6G全息通信五大應用場景白皮書

目 錄全息場景特征綜述 5全息用戶群體分析 6用戶特征分析 6用戶需求類型分析 7全息場景特征 9全息場景價值判斷 10微時延超精度人機協(xié)同 13場景概述 13場景特點 13應用案例 16主要應用案例：遠程異地問診 16其他應用案例 17大容量融智能孿生網(wǎng)絡 18場景概述 18場景特點 18應用案例 21主要應用案例：全息車載輔助駕駛 21其他應用案例 22強沖擊全沉浸虛實融合 24場景概述 24場景特點 24應用案例 27主要應用案例：全息婚禮 27其他應用案例 28跨時空多模態(tài)具身交互 29場景概述 29場景特點 29應用案例 31主要應用案例：全息劇本殺 31其他應用案例 33多信維高保真人際互動 35場景概述 35場景特點 35應用案例 38主要應用案例：全息健身 38其他應用案例：遠程異地問診 39參考文獻 41編寫單位及作者 43全息場景特征綜述近年來隨著全息技術的提高全息在各個領域的應用數(shù)量和形式也逐漸增多從最初的簡單展示到目前的可交互立體顯示全息的應用已經(jīng)愈顯成熟目前全息應用較為成熟的領域有服務與銷售游戲影院新聞與舞美教育駕駛、文化和體育業(yè)。6G相較于5G，傳輸速度更快、計算能力更優(yōu)、承載能力更好、展示樣式更加多元相比較于5G時代下的偽全息在未來真正的全息將做到商用穿插在我們的日常生活[2]，影響我們的方方面面。全息的應用場景未來如此廣泛因此一方面為了便于大眾理解另一方也便于技術的儲備和產(chǎn)業(yè)鏈的建設清晰完善的場景特征是必要的在挖掘場特征方面從場景組成的要素—用戶和需求出發(fā)總結用戶及其需求特點便提煉場景的特征其次全息豐富的子場景在未來發(fā)展的優(yōu)先級和重要程度有所區(qū)別因此通過場景的特征對場景的價值進行判別和排序有助于重要緊場景的快速發(fā)展。白皮書分析了15種行業(yè)，128個應用場景，根據(jù)應用場景的技術特性提出了6G全息五大類別應用場景，如圖1.圖1 G息信5類用景群析用戶特征分析范圍特征：面向大眾的普適性從專業(yè)性來看大多的全息場景對用戶技能專業(yè)性無要求具有面向大眾普適性如圖所示一方面因為全息更多為展示交互上的升級因此專業(yè)能上無明顯限制另一方面也因為全息產(chǎn)品對全息技術的實現(xiàn)效果要求較高面大眾使用的情況下，受眾也會擴大，從而能有效的分攤成本，經(jīng)濟效益更好。數(shù)量特征：傾向公共群體使用從使用產(chǎn)品時的用戶數(shù)量來看，面向群體使用的產(chǎn)品占比較多，如圖所示一方面在于全息顯示依賴于精密設備較高的成本決定了面向多人公共的場景會優(yōu)先發(fā)展例如商場影院等另一方面多人使用的場景更能體現(xiàn)全息內(nèi)容的多模態(tài)互動性價值，也是未來人與人、人與場景見交互的必然趨勢。性別特征：男女均衡無偏向從性別來看大部分全息產(chǎn)品沒有明顯的性別偏向男女均適用如圖所示但由于男性在游戲娛樂方面有偏好面向男性的定制化全景場景相比女性在類型上要更為豐富例如智能音箱虛擬人物場景重要用戶類型之一是喜愛二次元的年輕人。圖2息戶征圖身份特征：興趣和職業(yè)為主導目前全息產(chǎn)品的各類用戶大部分是全群體的如圖所示無條件限制通興趣或職業(yè)身份劃分例如全息游戲體育影院領域面向的用戶類型大多喜愛這類領域的人群而全息醫(yī)療軍事等相對專業(yè)領域則是面向固定職業(yè)用戶類型。圖3息戶趣職特圖用戶需求類型分析需求等級模型根據(jù)全息產(chǎn)品的功能特點將馬斯洛需求等級模型進行優(yōu)化更加貼合全息場景優(yōu)化后的需求模型等級分為5個層級如圖所示按照從高到低分別為求知層：滿足用戶提高個人技能、提升自我的需求；情感層：滿足用戶在陪伴、互動、心靈寄托等情感方面的需求；溝通層：產(chǎn)品信息明確、傳輸時效以及內(nèi)容豐富，滿足用戶溝通、社需求；體驗層：感官體驗好，滿足身心愉悅的需求；安全層：滿足健康、安全等人身基本保障需求，使用戶遠離危險、保健康。圖4息求級型圖需求等級特點分析求知、情感及溝通類需求求知情感和溝通類需求主要包含全息文化家居舞美新聞領域下場景。例如虛擬藝術品展覽滿足用戶獲得藝術熏陶的求知需求。這類場景共同的特點是大型公共的場所傳遞有價值有內(nèi)涵的信息向的用戶特點是廣泛無明顯的職業(yè)等要求限制但目前全息在這些場景中的品類型較少場景覆蓋狹窄原因主要有兩點一是成本高此類場景對顯示術和內(nèi)容畫面要求較高二是需要用戶具有一定的知識水平和文化素養(yǎng)用戶量偏小。體驗類需求體驗類需求主要包含全息廣告、游戲、影院和房地產(chǎn)。例如全息立體廣告沉浸式觀影和虛擬健身指導等都在滿足功能的基礎上為用戶帶來更新鮮刺激的體驗。