چنین محتوایی باکیفیت بالا را ندارند.

بازی­های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده در محیط ابری

زمانی که صحبت از محتوای واقعیت مجازی تعاملی می‌شود، فنّاوری 5G می‌تواند امکان بازی­های واقعیت افزوده و واقعیت مجازی در محیط ابری را فراهم کند، اما این مورد هنوز هم تا حد زیادی فرضی است.

این ایده وجود دارد: کاربران یک هدست ساده باقیمت متوسط خواهند داشت که تصاویر واقعیت افزوده و واقعیت مجازی را باکیفیت بالا و بدون نیاز به کامپیوتر شخصی پخش می‌کند. این ایده شگفت‌انگیز به نظر می­رسد، اما تا زمانی که پخش بازی‌های غیر واقعیت مجازی نرمال به بلوغ نرسد تحقق نخواهد یافت چراکه واقعیت مجازی به رزولوشن بالاتر و تأخیر کمتری نسبت به پخش بازی­های غیر واقعیت مجازی نیاز دارد (که در تلاش برای پاسخگویی به نیازهای گیمرها هست).

درحالی‌که تأخیر در مورد پخش ویدئوهای غیرتعاملی مهم نیست در اینجا اهمیت دارد چرا که چیزی که قرار است ارائه شود نیاز دارد تا بر اساس اقدامات کاربر در همان زمان تغییر کند؛ بنابراین اگر فنّاوری 5G می‌تواند این وضعیت را بهبود دهد، بیایید به‌صورت واقع‌گرایانه تأخیر را 4m یا کمتر در نظر بگیریم، اینکار واقعاً می‌تواند امکان استفاده از محیط ابری واقعیت افزوده و واقعیت مجازی را فراهم کند.

اما اینکار حدس بزرگی است نه‌ فقط اینکه 4ms امکان‌پذیر نیست، بلکه به این دلیل که شما نه‌تنها در نزدیک‌ترین ارتباط خود به شبکه به این سطح از تأخیر نیاز دارید که مشخصاً در موقعیتی که فریم ­ها ایجاد می­شوند هم به آن نیاز دارید.

اگر شما یک تست سرعت شبکه انجام دهید، تست به‌ احتمال زیادی به یک سرور که بسیار به شما نزدیک است وصل می­شود. تأخیر شما شامل زمانی می­شود که اطلاعات از شما به سرور منتقل‌شده و سپس برگردد. اگر شما دوباره آزمون را انجام دهید و یک سرور که چند ایالت از شما دورتر است را انتخاب کنید، با چیز متفاوتی مواجه خواهید شد. من این آزمون را انجام دادم و 10ms تأخیر برای یک سرور در شهر خودم و 35ms تأخیر برای یک سرور در سه ایالت دورتر را تجربه کردم.

این آزمون نشان می‌دهد که عملکرد فاصله شما تا سروری که انتخاب می‌کنید با سطح تأخیر شبکه ارتباط مستقیم دارد. اگر می‌خواهید یک محتوای واقعیت مجازی یا واقعیت افزوده را در محیط ابری با تأخیر پائین پخش‌کنید، کاربر باید به‌صورت فیزیکی به محلی فریم­ها ایجاد می­شوند نزدیک باشد. این موضوع به‌دشواری به دست می‌آید چراکه فریم‌های یک برنامه تعاملی ایجاد خواهند شد.

زمانی که صحبت از پخش ویدئوهای غیرتعاملی می‌شود، توزیع و پخش فایل‌های ویدئو قبل از ارائه به سرورهای سراسر دنیا و سپس پخش آن‌ها با توجه به نیاز به آن‌ها بی‌اهمیت است. ارائه محتوای واقعیت مجازی به‌موقع، نیازمند سخت‌افزار پردازش گرافیکی بالایی در هر مرکز داده است تا از طریق آن ارائه صورت پذیرد؛ هرکدام از مراکز مجهز داده فقط می‌تواند فریم­هایی با تأخیر اندک را به کاربرانی منتقل کند که در فاصله مشخصی هستند.

می‌توان گفت که برای مثال، یک مرکز داده در مرکز ایالات‌متحده برای ارائه سرویس به یک تجربه در محیط ابری در ساحل کشور با تأخیر بسیار زیادی مواجه است. یک دسته از مراکز داده که دسته‌بندی‌شده و به‌خوبی توزیع‌شده‌اند (همچنین معروف به رایانش لبه ­ای) کلید دست‌یابی به این موضوع است؛ فنّاوری 5G از طریق توسعه پوشش مراکز داده به‌وسیله کاهش تأخیر و پهنای باند زیاد که کیفیت بهتر تصویر را فراهم می­کند کمک می‌کند.

اگرچه برای تحقق همه این موارد به هر دو فنّاوری 5G و رایانش لبه­ای نیاز است، خبر خوب این است که خدمات واقعیت مجازی و واقعیت افزوده در محیط ابری می‌توانند به همین زیرساخت­ ها متصل شوند.

حضور و کنترل از راه دور

مزایای فنّاوری 5G که می‌تواند پخش محتوای تعاملی در محیط ابری را ممکن است، می‌تواند عملیات کنترل از راه دور برای چیزهایی مثل وسایل نقلیه، روبات­های پزشکی را بهبود ببخشد.

