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全球移动视频业务的三大新趋势

供稿人:李远东  供稿时间:2015-7-31   关键字:移动通信网络  移动视频  720P  1080P  2K  4K  虚拟现实  增强现实  
2015年6月30日,mLAB发布了研究报告“Mobile Video Service Performance Study”,笔者从中总结出全球移动视频业务的三大发展新趋势。
 
1、从商业模式的角度看:视频业务正在逐步地成为移动宽带接入网络的基础性业务
 
1)图像于视频是人类最直接、最高效的信息交流与传递方式
 
“图像形式的信息交流”一直是人们用以传递信息最为生动、最为直接的方式,也一直都是最高级的信息交流与传递方式——总体上,其间经历了从远古时代的岩洞壁画、埃及壁画,到近代的动画,再到现代的视频,而最终,人类将进入未来的视频“无处不在”时代。可以预见的是,基于先进移动通信网络的移动宽带接入技术将使得视频服务的提供与接入逐渐地具有泛在性。
 
2)视频业务将有望成为移动通信网络的基础性业务
 
目前,移动通信业界出现的一大趋势是:继语音通话业务及短消息/短信业务(在OTT即时通信应用的强力冲击之下,这两项电信基础业务正在走向衰落)之后,视频业务正在逐渐地成为移动通信网络的基础业务。
 
通过对全球移动通信网络的数据流量流量的分析,mLAB发现,最近几年新增的移动数据业务流量中,大部分来自于移动视频业务,如图1、图2与图3所示。
全球移动通信网络数据流量的典型分布情况
韩国移动通信网络数据流量的典型分布情况
英国EE移动通信网络数据流量的典型分布情况
 
进一步的分析结果表明,视频业务(尤其是高清视频业务)极大地刺激了人们对移动数据业务的消费需求,促进了用户对移动数据消费的快速增长。可以说,视频即将成为新一代移动通信网络的基础业务。
 
但是,另一方面,在流量快速增长的同时,移动数据业务的资费也在快速地下降。因此,为了实现总收入的良性增长,移动数据业务数据流量增长的速度就必须要快于资费下降的速度。
 
综上,在此背景之下,视频业务就逐渐被移动通信运营商们赋予了“实现移动数据业务新增收入”的重大责任,从而,就开始逐步地成为移动宽带接入网络的基础性业务。
 
2、从生态系统的角度看:移动宽带接入网络已经具备规模推广和消费高清晰度电视的能力
 
1)论证:720P分辨率高清晰度视频的移动宽带接入网络生态系统发展现状
 
①总体
 
国际电信联盟对高清晰度电视的定义是“高清晰度电视应是一个透明系统:一个正常视力的观众在距该系统显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量应具有其在观看相同原始景物或表演时所得到的体验”。目前,高清晰度电视这种电视业务正处于普及阶段。
 
高清晰度数字电视标准720P是高清晰度视频标准之一。720P的分辨率为1280×720(水平方向1280根电视线,垂直方向720根电视线),在电视发展历史上第一次实现了接近百万像素(笔者注:具体数值为921600像素)的视频图像显示,基本上能够满足广大消费者对视频清晰度的主观体验需求。目前,高清晰度视频节目源基本都是从720P的分辨率开始起步。
 
②720P高清晰度视频内容的发展
 
以YouTube为例,720P分辨率及以上格式的高清晰度视频内容占所有分辨率格式视频内容的比例逐年地快速攀升,如图4所示:
 
4
 
③720P分辨率移动智能终端设备的发展
 
随着相关技术的进步以及高清晰度屏幕成本的快速下降,目前,移动智能终端屏幕的的分辨率基本上都达到甚至超过了720P的清晰度。当下,720P分辨率的屏幕已经成为智能手机的基本配置/标配。此外,主流移动智能终端的屏幕配置甚至基本上达到了1080P分辨率(1920×1280。水平方向1920根电视线,垂直方向1280根电视线。总的像素数数目为2457600)以上的清晰度。可见,移动智能终端的硬件显示能力已经完全具备普及720P甚至1080P分辨率高清晰度视频的条件,相关现状如图5所示。
5  720P分辨率移动智能终端的发展情况(占新出厂终端移动智能终端的比例
 
④移动通信网络已经具备提供720P高清晰度视频传输服务的普遍能力
 
使用的信源编码技术不同,720P分辨率高清晰度视频在移动宽带接入网络中的传输码流也会有所不同,但基本上会在1.5 Mbit/s左右。考虑到移动视频点播的初始化等待(用于终端内容缓存)时延,以及在移动通信网络环境下的小区信号切换、快速衰落等主要的实际问题,要使用户获得较好的720P高清晰度移动视频业务使用体验,移动宽带接入网络对720P高清晰度视频的传输速率要达到3~5 Mbit/s左右。而随着HSPA(高速数据分组/包接入)技术的普及以及LTE与LTE-Advanced网络的大规模商用部署,移动宽带接入网络的传输能力基本具备泛在的3 Mbit/s以上的能力。
 
⑤小结
 
综上所述,移动宽带接入网络已经具备规模推广和消费具有720P分辨率格式的高清晰度数字电视的能力。可以预见,对于未来的移动宽带接入网络,必须实现泛在地提供高清晰度数字电视业务,不断地推动高清视频消费成为极具普及性的移动通信网络基础业务。
 