這類場景的特點是多元化并與休閑娛樂息息相關覆蓋的場景包含了人生活中休閑娛樂的各個方面產(chǎn)品類型豐富且全息的應用也較為成熟面向用戶類型也十分多樣，具有廣泛性。安全類需求安全類需求主要包含全息醫(yī)療駕駛采礦和軍事例如手術模擬駕駛助、作戰(zhàn)模擬等，都是為了保障用戶的人身安全和健康。這類場景的特點基本偏私密，獨立性強。面向的用戶具有相應的專業(yè)能力，有明顯的職業(yè)特征通過調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)這些應用大多是實驗室階段原因主有兩點一是技術難度大與安全相關的功能需要更高的顯示精準度二是成高，用戶群體小，并且需要長時間投入，因此收益不明顯。全息場景需求總結總體來說全息目前在滿足用戶休閑娛樂的場景中應用廣泛且能滿足大分、普適的用戶，未來在滿足安全、情感、求知的場景中，發(fā)展?jié)摿Υ?。如圖5所示占比最大的是體驗類與日常生活相關受眾廣因此應用較多其次面向虛擬操控和場景模擬的安全類產(chǎn)品也有較高的比例其中占比最少是的求知情感溝通類此類產(chǎn)品是基于全息技術與AI技術的結合對于全息成像信息的傳遞也十分嚴苛。因此對未來全息的專業(yè)性和技術性提出更多挑戰(zhàn)圖5息求級比圖特征當前全息場景豐富多樣在全息場景中真實現(xiàn)場與虛擬三維建模影像相交融場景帶給人強烈的視覺和感官沖擊；在全息場景中人與人的交流跨越時間空間，信息以高實時和多維度的進行傳播并且全息融合著人工智能帶給人們身臨其境的交互體驗宛若面對面真實的重現(xiàn)在場景的六個組成維度空間時間交互心理感官內(nèi)容上全息場景的特征可以總結融虛實強沖擊跨時空、高實時、多信維、智能化、具身交互、真實重現(xiàn)。圖6息景征系圖圖中扇形長度代表特征的顯著度弧度代表特征的重要度其中顯著度表示全息場景在該特征上表現(xiàn)是否明顯重要度表示該特征對全息場景的重要程度其中具體分值是由感性詞打分結果根據(jù)平均值和標準差分別計算全息將賦予人們更優(yōu)質(zhì)的體驗與交流方式，顛覆傳統(tǒng)平面交互。全息場景將虛擬影像與用戶真實影像進行高度融合帶來極富沖擊性的體驗同時依賴全息技術與通信技術的緊密結合用戶之間可以跨越時間和空間進行實時的溝通與交互，打破物理時空的限制。信息的傳輸與展示不再是單一的視覺或聽覺而是可以融合三維立體的影像與視聽觸嗅味五感的多維度信息在重現(xiàn)真實影像的同時，給用戶帶來身臨其境的具身交互體驗感。價斷隨著6G技術的發(fā)展，未來將會出現(xiàn)新的技術來承載新的應用，傳輸速度更快計算能力更優(yōu)承載能力更好展示樣式更加多元全息應用場景將涉及農(nóng)業(yè)、采礦業(yè)、制造業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、科學研究和技術服務、居民服務體育行業(yè)、文化業(yè)、娛樂行業(yè)和金融業(yè)。從用戶價值指標、全息內(nèi)容需求指標全息交互需求指標、6G技術需求度指標四個維度進行分析，建立價值判斷指標體系，通過大量數(shù)據(jù)分析研究，得出未來全息場景價值判斷由基礎層、決定層個性層組成，基礎層主要為依托6G技術的需求度，決定層主要為用戶價值，性層主要為特殊體驗的需求，其中用戶價值是全息應用場景存在的意義。圖7息景值別圖結合全息應用場景對價值判斷指標體系進行綜合權重分析對權重較高的標總結分析發(fā)現(xiàn)結果貼合全息場景特性研究即全息應用場景具有真實重現(xiàn)實融合、具身交互、延伸時空的典型特征，同時得出了5大類全息應用場景。圖8G息景用景型征圖96G息景5應場景微時延超精度人機協(xié)同述人機協(xié)同任務對實時性和傳輸以及信息呈現(xiàn)的精度的要求是非常高的傳通訊網(wǎng)絡存在的固有數(shù)據(jù)通信延遲問題將會在6G時代大幅度減少，這讓微時超精度的人機協(xié)同成為可能傳統(tǒng)的人機交互將走向遠程走向線上完整實的交互通信將通過全息顯示的方式在人機之間建立大幅度增加了從業(yè)者的自度，提升了人機協(xié)同的工作效率，相比于5G時代已經(jīng)滿足的雙向端到端1ms時延，該全息通信場景提出的是對時延和傳輸精度都更進一步的要求。點6G網(wǎng)絡的低時延[3-6]，以及全息顯示的超高精度，使得微時延高精度人機同場景將能夠在醫(yī)療制造業(yè)等領域廣泛應用醫(yī)院的專科醫(yī)生在高性能通訊絡的賦能下能在觸覺視覺等多維數(shù)據(jù)與病人端交互中對病人遠程實施遠問診。此外，工作人員通過6G通訊網(wǎng)絡，在安全場所傳輸手部移動數(shù)據(jù)，操實驗室內(nèi)機器人進行高?