收藏我们|设为首页
首页>电子信息产业研究所>热点评论
虚拟现实产业离我们有多远
发布时间:2016-09-26 16:09  来源:中国经济时报  作者:温晓君

9月,习近平总书记在二十国集团工商峰会开幕式上的主旨演讲中指出,人工智能、虚拟现实等新技术日新月异,虚拟经济与实体经济的结合,将给人们的生产方式和生活方式带来革命性变化。此前,中共中央、国务院印发了《国家创新驱动发展战略纲要》,明确提出发展新一代信息网络技术,加强虚拟现实技术研究和产业发展,增强经济社会发展的信息化基础,推动产业技术体系创新,创造发展新优势。
自2015年以来,随着消费级产品不断推出,虚拟现实成为广受关注的发展热点,虚拟现实产业也迎来了发展的重要战略窗口期。作为继计算机、智能手机之后极具可能的又一通用性计算平台,虚拟现实的真正价值或意义体现在与军事、制造、娱乐、医疗、文化艺术、旅游等行业领域的深度融合和广泛应用,将最终撬动上万亿美元的产值效益,并对人类认识世界、改造世界的方式方法带来颠覆式变革。
那么,当前虚拟现实产业的发展状况如何?影响产业爆发增长的制约因素或产业瓶颈有哪些?如何把握当前虚拟现实产业发展的战略机遇期,大力促进虚拟现实技术在各行业领域的广泛应用?本期圆桌中国经济时报邀请到中国电子信息产业发展研究院电子所副所长温晓君、北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室教授周忠、阿里数据经济研究中心(ADEC)副秘书长蒋正伟就此话题展开探讨。
虚拟现实产业即将进入持续高速发展的窗口期
中国经济时报:有观点认为,虚拟现实是下一个互联网平台,而2016年是虚拟现实技术发展元年,虚拟现实产业处于爆发前夕,即将进入持续高速发展的窗口期。那么,当前虚拟现实产业的发展状况如何?
温晓君:第一,巨额投资刺激产业链环节快速发展。近年来,Facebook、谷歌、微软和苹果等巨头科技公司纷纷通过投资、并购、孵化等方式介入虚拟现实产业链布局,极大地促进了虚拟现实产业在硬件、软件、内容、应用和服务等诸多环节上的快速发展。有数据显示,2016年一季度全球VR/AR领域总投资超过17亿美元,其中近10亿美元来自中国,阿里巴巴7亿美元投资AR领域领军企业MagicLeap是产业融资火热的最新例证。
第二,产业生态构建成龙头企业发展重点。虚拟现实盈利模式和智能手机盈利模式存在相似之处,构建“硬件+软件+应用+内容”的闭环生态圈已成为现实行业发展主流。例如,脸书和三星通过软硬件优势互补,在虚拟现实产品方面开展深入合作;索尼围绕现有游戏主机构建开放的应用开发平台,从内容和应用端发力完善生态体系。
第三,国内产业概念火热,但低端化、同质化趋向已现端倪。这一方面是由于国内虚拟现实产业链发展尚不健全。VR/AR产业链涉及核心技术供应商、零部件供应商、整机制造商和内容服务提供商。我国产业链上游立体显示、智能传感、应用场景建模、三维图像生成等核心关键技术仍未突破,产品形态功能和应用场景的定义能力严重缺乏,数字内容和应用服务生态支撑不足,导致当前VR/AR概念火热、难以落地。另一方面,国内VR/AR产品多集中于结构简单、无需复杂电子元件、成本低廉的眼镜、头盔类设备,相对于传统智能终端技术提升不明显,个性化、差异化应用缺乏。随着越来越多IT、互联网企业的加入,VR/AR市场极易重蹈类似智能手机“低价竞争”的覆辙。避免产业出现“一哄而上”“高端产业低端化”,将是VR/AR产业发展初期需要深刻思考的问题。
周忠:虚拟现实技术具有产业链长、辐射行业广、应用前景好等特点,对众多产业升级、技术转型有着巨大的作用。近年来,随着相关软硬件技术的持续提升,虚拟现实技术的用户体验和成本取得一些突破,成为社会上的关注热点,是消费类电子产品创新最为活跃和前沿的领域。特别是2016年以来,虚拟现实、增强现实受到政府部门和市场资本的高度关注,因此有观点认为今年是虚拟现实产业元年。
现在已有多个咨询公司的产业数据分析和预测报告发布,对虚拟现实技术在近几年的增长率和未来市场容量进行了很积极的预测。另一方面,Gartner咨询公司在今年8月份发布的新兴技术成熟度预测曲线中,虚拟现实进入成熟期大约还需要5—10年的时间,而Facebook首席执行官马克·扎克伯格在多种场合表示,虚拟现实头盔至少需要5年以上才可能会成为下一代计算平台,这二者的预测都看好,但对近期发展更为谨慎。
