科学研究 RESEARCH
权威发布
caict观点
专家团队
研究领域
科研奖项
CAICT观点
 
您的位置:科学研究>CAICT观点
虚拟现实技术趋势及产业特点简析
0

  目前,各国相继从政府视角提出有关虚拟现实发展规划的顶层设计。美国政府的“国家网络与信息技术研发计划”在其2016财年预算中提出了八项研发重点,计划未来一年在投入约41亿美元开展相关研发工作,其中,对虚拟现实所涉及的人机交互和信息管理领域的预算每年占比达20%,在八个领域中位列第二。欧盟在经费高达800亿欧元的“地平线2020”计划中列出了信息与通信技术领域的37个项目,直接涉及智能人机交互的有4个。日本政府早在2007年就发布了到2025年的科学技术发展路线图《创新25战略》,将虚拟现实等技术纳入其中。在我国,虚拟现实受到了工业和信息化部、科技部等部委的高度重视和专项支持,并取得了阶段性成果。此外,BAT、华为、中兴、海尔、海信、科大讯飞、联想等均制定了相关规划,同时还涌现了诺亦腾、华捷艾米、圣威特、乐相科技、小鸟等一大批专注做VR的创业型公司。

  一、显示、芯片、交互追踪成为三大发展重点技术领域

  在新型显示领域,以AMOLED、光场显示等技术为代表的高分辨率显示、柔性显示成为VR/AR发展趋势。相较于传统主导的LCD显示,高性能AMOLED显示具备响应速度快、重量低、功耗低、防蓝光、成本下降趋势明显等特点。此外,高性能AMOLED显示在降低眩晕感、能耗、成本、健康风险的同时,提高产品便携性。由于柔性AMOLED 在VR头显减重与便携性方面具备实际意义,未来有望成为进阶重要发展路线。在芯片领域,高性能GPU与5G成为VR计算处理与无线通信方面的发展趋势。由于VR对在高画质下场景的实时建模及渲染能力具备高要求,因此,高性能GPU成为虚拟现实中计算处理能力的核心体现。目前,国际厂商英伟达、AMD、imagination、高通及ARM等均在虚拟现实领域有所布局,频发配套SDK,以提高GPU在VR方面性能表现。对无线传输而言,高分辨率、全视角显示带来虚拟现实高沉浸感的同时,对数据传输带来了不小的挑战。目前,虚拟现实设备主要通过有线方式进行数据传输,随着5G的到来,VR内容所需的超高分辨率、全视角、3D、低延迟等性能瓶颈有望得到很大程度的解决。在追踪交互领域,传感融合与三位注册建模成为发展趋势。多传感器信息融合实际上是对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟。与单传感器相比,运用多传感器信息融合技术解决探测、跟踪和目标识别等问题,增强采集数据可信度及精度、扩展数据采集的空间覆盖率,是数据采集技术的发展重点。目前,英特尔推出的Realsense、微软的Hololens、Google的Project Tango基于一系列摄像头、传感器和芯片,能实时为用户周围的环境进三维建模,从而为VR设备加入类似人类对空间和运动的感知能力。

  二、虚拟现实将对产业结构、产业融合与应用服务产生重大影响

  (一)助推产业变革。虚拟现实产业辐射面广,带动性强,从ICT产业“云管端”的结构划分看,VR的影响力不仅局限于端设备领域,考虑到超高清、低时延与360度全景等因素对网络传输的更高要求,虚拟现实将为管设备、乃至云设备市场提供发展动能,这也从侧面解释了思科等网络设备巨头近年来密集收购VR厂商的动因。另外,从ICT产业配套看,虚拟现实将加速上游关键元器件产业升级进程,例如在显示领域,VR加快了OLED在中小尺寸市场对传统液晶屏幕的替代速度。在芯片领域,适用于VR的高端GPU市场持续快速增长。研究表明,自大型机问世以来,每隔十年会出现全新的终端形态,随之而来的是用户或设备数规模提升1个量级,随着智能化、互联网化与社会经济、人民生活的结合日益紧密,虚拟现实有望掀起继智能手机后的新一轮产业发展浪潮。