；瘜W實驗操作提高了特殊場所下作業(yè)的安全性為成以上場景中的任務，需要滿足以下要求：實現(xiàn)高數(shù)據(jù)質(zhì)量以保證傳輸?shù)哪繕巳讼窕蛭锵襁€原程度較高例如在程異地問診場景中將病患的數(shù)字孿生體以高還原度呈現(xiàn)在醫(yī)生端則更有助醫(yī)生對疾病的診斷。實現(xiàn)高實時性數(shù)據(jù)傳輸以保證用戶與全息影像之間的交互行為精確反饋同時獲得較為真實的感官體驗例如在全息生化實驗場景中將操作者的行為實時傳輸?shù)教摂M物品并獲得數(shù)據(jù)反饋虛擬物品反過來輸出的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在操作者端獲得無時間差的交互和感官體驗。實現(xiàn)高網(wǎng)絡穩(wěn)定性以確保數(shù)據(jù)傳輸連續(xù)保障人身安全及健康例如外遠程急救場景中穩(wěn)定的網(wǎng)絡能夠?qū)惖夭∪说牟∏橛跋駥崟r無中斷地傳輸醫(yī)生端醫(yī)生及時做出診斷和急救方案為病人的人身安全和健康爭取寶貴的救時間。微時延高精度人機協(xié)同具有一系列較強的全息場景特性，如圖10所示。心的特點表現(xiàn)在較高的全真態(tài)屬性例如應用場景之一的全息生化實驗具有較的影像擬真化場景中的產(chǎn)品依賴實體虛實融合程度較高同時產(chǎn)品能夠給用戶新鮮和刺激感從而產(chǎn)生較強的沖擊感由于存在多用戶實時溝通信息遞快速的特征因此場景的實時態(tài)也較強另外低時延精密輔助場景能夠靈感知環(huán)境和人類行為并作出反饋也能使用戶進行沉浸式交互和多感官交融而具有較強的融智態(tài)和具身交互態(tài)。圖0 時超度機同景性為達到較好的用戶體驗，低時延精密輔助場景對技術具有較高的要求。如11和12所示其突出特點是場景需求亟待性大傳輸數(shù)據(jù)質(zhì)量高場景應用了高分辨率顯示技術，要求端到端的數(shù)據(jù)傳輸?shù)募磿r性更高且傳輸可靠性更強[7]。因此，低時延精密輔助場景要求時延<0.5ms，帶寬1Gbit/s～1Tbit/s，定位精度<1mm分辨率16K色域100%NTSC對6G網(wǎng)絡提出了高數(shù)據(jù)傳輸上下行速率低空口時延、強網(wǎng)絡穩(wěn)定性的要求。圖1 時超度機同景術求度圖2 時超度機同景術體指對比例主要應用案例：遠程異地問診在遠程異地問診場景中，6G能夠高速率低時延傳輸大規(guī)模數(shù)據(jù)、高真實度呈現(xiàn)全息從而使超遠距離問診成為可能這將讓邊遠地區(qū)的居民也有機會接受一流醫(yī)療資源的服務讓醫(yī)生難以到達的特殊場所內(nèi)傷病患也能得到遠方醫(yī)生的及時問診如圖13所示邊遠地區(qū)病人能夠當?shù)剡M行身體體征數(shù)據(jù)病情數(shù)據(jù)醫(yī)學影像數(shù)據(jù)等多方位數(shù)據(jù)的采集采集到的數(shù)據(jù)將會生成病人數(shù)字孿生體并被上傳至遠方醫(yī)院在線問診專區(qū)醫(yī)生通過觀察與問診提供高可靠的診斷結果或進行聯(lián)合診治。圖3 程地診統(tǒng)如圖14所示，遠程異地問診場景大多通過模型來傳輸單人、動態(tài)或虛擬物體以及虛擬環(huán)境等內(nèi)容，最廣泛使用的交互方式為手勢交互和觸控交互。圖4 程地診輸容交方映射其他應用案例院外遠程急救在救護車上，病人的病情會被全息設備采集，并實時傳輸?shù)结t(yī)院完整呈現(xiàn)以供醫(yī)生進行實時診斷得到傷患的全息影像體征數(shù)據(jù)等信息就可以分配專業(yè)醫(yī)生安排入院急救方案同時救護車將采集醫(yī)院內(nèi)醫(yī)師與車內(nèi)醫(yī)生的影像進行雙向傳輸呈現(xiàn)，讓院內(nèi)醫(yī)生能夠?qū)崟r對車內(nèi)的急救進行交互。全息生化實驗在全息生化實驗場景下基于全息顯示技術搭建起仿真實驗環(huán)境研究人可以對虛擬實驗器材進行操作研究人員操作的運動特征都會被采集傳輸遠可以同步重現(xiàn)真人動作對生化實驗協(xié)同操作同時實驗結果也會被全息呈現(xiàn)至究員處，在完成實驗的同時確保了安全性。大容量融智能孿生網(wǎng)絡述大容量融智能孿生網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)傳輸體量傳輸距離和網(wǎng)絡感知能力要求很高需要通訊網(wǎng)絡同時具備遠距離大數(shù)據(jù)傳輸及AI驅(qū)動的信息處理與決策能力。