باز هم تأخیر در اینجا کلیدی است. کنترل از راه دور در زمان حاضر هم وجود دارد اما بعضی موارد استفاده وجود دارد که تأخیر برای برقراری ارتباط ایمن و یا مناسب زیاد است.

برای مثال. در کنترل وسایل نقلیه از راه دور. در آینده شاید لازم باشد اپراتورهای واقعی به‌صورت موردی و در صورت شکست سیستم هوش مصنوعی رانندگی خودروهای خودران را به عهده بگیرند. به‌جای فرستادن فیزیکی یک نفر به اتومبیل، یک اپراتور می‌تواند از طریق کنترل از راه دور به‌عنوان یک راننده مجازی رانندگی کند. تأخیر در کنترل باید بسیار کم باشد تا رانندگی را ایمن کند. به‌سادگی قابل‌درک است که این موضوع چگونه می‌تواند به سایر موارد استفاده ازجمله روبات­های پزشکی تعمیم داده شود.

سهولت در دریافت محتوا و مسیری بزرگ‌تر برای واقعیت بسیط تحت وب (WebXR)

این تنها موردی است که به‌طور کامل به پهنای باند مربوط است. با افزایش میانگین سرعت اینترنت، موارد کاربری در جهت استفاده از آن رشد می­کنند. شما اگر ارتباط 56k ندارید احتمالاً آخرین ویدئوی بامزه در یوتیوب را ندیده­اید و باید به مدت یک ساعت منتظر ویدئو باشید، اما پهنای باند مناسب مصرف و استفاده از محتوا را روان­تر می­کند و شما راحت‌تر می­توانید چیزهایی که دوست دارید را تماشا کنید.

اگر فنّاوری 5G مسیر بزرگ‌تری را در دسترس قرار دهد، دشواری در استفاده از واقعیت مجازی و واقعیت افزوده از طریق سهولت دسترسی به محتوا کاهش می­دهد. به بازی Asgard’s Wrath که اخیراً منتشرشده نگاه کنید، یک بازی واقعیت مجازی که 121GB حجم نیاز دارد. برای بسیاری از افراد با سرعت اینترنت پائین، این حجم زیاد به این معنی است که زمانی که به خانه رسیدند دانلود را شروع کنند و تا روز بعد نتوانند آن را شروع کنند.

پهنای باند عموماً این اختلاف را کاهش می‌دهد و محتوا را قابل‌دستیابی می­کند به این دلیل که کاربر نیاز ندارد زمان زیادی را برای فراهم کردن محتوا صرف کند.

این می‌تواند برای واقعیت مجازی تحت وب یک مزیت باشد، چیزی که واقعیت مجازی و واقعیت افزوده را به‌طور مستقیم در مرورگرهای وب فراهم می­کند، بسیار شبیه به شیوه­ای که وب­سایت­ها ارزیابی می­شوند. به این دلیل که محتوای واقعیت مجازی تحت وب مانند یک بازی یا ویدئو از قبل دانلود شده نیست، نیاز است تا به‌اندازه کافی کوچک باشد تا کاربر زمان زیادی را برای انتظار برای دانلود محتوا تلف نکند. با پهنای باند بیشتر، تجربیات واقعیت مجازی تحت وب می­توانند بزرگ‌تر و با جزئیات بیشتری باشند.

فنّاوری 5G تأخیر و پهنای باند است، اما اجرایی سازی و اقتصاد همچنان کلیدی هستند

در کنار هر کاربری دیگری که بتوانید تصور کنید که محدودیت­های اصلی آن تأخیر و پهنای باند است. آن‌ها بخش­هایی هستند که هر زمان کسی در مورد فنّاوری 5G صحبت کند و توضیح دهد که چگونه این فنّاوری یک صنعت و یا فنّاوری را اساساً تغییر خواهد داد باید به آن برگردید.

آیا چیزی با کاهش تأخیر و افزایش پهنای باند برطرف خواهد شد؟ زمانی که صحبت از واقعیت مجازی و واقعیت افزوده شود، در تئوری پاسخ بله است اما اجرایی سازی از اهمیت برخوردار است.

فنّاوری 5G احتمال کاربری­ های بالا را فراهم می­کند اما احتمال همواره به معنای ایجاد شدن نیست. برای مثال این احتمال وجود دارد که با استفاده از مزایای فنّاوری 5G یک تجربه واقعیت مجازی در محیط ابری ارائه گردد، اما کاربران تا چه اندازه حاضرند برای آن پول پرداخت کنند و آیا این تجربه بزرگ‌تری از هزینه استفاده از این خدمات است؟

این­ها سؤالات بزرگی هستند که تاکنون پاسخ­ های سختی داشته ­اند. فنّاوری 5G با پهنای باند، تأخیر و هزینه­ های واقعی به بازار عرضه خواهد شد و تنها آن زمان است خط بین تحقق و احتمال این موارد کاربری مشخص خواهد شد.

در پایان نیز ویدئو بررسی فناوری 5G با ترجمه اختصاصی مجله خبری XRmag را مشاهده نمایید:

به نظر شما گستره‌ی تاثیرات 5G تا کجاست؟