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為什麼 6G 將是 XR 體驗升級的關鍵拼圖?

115/01/30 瀏覽次數 45

當 Vision Pro 或 Quest 等裝置讓 XR(Extended Reality,延展實境)成為科技熱門詞彙,你是否也曾幻想能隨時把客廳變成虛擬遊戲間,或是在街道上看見虛擬怪獸跳出來?然而現實是當你戴上裝置,頭一轉,發現畫面竟然慢半拍才跟過來,甚至出現殘影,不到十分鐘就讓你感到一陣強烈的噁心與暈眩。 

遇到這種畫面卡卡的狀況,很多人的直覺反應是:「這一定是網路太慢了。」甚至認為只要把 Wi-Fi 升級或換成 5G 就沒事了。但事實上,XR 面臨的挑戰遠比單純的提升網路下載速度複雜得多。 

戴上頭盔看 2D 影片,現有的網路頻寬或許夠用,但 XR 沉浸式體驗需要的是你一轉頭,該出現的物體就要立刻顯現在你眼前,這需要極致的運算精準度與網路處理速度。根據國立臺灣大學電信工程學研究所教授暨電機工程學系主任謝宏昀的解釋,XR 體驗不佳的一個關鍵原因,在於目前底層系統的反應速度還追不上人類大腦期待的感知速度。 

大腦比你想像的更挑剔

為什麼玩 XR 卡頓一下,我們會想吐?這背後涉及一個關鍵的生理機制與技術指標:MTP 延遲(Motion-to-Photon Latency,動作到光子延遲)。簡單來說,就是從你轉頭的那一瞬間,到螢幕真正發出光線進入你眼睛的時間差。 

想像一下,當你在現實生活中向左轉頭,你的內耳前庭(負責平衡感)會偵測到頭部轉動,毫秒之間,你的眼睛也會看到視野向左移動。這兩個訊號在大腦中是完美同步的。 

但在 XR 的世界裡,這個過程變成了一場連鎖反應: 

  1. 動作偵測:頭盔上的感測器偵測到你轉頭。 
  2. 數據上傳:將頭部的轉動角度、速度傳送到雲端伺服器。 
  3. 畫面渲染:伺服器計算出「你轉頭後應該看到的新畫面」。 
  4. 影像回傳:將算好的高畫質影像傳回你的頭盔。 
  5. 光子入眼:螢幕更新,畫面組成的光線進入你的視網膜。 

這一連串動作必須在極短的時間內完成。謝宏昀主任指出,這個時間差必須控制在 15 毫秒,也就是 0.015 秒內。 

一旦網路傳輸或運算慢了半拍,導致延遲超過 15 毫秒,你的內耳告訴大腦「我轉頭了」,但眼睛看到的畫面卻還停在「轉頭前」。這種感官訊號的衝突,就會讓你感到暈眩。 

所以,XR 對網路的要求,不只是要下載速度夠快,還得有極致的低延遲與雙向互動。它不只要把影像傳給你,還要能即時接收你的頭部轉動、手勢動作、視線焦點,並在人類感知不到的瞬間完成畫面更新。 

 XR 沉浸式體驗

圖1 進行 XR 沉浸式體驗時感到頭暈?這是因為延遲超過 15 毫秒,讓你的大腦產生訊號衝突。 

圖片來源:Freepik(https://reurl.cc/XaKzK0) 

5G 讓 XR 變得不再是夢想

除了解決暈眩問題,畫質也是一大挑戰。你可能會問:「我們現在看 4K 串流都很順了,為什麼 XR 還會覺得糊?」 

這是因為視角不同。當你看電視或手機時,4K 畫面只佔據你視野的一小部分(約 30-40 度);但在沉浸式體驗中,畫面必須 360 度包覆你的視野。要在這種近距離、大範圍的狀態下達到視網膜等級的清晰度,解析度需求可能高達 12K 甚至更高。 

更麻煩的是,XR 傳輸的不只是平面的影像數據。為了讓虛擬物體看起來像真的在實體桌子上,網路還需要支援立體視訊串流技術 ( Volumetric Video Streaming),傳送包括以下資訊: 

  • 立體影像:物體的三維像素組成。 
  • 深度資訊:物體離你多遠。 
  • 光影變化:環境光如何反射在虛擬物體上。 
  • 空間定位數據:你在空間中的精確座標。 