6G通訊網(wǎng)絡大帶寬低時延與廣連接的特性能夠在超距離大數(shù)據(jù)傳輸下保持良好的穩(wěn)定性大幅提升孿生網(wǎng)絡監(jiān)控管理的效率用戶可通過全息呈現(xiàn)遠程查看場景的全方位信息同時上傳的數(shù)據(jù)在人工智能技術的加持下實時分析為產(chǎn)業(yè)賦能，實現(xiàn)AI、數(shù)字孿生與6G網(wǎng)絡的緊密結合。點大容量融智能孿生網(wǎng)絡場景主要運用于宏觀態(tài)勢監(jiān)測車聯(lián)網(wǎng)自動化農(nóng)業(yè)工業(yè)資源調(diào)配和處理等應用領域因此用戶的使用偏向職業(yè)技術場景且此類用戶的需求集中于大規(guī)模數(shù)據(jù)的智能化精準采集傳輸處理與實時交互或決策目前大容量融智能孿生網(wǎng)絡場景中的用戶面臨的痛點主要為數(shù)據(jù)的采集維度多體量大海量多維度數(shù)據(jù)處理與運用的過程產(chǎn)生巨大算力成用戶在場景中的痛點催生了如下需求：多維度數(shù)據(jù)需要大容量通訊網(wǎng)絡傳輸能力例如在自動駕駛這一典型場中車輛將采集來自道路環(huán)境交通狀況等多維度海量數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)需要速上傳，因此高帶寬、低時延的通訊網(wǎng)絡至關重要[8]。海量信息量需要高性能的人工智能處理手段。如在智慧城市這一場景中，城市數(shù)據(jù)中心將會收集到來自城市的街道住宅交通等各個傳感器的大量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的處理和分析等需要強大的AI驅(qū)動。如圖15所示，大容量融智能孿生網(wǎng)絡場景具有較強的全真態(tài)屬性，例如類場景的典型案例之一全息數(shù)字孿生城市需要對街道建筑車輛等城市元素行極強的擬真化由于該類場景需要依賴實體進行虛實融合[9]結合多維度全間的產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)造視覺等感官沖擊因此在虛實融合和沖擊態(tài)多維態(tài)方面也有較強的屬性同時為了使場景元素都能夠靈活感知環(huán)境和人類行為并作出時反饋和信息的傳遞，大容量融智能孿生網(wǎng)絡場景的全息實時屬性也較強。圖5 容融能生絡景性根據(jù)對大容量融智能孿生網(wǎng)絡此類全息場景與傳統(tǒng)場景在數(shù)據(jù)量智能化度和監(jiān)控顯示效果等方面的指標要求進行對比前者對通信網(wǎng)絡技術的部分方有較高要求如圖16和圖17所示大容量融智能孿生網(wǎng)絡要求帶寬達到1Gbit/s～1Tbit/s，為實現(xiàn)物理世界與孿生世界的交互以及網(wǎng)絡資源調(diào)配規(guī)律，需要該場景具有極高的情境感知能力和自適應性。網(wǎng)絡算力規(guī)模需要能夠承擔人與人人與機器間的通信，達到36.8×10^15ops。為保證孿生網(wǎng)絡場景的遠程監(jiān)控顯示效果，要求具有極強的實時性，時延<10ms，同時，分辨率達到16K。未來大容量融智能孿生網(wǎng)絡場景可以應用在全息車載輔助駕駛數(shù)字孿生城市全息實時數(shù)字化監(jiān)控全息地質(zhì)勘測全息探測救援設備全息自動蟲害處理全息交通感知系統(tǒng)[10]全息作物監(jiān)管全息建筑施工數(shù)字化管理全息礦下環(huán)境模擬等方面例如全息交通感知系統(tǒng)通過全息車輛信息網(wǎng)絡和交通遠程管控兩個主要功能連接區(qū)域交通控件與車輛構建全息交通云網(wǎng)絡打造智能交通系統(tǒng)動態(tài)可視化城市交通的運行細節(jié)為交通科學領域發(fā)展提供幫助全息地質(zhì)勘測通過數(shù)字采集與云端存儲地域內(nèi)的地理地質(zhì)信息，構建地質(zhì)信息網(wǎng)絡呈現(xiàn)可交互的地質(zhì)地理模型，在6G技術支撐下，加速并優(yōu)化地質(zhì)勘測行業(yè)的規(guī)劃與作業(yè)，為社會穩(wěn)定發(fā)展提供幫助；全息礦井安全監(jiān)控[11]在6G技術支撐下，借助高精度的三維采集硬件設備將龐大的數(shù)字孿生礦下全息場景進行模擬分析并通過全息數(shù)據(jù)分析以及機器學習來預判事故發(fā)生的可能性及人員操作的標準性，并且將信息反饋到現(xiàn)場，把損失降到最低。