  (二)促进融合创新。虚拟现实是多个产业交叉融合的新兴领域,电子、通信、文化等数个万亿级产业汇聚在一起,塑造出新的发展模式。按照国务院的决策部署,中国要进入创新国家行列并引领创新发展,需要从过去被动跟随为主走向未来创新引领为主。目前,我国已经在高端芯片、新型显示、人工智能、5G通信等领域取得了一定成果,通过对这些领域的组合式创新,以虚拟现实为产业抓手,能够推动不同领域的跨界融合,进而定义新产品与新技术,乃至裂变出颠覆式的新市场和新标准。例如为了改善VR体验,系统时延应低于20毫秒,而实现这一标准创新需要传感采集、GPU渲染、数据传输、近眼显示、软件算法等方面的深度融合。

  (三)繁荣服务市场。虚拟现实业务形态丰富,产业潜力大、社会效益强。目前,主要应用于视频游戏、事件直播、视频娱乐、医疗保健、房地产、零售、教育、工程和军事等行业,并正在加速向生活与生产领域渗透。对于大众市场,体验式消费时代为以虚拟现实为特点的主题乐园与零售购物提供了发展空间,例如迪士尼、环球影城已将其用于主题乐园,阿里推出了基于VR技术的“Buy+”购物服务。对于行业应用,虚拟现实全面提升工业协同设计、智能制造能力。宝马计划将在未来汽车设计中采用VR设备。另外,哈萨克斯坦钢铁厂工人在试用VR设备工作后,产出效率显著提升。

  三、发展建议

  一是突破关键技术。聚焦高性能OLED、融合显示、传感融合、GPU、5G、人工智能等关键领域,加快技术突破。加速推进关键元器件国产化进程,研发安全可靠的软硬件解决方案,建议组织光学、电子学、计算机科学等学科的优势单位,联合医学、心理学、认知科学等领域的研究机构,以虚拟现实设备的适人化等为切入点,创新一批具有国际领先水平的自主知识产权技术和产品。

  二是加强政策扶持。充分发挥政府在推进产业发展方面的积极作用,结合产业发展重点,加大对技术创新、商业模式创新和服务创新等基础研究与成果转化的扶持力度,逐步构建支持VR创业和产学研用结合的政策法规体系,建立官产学研用紧密合作的成果共享机制,推进新型显示、传感融合、感知计算、无线通信、追踪交互等共性关键技术的交流合作和共享应用,不断优化产业发展环境。

  三是建立健全标准与测试验证体系。对接国内外相关标准,考虑人眼的视觉特性与生理安全,建立健全适用于虚拟现实领域,覆盖传感、通信、芯片、显示、交互等关键技术标准。发挥本市技术标杆作用,探索VR产品的测试验证方法,通过对原型产品和系统的开发与测试积累,加快相关关键技术的应用示范,推动相关法律法规的建立与完善,促进VR的产业化发展。

  四是加强安全监管。在光生物安全性方面,积极有序开展专业化的安全测试与评估,如眼睛红外辐射危害、视网膜热危害等。此外,为用户提供真实虚拟现实社交体验的同时,对骚扰,网络暴力等进行合理监管。

  【作者简介】陈曦,工程师,现就职于中国信息通信研究院信息化与工业化融合研究所ICT制造研究部。

  联系方式:chenxi1@caict.ac.cn


国家高端专业智库 行业创新发展平台
欢迎关注中国信息通信研究院(工信部电信研究院)公众账号!
微信号:工信部电信研究院CATR

Copyright © 2008-2013 中国信息通信研究院(工业和信息化部电信研究院)版权所有

京ICP备09013372号 京公网安备11010802010351号       网站声明       联系我们