這導致 XR 需要的頻寬是傳統影音的數十倍,甚至達到 10Gbps 以上。傳統的 4G 網路就像一條鄉間小路,根本塞不下這輛載滿數據的連結車。 

這正是 5G 登場的理由。5G 允諾的大頻寬與超低延遲特性,就像是拓寬了高速公路並取消了紅綠燈,首次讓即時互動型的 XR 變得「技術上可行」。有了 5G,我們終於可以把笨重的電腦運算主機拿掉,讓 XR 裝置無線化,邁出掙脫線纜的第一步。 

5G 不夠,還得 6G 出馬

既然 5G 已經讓 XR「可行」了,為什麼我們還需要 6G? 

謝宏昀主任點出了一個關鍵差異:5G 解決了傳輸,但 6G 將進一步解決 XR 沉浸式體驗所需要的感知與 AI 協作。 

目前的 XR 裝置為了知道你在哪裡、手勢怎麼比,機身上裝滿了各式各樣的攝影機與感測器。這不僅增加了裝置的重量與耗電量,且一旦你走到戶外,或者多人同時在一個空間互動,環境感知與定位就容易失準。 

6G 時代將引入一個革命性的概念:通訊感知一體化(Integrated Sensing and Communications, ISAC)。 

未來的 6G 基地台與天線,不再只是一個單純發射訊號的塔台,它更像是一個無所不在的「雷達」。當 6G 電波在空間中傳送時,它會撞擊到物體並反射。基地台透過分析這些反射波並結合AI技術,就能精準地捕捉到: 

  • 你的確切位置 
  • 你的頭部轉動方向 
  • 你的手勢變化 
  • 周遭環境的障礙物 

這意味著,未來的通訊網路可以「看得到」你。這種能力將帶來巨大的技術革新: 

  1. 設備輕量化:穿戴裝置不需要裝那麼多感測器,因為網路已經幫你測量好了,裝置可以做得更輕薄。 
  2. AI 預判與零延遲:因為網路知道你的動作趨勢,結合 AI 演算法,伺服器可以預判你下一秒要看哪裡,提前把畫面算好並送過來。這能進一步將體感延遲,壓到近乎零。 
  3. 大規模協作:當幾十人在同一個虛擬空間互動時,6G 網路能統一處理所有人的位置數據,避免出現穿幫(像是兩個人重疊)或動作不同步的幽靈現象。 

然而,這項技術也伴隨著物理限制。6G 為了達到精準感測,必須使用穿透力較差的高頻訊號,在障礙物多的室內環境中可能較不穩定。此外,處理這些高速訊號需要極高的晶片運算力,隨之而來的「高耗能」與「散熱」難題,也是未來 XR 裝置能否真正做到輕薄、耐久的關鍵挑戰。 

XR 體驗

圖2 6G 上路後,XR 的體驗將有跳躍式的成長,無論轉頭還是肢體動作,你的裝置都能即時感知。 

圖片來源:Pexels(https://www.pexels.com/photo/woman-using-vr-goggles-outdoors-123335/) 

令人期待的未來

回到一開始的問題:XR 卡關,真的只是網路不夠快嗎? 

答案既是,也不是。XR 需要的,不只是更快的下載速度,也需要更快的反應時間,更需要能與人類感知同步的下一代通訊網路。 

如果說 5G 是 XR 的入場券,解決了基本的傳輸頻寬;那麼 6G 就是 XR 的推進器,透過整合 AI、感測與通訊,讓虛擬與現實的界線真正消融。 

當網路不再只是冰冷的管線,而是能感知你的一舉一動、預判你的需求時,那個我們夢想中的一級玩家世界,才算真正上線。 

資料來源
  1. 專訪國立臺灣大學電信工程學研究所暨電機工程學系謝宏昀教授 
  2. 1.    T. Wild, V. Braun, and H. Viswanathan, Joint Design of Communication and Sensing for Beyond 5G and 6G Systems, IEEE Access, vol. 9, February 2021. 
  3. M. Christopoulou, I. Koufos, G. Xilouris, ad N. Dimitriou, 5G/6G Architecture Evolution for XR and Metaverse: Feasibility Study, Security, and Privacy Challenges for Smart Culture Applications, IEEE Access, vol. 13, June 2025. 
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