圖6 容融能生絡景術求度圖7容融能生絡景術體指對比例主要應用案例：全息車載輔助駕駛在全息車載輔助駕駛場景中，6G技術高實時、低時延獲取云端車聯(lián)網(wǎng)信息并上傳在云端進行處理然后借助全息投影儀等物理硬件設備將連續(xù)清晰的指引信息或人像物像等內(nèi)容在對應場景進行呈現(xiàn)全息車載輔助能夠?qū)崿F(xiàn)異地聯(lián)動全息投影交通指示實時路況信息危險情況提示消除目前駕車過程中存在的行車指引不明確車輛間遮擋影響視野駕車途中難以與親友進行流暢與輕松的溝通等痛點使得駕駛場景更具個性化和沉浸感從駕駛者的使用者行為全息顯示以及后臺支撐過程分別展示了全息車載場景下用戶具體使用過程中的觸發(fā)行為、用戶界面展示信息以及后臺運行內(nèi)容與對應的支撐處理技術，如圖18所示。圖8 息載助駛統(tǒng)如圖19所示，全息車載輔助駕駛系統(tǒng)場景大多通過視頻的形式傳輸動態(tài)靜態(tài)物體和真實環(huán)境同時使用多種交互方式包括手勢交互語音交互和觸交互。圖9息載助駛統(tǒng)輸容交方映射其他應用案例全息礦井安全監(jiān)控全息礦井安全監(jiān)控通過遠距離采集人物和環(huán)境的數(shù)據(jù)進行數(shù)字孿生并且輸?shù)娇偟目刂浦行倪M行動作的拆解及分析提前預報危險的情況再將信息傳到礦井，達到危險預防的目的，確保礦井下機器及財產(chǎn)安全。6G技術可以實現(xiàn)大體量和遠距離的數(shù)據(jù)傳輸借助數(shù)字孿生技術將現(xiàn)場的人機器環(huán)境進行程還原然后借助全息技術展現(xiàn)同時通過人工智能來完成事故預判演算險發(fā)生的概率反饋到現(xiàn)場，確保安全。全息地震災后救援通過無人機攜帶掃描設備對地震災后現(xiàn)場進行三維掃描采集，利用6G技術的低延時高帶寬的特性將龐大的數(shù)據(jù)整合傳輸?shù)街笓]總臺通過數(shù)字孿生來展示現(xiàn)場的情況指揮部將依據(jù)數(shù)字孿生模型中的人員和地形位置來判斷人員情況做出有效營救方案并傳輸?shù)浆F(xiàn)場端，進行營救部署，顯著提升營救效率。強沖擊全沉浸虛實融合述虛實融合的全息場景將依托于6G和裸眼3D顯示技術，在相對固定的系統(tǒng)環(huán)境下以超低時延與超高帶寬的通信為用戶帶來沉浸式虛實融合的體驗相于AR和VR的設備束縛和暈眩感裸眼將大大提升用戶的參與感讓人們隨時身于虛擬夢幻的世界成為可能極大地豐富了人們的娛樂生活但與此同時場景全新流暢的用戶體驗也對時延和帶寬有著更為嚴格的要求。點6G網(wǎng)絡下的超低時延和超高帶寬，配合全息硬件的組合呈現(xiàn)，可以廣泛應用于全息婚禮布置賽事全息投影和全息舞美布展等固定形式的大場景中其高精度的全息顯示效果能夠帶給用戶多感官的強烈沖擊感和超沉浸的虛實融場景體驗[12]除了生活娛樂場景在商業(yè)布展或?qū)︼@示效果要求較高的場景中將會給用戶帶來更為驚艷的體驗。目前該場景中的用戶面臨的主要痛點為傳輸內(nèi)容大場景對沉浸感要高展示的內(nèi)容和角度較為局限且交互方面并不具備創(chuàng)新性因此為解決上痛點，需要滿足以下要求：實現(xiàn)高帶寬低時延保證影像流暢度以及展示效果的完整例如在全婚禮布置場景中影像更加清晰且流暢能更好地傳遞新人的喜悅并且同時以存儲，將時空定格在某一時刻。實現(xiàn)多模態(tài)信息呈現(xiàn)豐富展示內(nèi)容讓人身臨其境例如在全息賽事影場景中通過聲音振動反饋甚至一些慢動作分解等向用戶傳達賽事本身的烈碰撞及緊迫感來營造氛圍，讓觀眾在家也可以擁有現(xiàn)場沉浸感。實現(xiàn)多維度高精度的內(nèi)容采集讓用戶可以跨空間掌控全場體驗如全息舞美布置場景中通過讓用戶切換不同角度去了解及掌握全場景的信息其擁有全局掌控感甚至上帝視角同時高精度的影像呈現(xiàn)能夠讓用戶擁有更為致的體驗。強沖擊全沉浸虛實融合具有其獨特的全息場景特性，如圖20所示。由于該場景對多模態(tài)交互和多感官沖擊的需求度比較高旨在讓人沉浸式體驗全息空間因此在多維態(tài)全真態(tài)沖擊態(tài)以及虛實融合方面的特性較為突出人在該場景中會注重個人與全息影像的融合感全方位體驗虛擬世界但對于即時通訊和時空跨越的要求不是很高因此該場景在融智態(tài)和具身交互態(tài)方面表現(xiàn)較強而對躍遷態(tài)和實時態(tài)方面相對較弱。圖0 沖全浸實合景性為達到更真實的體驗強沖擊全沉浸虛實融合對技術也有較高的要求如圖21和22所示其突出特點是場景對環(huán)境的渲染和對交互反饋的靈敏度要求較高且需要搭載高分辨率顯示技術，因此該場景下需要時延<10ms，帶寬1Gbit/s～1Tbit/s，定位精度<1mm，分辨率16K，色域100%NTSC，移動性>500km/h，整體來看該場景在低時延高傳輸速率的基礎上獨有的強交互特性也使其情景感知能力相較其他場景要求更高。