文｜雷科技
今年 6 月初，蘋(píng)果在加州總部舉辦了一年一度的 WWDC 全球開(kāi)發(fā)者大會(huì)，「開(kāi)啟空間計(jì)算時(shí)代」的 Vision Pro 如期登場(chǎng)。不出意外，Vision Pro 重新激活了大眾對(duì)于 XR（擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)）的談?wù)?，也給不少 XR 廠商帶來(lái)了新的信心和想法。
到了 6 月底，Xreal 創(chuàng)始人兼 CEO 徐馳在 MWC 上海期間接受采訪時(shí)就說(shuō)：
「對(duì)國(guó)內(nèi)的 VR/AR 行業(yè)來(lái)說(shuō)，今年是令人激動(dòng)的一年。蘋(píng)果 MR 頭顯的橫空出世，讓整個(gè)行業(yè)看到了未來(lái)的發(fā)展方向。」
很多人都看到了即將在下個(gè)月（2024 年 1 月）發(fā)售的 Vision Pro，但卻忽略了 6 月初的那場(chǎng) WWDC 大會(huì)上，蘋(píng)果還向開(kāi)發(fā)者介紹了一個(gè)全新的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)——L4S。
L4S 則是一種新的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，通過(guò)利用 IP 頭中的顯式擁塞通知（ECN）機(jī)制，在網(wǎng)絡(luò)瓶頸處標(biāo)記擁塞經(jīng)歷（CE）的數(shù)據(jù)包，從而讓發(fā)送端及時(shí)調(diào)整發(fā)送速率，避免在瓶頸處產(chǎn)生隊(duì)列和延遲。由此，L4S 可以大幅降低數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)难舆t和抖動(dòng)，同時(shí)保持高吞吐量。
按照蘋(píng)果在一個(gè)示例 App（視頻通話）的演示和說(shuō)明，在開(kāi)啟 L4S 支持的情況，所有的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)都得到了顯著地改善，即便處在高負(fù)載狀態(tài)下（大量設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)）依然能夠在移動(dòng)中進(jìn)行流暢高清的視頻通話。
事實(shí)上，蘋(píng)果已經(jīng)在 iOS 17、iPadOS 17 支持了 L4S，并在 Safari 上率先實(shí)現(xiàn)。這意味著蘋(píng)果的設(shè)備可以利用 L4S 提供的低延遲、低丟包、可擴(kuò)展吞吐量的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)更好的性能。
幾乎與 WWDC 同時(shí)，蘋(píng)果還與英偉達(dá)、Valve 以及 Comcast 進(jìn)行了業(yè)界首個(gè) L4S 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
雖然蘋(píng)果目前并未透露 Vision Pro 搭載的 VisionOS 系統(tǒng)是否支持 L4S，但考慮到 VisionOS 基于 iPadOS，以及 XR 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能更高的需求，所以推測(cè) Vision Pro 應(yīng)該也支持利用 L4S 提供低延遲、低丟包、可擴(kuò)展吞吐量的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。
但作為一個(gè)新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，L4S 能夠改變 XR 的明天嗎？
首先，L4S 是什么？
L4S 是一種新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全稱是 Low Latency、Low Loss、Scalable throughput，即低延遲、低丟包、可擴(kuò)展吞吐量，并由諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室和其他合作伙伴在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化工作。
國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（The Internet Engineering Task Force），成立于 1986 年，是全球互聯(lián)網(wǎng)最具權(quán)威的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織，主要任務(wù)是負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范的研發(fā)和制定，當(dāng)前絕大多數(shù)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出自 IETF。
眾所周知，網(wǎng)絡(luò)通信的本質(zhì)是數(shù)據(jù)包在光纜、電磁波中的不斷傳輸。而 L4S 的目標(biāo)是為實(shí)時(shí)應(yīng)用提供低延遲、低丟包、可擴(kuò)展吞吐量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的效率和質(zhì)量，核心之一是使用基于 ECN 機(jī)制新的擁塞控制算法，TCP Prague。
利用 IP 頭中的 ECN 機(jī)制，在網(wǎng)絡(luò)瓶頸處標(biāo)記擁塞經(jīng)歷（CE）的數(shù)據(jù)包，TCP Prague 可以讓發(fā)送端及時(shí)調(diào)整發(fā)送速率，避免在瓶頸處產(chǎn)生隊(duì)列和延遲。蘋(píng)果在 iOS 17、iPadOS 上就實(shí)現(xiàn)了 TCP Prague，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)發(fā)送速率，而不是像傳統(tǒng)的 TCP 那樣，使用鋸齒波形的速率變化。