2)论证:2K分辨率高清晰度视频的移动宽带接入网络生态系统发展现状
 
①总体
 
另一方面,在高端视频领域,2K分辨率视频服务已经成为区域行业领导者的竞争力所在,更是产业链领导者所争夺的焦点。
 
②对2K分辨率高清晰度视频内容发展趋势的预测
 
如图6所示,mLAB的数据显示,2015年,2K高清晰度视频在所有移动视频源中的占比为4%,而且接下来,相关数值会快速地增长。
6  2K高清晰度视频内容的发展情况(占所有移动视频内容的比例)
 
③2K分辨率移动智能终端设备的发展
 
2K分辨率中,屏幕横向的电视线达到2000以上,是数字影院在目前的主流放映分辨率。2K分辨率有多种类别,最常见的2K影院所采取的分辨率2048×1080。iPhone6 Plus 频率的分辨率是1920×1080,非常接近2K分辨率。
 
而目前,智能手机的标准2K分辨率更多指的是像素数总数达到720P四倍的分辨率——2560×1440的分辨率(水平方向2560根电视线,垂直方向1440根电视线。总的像素数数目为3686400)。mLAB的相关数据显示:截止目前,全球一共发布了42款2K分辨率的智能手机。按此发展态势,预计到明年(2016年),新出产的智能手机中,10%以上都将具有2K分辨率屏幕。
 
由此可以预计的是,高端移动视频市场的激烈市场竞争即将到来。
 
④LTE后续演进型移动通信网络已经具备提供2K高清晰度视频传输服务的普遍能力
 
使用的信源编码技术不同,2K分辨率高清晰度视频在移动宽带接入网络中的传输码流也会有所不同,但基本上会在6 Mbit/s左右。考虑到移动视频点播的初始化等待(用于终端内容缓存)时延,以及在移动通信网络环境下的小区信号切换、快速衰落等主要的实际问题,要使用户获得较好的2K高清晰度移动视频业务使用体验,移动宽带接入网络对2K高清晰度视频的传输速率要达到10~15 Mbit/s左右。具体如图7所示。
7  720P1080P2K4K高清晰度视频内容的传输对移动通信网络空口带宽及初始缓冲时延的需求
 
由图7可见,全球领先型移动通信基础网络运营商的LTE网络与LTE-Advanced网络基本能达到甚至超过这个速率水平。绝大多数的LTE网络经过优化,都有可能达到这个接入速率,具有提供2K高清晰度视频可靠传输的潜力。
 
36寸智能手机屏幕至少需要达到720P以上的分辨率
 
此外,目前还兴起了一大趋势:通过智能手机屏幕实现VR(虚拟现实)/AR(增强现实)体验——其通过智能手机内置的透镜系统,极大地扩展了屏幕模拟的视角,将智能手机的分辨率需求推向一个更高的层面。
 
人眼视网膜分辨率辨识的公式为:α=2×arctan(h÷2d)。其中,α为人眼观看电视屏幕时的视网膜分辨率,h为视听终端设备屏幕的高度,d为人眼到视听终端屏幕的物理距离。根据该公式,可以推导出人眼可识别的像素点密度。
 
如图8及表1所示,超宽的视角将引发对于具有超高像素点密度的视听终端屏幕的需求。
当下主流虚拟现实产品对于终端屏幕分辨率的需求
 
当下主流虚拟现实产品的人眼视网膜分辨率与视角
 
品牌
VirGlass
Oculus
iMax
人眼视网膜分辨率
4080
6000
7200
人眼的视角
68°
100°
120°
 
一般人可分辨的最小视角为1角分。也就是说,无论人眼离视听终端屏幕的物理距离的远近程度如何,如果屏幕上面的每一个像素点都能够提供等于或小于1角分的视角,那么,其就达到了人眼所能够分辨的极限。
 
例如,当前主流的VR(虚拟现实)设计规格是模拟人眼在20米的物理距离外观看1060寸大屏幕的相关情况,根据人眼的PPI识别能力理论,可以计算出在20米观看距离下,人眼对于视网膜的入门级PPI需求为4.46。
 
而2K分辨率的手机高清晰度视频内容在进行VR设计是,会被切割成两个1080P的画面,在1060寸大屏幕上,其PPI数值为2.08(达到PPI需求的(2.08÷4.46)×100%≈46.6%)。
 
对于具有6寸大小屏幕的智能手机,观看距离为34厘米时,人眼感觉最为舒适。此时,视网膜入门级PPI需求为258。而对于360P视频,其PPI数值为122,达到上述PPI需求的(122÷258)×100%≈47.3%。
 
综上可见,在观看2K分辨率的虚拟现实视频时,人眼的主观体验和在6寸屏幕上观看360P分辨率视频内容时很接近。
 
也就是说,为了达到入门级视网膜PPI的体验需求,6寸智能手机屏幕至少需要达到720P以上的分辨率,而虚拟现实视频至少需要达到6K的分辨率(两个4K画面)。
 
 
参考文献:
 
[1] mLabs. Mobile Video Service Performance Study [EB/OL].
http://www1.huawei.com/~/media/CORPORATE/PDF/white%20paper/Mobile%20Video%20Service%20Performance%20Study.pdf, 2015-06-30.
 
本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员

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