圖1 沖全浸實合景術求度圖2 沖全浸實合景術體指對比例主要應用案例：全息婚禮全息婚禮場景如圖23所示運用高敏感度低時延和超清晰的6G技術助傳感器立體攝像機和全息投影儀器等設備可以完成婚攝婚禮現(xiàn)場布景及像三維影像的數(shù)據(jù)采集傳輸和重建在該場景中人們可以通過手勢和體感的模態(tài)交互方式與現(xiàn)場道具的三維影像進行互動在內(nèi)容與技術共同驅(qū)動下獲強大的沉浸式體驗。圖3 息禮統(tǒng)其他應用案例賽事全息投影賽事全息投影通過全息采集賽場影像情況在觀眾端以全息投影的方式實轉(zhuǎn)播賽況同時觀眾可在空中的投影中看到自己的吶喊掌聲所產(chǎn)生的反部放大和查看球員的信息集錦甚至可以和其他觀眾進行遠程觀賽交流解決眾由于種種原因無法在現(xiàn)場實時觀賽的痛點滿足了觀眾多角度自由觀看高清的賽事直播、體驗賽事現(xiàn)場的真實感、沖擊感和社交感的需求[13]。全息舞美布展全息舞美場景通過全息投影舞臺布景服裝紋飾和演員影像營造擬真全新虛實融合的舞臺效果解決了舞臺實物布置的材料浪費高人力成本以及人員傷亡潛在危險的痛點滿足了觀眾對節(jié)目效果日益增長的感官沖擊需求和演員遠程參演的需求，使得整場演出更為完整和生動?？鐣r空多模態(tài)具身交互述多模態(tài)具身交互要求較高的帶寬進行交互對象及交互過程的數(shù)據(jù)傳輸以證高質(zhì)量的展示及多維感官交互體驗。6G網(wǎng)絡通訊傳輸性能的極大提高讓全息技術及多模態(tài)交互技術能夠?qū)崿F(xiàn)遠程互聯(lián)二者結合為用戶提供跨越時空的多態(tài)交互渠道豐富用戶的生活提升溝通效率該全息通信場景對帶寬與實時的要求較高同時需要擬真環(huán)境與全息內(nèi)容的實時更新并對交互反饋速率做較高要求。點6G網(wǎng)絡的高帶寬與低時延以及全息的全真與沉浸，將助力跨時空多模態(tài)具身交互在泛娛樂文化教育等領域的應用通過構建豐富多維的可交互顯示效果為全息娛樂、全息文化教育等提出新的可能。例如家庭MR娛樂借助虛擬現(xiàn)實通道交互等技術建立高顯示質(zhì)量多交互通道的場景讓用戶沉浸性地進行庭游戲或虛擬運動等娛樂項目提升用戶體驗又如全息文物修復通過全息顯向用戶展示文物外觀同時借助豐富的交互手段模擬修復進程為文博工作者供文物修復方面的教育教學新方法以上場景對內(nèi)容與交互方面的要求較高此需要滿足以下幾個條件：實現(xiàn)高帶寬，高傳輸速率的通信網(wǎng)絡[14]，以支撐數(shù)據(jù)傳輸，從而保證息影像較為流暢呈現(xiàn)更為逼真例如在全息文物修復場景中將設備傳輸速較快，展示的影像不會出現(xiàn)掉幀等現(xiàn)象，展示效果更佳，更具有真實感。構建高質(zhì)量且豐富多元的場景增加真實度與沉浸感例如在全息劇本場景中利用全息顯示技術構建起高擬真程度的體驗場景讓參與劇本殺的用在游玩過程中收獲更真實，更沉浸的體驗。提供多模態(tài)的自然交互方式突破時空界限提升沉浸感的同時豐富用戶體驗例如在全息武器講解場景中用戶不僅能夠在全息環(huán)境中去觀察武器本身也能通過外接設備的虛實結合多模態(tài)交互方式更好地去感受每個種類的武器特點并做到模擬實操?？鐣r空多模態(tài)具身交互場景結合現(xiàn)實與全息互動性或展示性需要更加真實具有較高的全真性與虛實融合特性此外由于用戶可用多模態(tài)交互手段進行具身交互，對于場景的實時態(tài)要求也較高，以此提供更為流暢自然的交互體驗。為達到全真且沉浸的展示效果以及流暢自然的及交互體驗跨時空多模態(tài)具身交互場景著重于用戶的感官體驗與交互操作其技術需求度如圖24和25所示其突出特點是更加豐富與有層次的三維的數(shù)據(jù)信息更直觀與精準的情景感知能力、以及更流暢的交互操作性。因此，該場景要求帶寬1Gbit/s～1Tbit/s，時延<10ms連接數(shù)密度>1臺/平方米交互反饋延遲1ms在未來因為其虛實融合的場景特性以及帶寬高的需求度可能在跨空間跨時間人像互動方面具有較多的應用。圖4 時多態(tài)身互景性圖5 時多態(tài)身互景術求度例主要應用案例：全息劇本殺劇本殺是一種強社交性實況角色扮演類游戲項目。全息劇本殺場景在6G支撐下通過使用全息投影技術將玩家實時影像和道具等影像投影到本地創(chuàng)多維感官互聯(lián)交互以及游戲后的全息復盤，創(chuàng)造強沉浸感[15,16]和游戲交互方式[17,18]新穎的劇本殺游戲體驗場景功能以游戲前游戲中和游戲后的時間軸為主線共有4個主要功能玩家全息遠程互動全息片段選劇本多維感官交互和全息復盤，功能列表如圖26所示。