就算發(fā)生擁堵，設(shè)備也會(huì)進(jìn)行調(diào)整，以防止擁堵變得更嚴(yán)重，甚至完全消除擁堵。
根本上，TCP Prague 可以做到無(wú)級(jí)變速，即在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，都能保持最佳的速率，保持高吞吐量的同時(shí)，大大降低延遲和抖動(dòng)，提高網(wǎng)絡(luò)的效率和質(zhì)量。
CableLabs 技術(shù)專家 Greg White 參與制定了該標(biāo)準(zhǔn)，他指出：「在某些情況下，網(wǎng)絡(luò)緩沖延遲通常為數(shù)百毫秒甚至數(shù)千毫秒，但 L4S 可以將其降低到毫秒級(jí)」。而據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)，L4S 的超低延遲網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以將端到端的延遲降低到毫秒級(jí)：
甚至微秒級(jí)。
不僅如此，L4S 也能抑制延遲的抖動(dòng)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和質(zhì)量；避免在瓶頸處產(chǎn)生隊(duì)列和延遲，從而減少數(shù)據(jù)包的丟失和重傳，包括根據(jù)應(yīng)用需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)丟包率，從而實(shí)現(xiàn)有損和無(wú)損的網(wǎng)絡(luò)傳輸；充分利用網(wǎng)絡(luò)的帶寬，實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展、高吞吐量的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
XR 稱王，需要更低的延遲
作為一種具有巨大潛力和前景的技術(shù)，XR 可以應(yīng)用于教育、娛樂(lè)、醫(yī)療、工業(yè)、軍事等各種領(lǐng)域。但同時(shí)，XR 也是一種對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能和質(zhì)量有很高要求的技術(shù)，它需要網(wǎng)絡(luò)能夠提供高吞吐量、低丟包、低抖動(dòng)、低延遲的服務(wù)，以保證 XR 的效果和體驗(yàn)。
L4S 可以有效改善 XR 體驗(yàn)中的一些常見(jiàn)的問(wèn)題，比如延遲導(dǎo)致的「眩暈」、視覺(jué)和觸覺(jué)的不一致、數(shù)字內(nèi)容和真實(shí)場(chǎng)景的不匹配等問(wèn)題。
另外，在 Vision Pro 的首批體驗(yàn)中，「超低延遲」無(wú)疑是一個(gè)高頻詞，很多人都提到了 Vision Pro 在透視模式下的現(xiàn)實(shí)畫(huà)面，延遲極低。按照蘋(píng)果的說(shuō)法，動(dòng)態(tài)延遲僅 12 毫秒——比眨眼還快 8 倍。
但 Vision Pro 要解決的不只是 MR 特有的視頻透視延遲，還有 AR、VR、MR 都面臨的實(shí)時(shí)云渲染畫(huà)面延遲問(wèn)題。
受限于體積、續(xù)航和發(fā)熱等問(wèn)題，XR 設(shè)備的算力始終有限，就算是 Vision Pro 搭載了 2 顆桌面級(jí)的自研芯片，也要面對(duì)計(jì)算性能和需求的顯要矛盾。根據(jù)英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》披露，早前蘋(píng)果工業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與蘋(píng)果 COO 杰夫·威廉姆斯在頭顯產(chǎn)品規(guī)劃上的矛盾就在于：
杰夫·威廉姆斯希望團(tuán)隊(duì)盡快推出第一版 AR 產(chǎn)品，但工業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)希望耐心等待，直到更輕便的 AR 眼鏡在技術(shù)上變得可行。
如果能將適合大規(guī)模計(jì)算的渲染挪到云端，實(shí)現(xiàn)「實(shí)時(shí)云渲染」，可能會(huì)突破算力約束，實(shí)現(xiàn)畫(huà)面質(zhì)量、便攜性、續(xù)航等多個(gè)方面的全方位改進(jìn)。不過(guò)實(shí)時(shí)云渲染的問(wèn)題在于增加了基于網(wǎng)絡(luò)的推流環(huán)節(jié)，更難控制畫(huà)面延遲。
而 L4S 不僅能夠做到極低的延遲，還能抑制延遲的抖動(dòng)，減少數(shù)據(jù)包的丟失和重傳，從而提高 XR 的可靠性和質(zhì)量，為 XR 帶來(lái)更自然和更真實(shí)的體驗(yàn)，提高用戶的沉浸感和使用體驗(yàn)。
寫(xiě)在最后
公允地說(shuō)，XR 目前仍然面對(duì)很多技術(shù)和產(chǎn)品上地難題，性能、續(xù)航、延遲……無(wú)一不是影響 XR 真正成為下一代計(jì)算平臺(tái)的重要因素。L4S 當(dāng)然無(wú)法解決 XR 面臨的所有問(wèn)題，但毫無(wú)疑問(wèn)能夠改善 XR 的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，甚至是通過(guò)實(shí)時(shí)云渲染減輕 XR 設(shè)備的性能壓力。
就像胡適所說(shuō)，「怕什么真理無(wú)窮，進(jìn)一寸有一寸的歡喜。」XR 想要接替智能手機(jī)成為新一代的主流計(jì)算設(shè)備，進(jìn)一寸就有一寸的價(jià)值。