圖6 息本系統(tǒng)玩家全息遠程互動借助6G技術超低時延以及能夠使圖像更逼真的特點，對遠程的玩家進行實時三維數(shù)據(jù)采集并在其他玩家所在的線下地點通過投影儀三維重建其全息影像突破地理原因無法保障所有玩家同時聚集于線下的障礙滿足用戶想要一起組隊的需求。同時，遠程玩家可通過體感交互與現(xiàn)場玩家互動或操控道具。多維感官交互豐富游戲體驗通過視覺觸覺多維度通道的感官體驗給予玩家劇本殺的沉浸感和新鮮感視覺上通過獲取劇本線索道具在本地或云端存儲的三維影像數(shù)據(jù)使用投影在玩家面前進行全息投影，依托6G技術使得圖像更逼真；在觸覺上，玩家在助傳感器實現(xiàn)手勢和語音控制全息道具的同時可通過佩戴觸覺手套等裝備感道具的真實觸感，增強帶入感，依托6G技術超低時延的特點實現(xiàn)玩家的實時控與道具的實時反饋。全息游戲復盤通過在游戲后為玩家提供該場游戲的全息影像回放滿足用戶對于游戲后同交流和增強社交的需求。依托6G支持的超低時延和更逼真的圖像，使用雙立體攝像機記錄玩家在游戲過程中的場景在玩家完成一場劇本游戲后使用投影儀進行三維全息還原，玩家可通過手勢交互對影像場景進行旋轉(zhuǎn)縮放等操作全息片段選劇本使用投影儀將本地或云端儲存的劇本片段進行全息播放借助傳感器玩可通過手勢和語音交互的方式切換瀏覽和選擇劇本滿足用戶提前體驗劇本以擇最感興趣的劇本的需求。其他應用案例全息文物修復在6G時代下可以對文物進行全息模型構建與呈現(xiàn)實現(xiàn)文物的模擬修復全真展覽和價值傳承。如圖27所示，運用全息成像技術，借助高精度掃描儀、立體攝像機傳感器和投影儀等物理硬件設備對文物進行三維采集傳輸及呈現(xiàn)平臺作為模型承載方為構建方和觀看方分別提供能力對于構建方即文物修復師可以通過手勢和語音交互進行基于材料仿生的多人實時文物模擬修復和數(shù)字化信息錄入而觀看方也可以用同樣的交互自由放縮模型和觀看文物修復歷史。圖7 息物統(tǒng)室內(nèi)全息立體地圖隨著無線通信能力高分辨力渲染能力及終端立體顯示能力的不斷提升息圖像信息的展示不僅能達到真實的效果更能實現(xiàn)人物與環(huán)境三方的動態(tài)體交互從而能為用戶提供更加自然的探索方式室內(nèi)全息立體地圖主要應用商場及會展中心等大型公共室內(nèi)空間中展示三維立體的場所分布圖從而為戶提供立體路線引導，及具體門店、房間的影像展示。多信維高保真人際互動述隨著信息化時代人際溝通需求的升級全息遠程通訊場景對通訊網(wǎng)絡的傳輸帶寬和低時延性能提出了更高需求大帶寬低時延特性讓傳輸場景人物等立體模型效果得到了極大提升大幅增加了遠距離溝通場景下端到端的綜合用戶體驗多信維高保真人際互動場景下，通過高速發(fā)展的6G通訊技術與全息顯示技術為用戶帶來新的溝通方式和體驗讓交流更加真實快捷跨越時空通過對人像的高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集傳輸及三維下的多模態(tài)交互人與人之間的互相交流和會議等將呈現(xiàn)多種豐富的形態(tài)，讓用戶享受到極致的沉浸式體驗。點多信維高保真人際互動場景主要賦能有關遠程通訊的領域用戶使用場景為日常和去專業(yè)化此類用戶的需求集中于異地互動通訊高感官程度影像呈方面的追求在性別方面該場景下的大部分全息產(chǎn)品沒有明顯的性別偏向職業(yè)身份方面該場景的用戶類型沒有出現(xiàn)明顯的職業(yè)化例如云通話全息星互動等場景，這些場景均表現(xiàn)出較強的普適性。目前多信維高保真人際互動場景中的用戶面臨的痛點主要為目前的語通話視頻通話存在著臨場感差交互通道單一等弊端受限于目前通信網(wǎng)絡能視頻通話常存在網(wǎng)絡波動影響通訊質(zhì)量的問題傳輸高質(zhì)量的視覺通訊內(nèi)受制于傳輸帶寬難以實現(xiàn)。用戶在場景中的痛點催生了如下用戶需求：應用高性能通訊網(wǎng)絡傳輸高質(zhì)量人員數(shù)據(jù)提高通訊質(zhì)量在醫(yī)療教學一場景中需要實現(xiàn)遠距離教學人員影像與受教人員影像的實時穩(wěn)定可需要6G網(wǎng)絡低時延高帶寬，高穩(wěn)定性的傳輸性能作為底層支撐，保證通訊過的通暢。采集通訊多方的場景，人物數(shù)據(jù)，構筑高質(zhì)量高感官程度互動通訊。視頻會議這一場景中線上參會人員的人物數(shù)據(jù)將會被采集然后創(chuàng)建線上虛會議室并通過全息顯示技術在人員身邊構建虛擬高真實度參會場景實現(xiàn)身其境般的線上會議討論。多信維高保真人際互動場景對信息通信系統(tǒng)提出更高的要求，需要做到人物和環(huán)境的高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集傳輸及三維下的多模態(tài)交互，如圖28所示。量化場景特征各個維度后可發(fā)現(xiàn)多信維高保真人際互動場景的高得分維中，虛實融合得分3.7，具身交互態(tài)得分4.2。分析可知該場景下交流需求的著性使用戶參與到全息通訊場景中情況較多例如在全息會議中用戶需具身參虛擬會議中因此虛實融合和具身交互態(tài)兩個維度得分較高未來該類場景較應用于遠距離通訊，信息交互領域，代表性行業(yè)有遠距離客服等。該場景下通訊各端對模型顯示效果提出了高要求且強調(diào)設備與用戶之間多模態(tài)交互，因此具備了較強的具身交互態(tài)特征與虛擬態(tài)特征。圖8信高真際動景性從6G技術需求度五點量表打分數(shù)據(jù)中，可知該場景實時敏感度高，多采直播、同步傳輸?shù)男问?，需要低傳輸時延和話音降噪，要求傳輸時<10ms；時多信維高保真人際互動場景也需要較高的情感感知能力和網(wǎng)絡算力依賴網(wǎng)絡穩(wěn)定性以實現(xiàn)頻繁地遠程人機交互和人際交互傳輸音畫觸覺等多通道息，具體的技術需求度如圖29所示。此外，為了強沉浸式呈現(xiàn)互動情境，該景對于分辨率和可視角度的要求也很高，需要16k分辨率，90°～180°可視度，以實現(xiàn)全息立體三維效果，帶給參與者強臨場感。圖9信高真際動景術求度例主要應用案例：全息健身后疫情時代，身體健康愈發(fā)受到人們的重視。在6G與全息技術賦能下，全息健身可以解決用戶健身中存在的痛點：全息實時捕捉用戶和教練的身體數(shù)據(jù)全息投影人像、3D動作指引箭頭和數(shù)據(jù)分析結果，并可以跨時空交互，提供健身人群更為準確有效的健身引導和監(jiān)督實現(xiàn)可視化用戶身體數(shù)據(jù)并為用戶營造更為輕松愉悅的健身氛圍，最終幫助用戶更加有效和持續(xù)的健身。全息健身依托于低時延全擬真高網(wǎng)絡算力技術的6G技術全息顯示采集并三維重建用戶數(shù)據(jù)并進行云端的存儲和分析用戶教練的身體及聲音數(shù)據(jù)用戶的實時運動軌跡用戶運動歷史記錄等在場景中實時雙向傳輸如圖30所示健身者可以通過手勢交互語音交互或者體感交互進行全息影像互動操作全息模型和查看全息數(shù)據(jù)在全息功能的實現(xiàn)過程中用戶端教練端和云端持續(xù)地雙向交互反饋、內(nèi)容感知和技術支持。圖0息身統(tǒng)其他應用案例：遠程異地問診全息教育全息教育場景在6G技術支撐下，以同時異地方式鏈接，在學生、教師等戶角色進入全息遠程互動教育系統(tǒng)后向用戶全息顯示該系統(tǒng)傳遞的教師和學的影像與聲音或者教學與學習數(shù)據(jù)以互動使分處不同地方的教師和學生能得與線下相等或更優(yōu)的教育經(jīng)驗與效果。全息遠程會議全息遠程會議利用6G技術低時延高帶寬全擬真的特點實時三維采集、存儲與傳輸人像空間物體和互動彈幕用戶可以通過手勢和語音交互進行跨空間的互動交流場景的全息效果主要借助光場顯示屏或全息投影的形式呈現(xiàn)讓用戶如同身臨會議空間。展 望析從5業(yè)28中技要發(fā)通于、推。參考文獻[1].LuY,ZhngX.6G:Asureyontecnolgie,scearis,chalenes,andthereltedisses[].JounalofIndstralInfrmaionIntgraion,200:10158.[2].ITUTFG-ET-030.Netork203:ablupritoftehnoogy,appicaionsandmaretdrierstoardstheyear2030andbeynd[B/O].Genva:ITU,201(209-0-07[200-0-07.htts:/wwwtu.nt/n/IU-Tfocsgrupsnet030Docmens/WitePapr.pf.[3].6GFlashi,UnverityofOul.6Gwhiepapr:keydriersandresarchchalenesfor6Gubiuituswielesintllienc[EBOL].Finand:6GFlashi,201(209-0-13[200-0-07]htt://ultka.ulufi/ile/isn9795222344.df.[4].ZhagZhegqun,XioYue,MaZhng,etal.6Gwirlessnetork:viion,reqireent,arhitctue,andkeytecnolgie[J].IEEEVeicuarTecnolgyMagzin,201,14():28-1.DOI10.109MVT201.291208[5].LetiefKB,ChenWei,ShiYunmig,etal.Theroamapto6G:Iempwerdwi