从产业上来看,在市场最为关注的2C端,目前各类展会、主题公园、体验馆很是火爆,国外兴起的新体验装备或应用创新很快能传到国内,国内外的商业模式差别并不大。在最受关注的虚拟现实头戴式显示器方面,初步形成了Oculus、HTCVive、SonyPSVR国际三大厂角逐态势,它们分别推出了各自的应用商店,但目前都存在精品应用数量不足、盈利模式不明确等问题,因此吸引和争夺开发者成为关键措施,纷纷投入巨资来培育市场和吸引开发者。国内歌尔、乐视、暴风等企业也在头显方面迅速跟进,取得了不同程度的进展。总的来说,消费者对产品的用户体验和成本高度敏感,虚拟现实产品还需要技术升级和时间来适应个人级消费市场需要,相关的商业模式也还在摸索,目前还处于开拓期。
而在2B端,实际上,经过30多年的发展,虚拟现实已经在军事仿真、模拟训练、装备制造、航空航天、文化娱乐等行业发挥了不可或缺的重要作用,相比较消费者端,立足行业,其近期盈利能力较强,投资周期也短,出现了一批具有相当规模的行业应用型企业。在国际上,一些大型行业公司自主研发,例如空客、宝马、福特等很早设立了虚拟现实应用子公司或部门,工业光魔培育了皮克斯动画公司的前身,迪斯尼主题公园中大量采用了虚拟现实的沉浸式技术,在国内则形成了川大智胜、水晶石、中视典等具有较高市场占有率的行业公司。可以预计,有了近期的技术进展与广泛关注,虚拟现实将会得到更多的行业深层应用机会,将会取得一批颠覆性的行业创新。
蒋正伟:狭义的虚拟现实是指人类的视线范围内只出现虚拟的三维物体,广义的虚拟现实包括将虚拟物体和真实物体同时呈现在人类视线范围内的增强现实和混合/融合现实。在后面的讨论中,虚拟现实界定为广义的虚拟现实,即提供与虚拟三维空间数据进行实时互动的技术和产品。
人体生理学发现人类有70%的信息获取来自眼睛,同时有接近50%的大脑参与视觉信息的处理,囿于技术能力,三维物体的记录和表现一直为二维的图片和视频。自上世纪五十年代末开始,人类就一直在努力地探索与虚拟三维空间数据进行实时交互的技术。直到近年来,随着芯片、显示等硬件技术以及3D数据处理算法的发展,人们才开始有能力呈现三维空间数据并与其进行实时互动,打破了空间对人的束缚,重塑了人和世界的关系。在不远的将来,广义的虚拟现实将形成服务10亿人以上的大市场。
2013年,谷歌发布GoogleGlass;2014年,Facebook用20亿美元收购Oculus,MagicLeap宣布获得5000万美元的A轮融资,谷歌发布Cardboard;2015年,微软发布Hololens,HTC发布Vive,三星发布GearVR;2016年,索尼发布PSVR,Meta发布Meta2,同时任天堂和谷歌合作的PokemonGo风靡全球。至此,借助手机实现狭义虚拟现实的盒子Cardboard/GearVR、狭义虚拟现实的HTCVive/Oculus、有介质的增强现实Hololens/Meta2、无介质的增强现实MagicLeap以及增强现实的应用PokemonGo,从多个角度以不同的功能切入了虚拟现实这个行业。从上述产品也可以看出,除了互联网巨头谷歌、Facebook、微软之外,也有Oculus、Meta等创业公司。此外,中国也有一大批跟随者,仅类似Cardboard的产品在淘宝上就有上千个。
但是在虚拟现实火热现象之外,我们也要看到其所面临的局限:视场角/刷新率等显示技术的局限容易造成使用者的眩晕,除了游戏之外实际有价值的应用匮乏。最后,目前的虚拟现实产品笨重并且价格过高,难以实现大众普及。
影响产业爆发增长的制约因素和产业瓶颈
中国经济时报:可以预见的是,在未来,虚拟现实将成为继互联网、智能手机、智能机器人之后的又一项改变商业生态和人们生活习惯的核心技术支点。那么在您看来,未来几年虚拟现实产业会呈现怎样的发展趋势?现阶段影响产业爆发增长的制约因素或产业瓶颈有哪些?
温晓君:目前关于虚拟现实未来市场规模的预测不一而足,不同研究机构对市场的前景预期存在较大出入。据美国高盛预测,到2025年全球VR产业将形成1820亿美元的市场规模,将撬动包括军事、工业、医疗、教育、文化娱乐等各领域在内的上万亿美元的市场,给社会和经济发展带来革命性和划时代的巨大变革。
在我看来,现阶段影响产业爆发增长的制约因素,一是技术成熟度,包括VR和AR各自的发展阶段和演进路径、终端产品形态和功能的定义(桌面还是移动;计算机配套产品还是一体机、分体机),一些共性技术难题如何解决,如低眩晕、真三维显示等。二是产业链支持度,包括硬件配套、应用开发、内容生产。三是消费者认可度,如何提供良好用户体验,满足消费者使用习惯以及价格因素等。四是行业应用推广度,能否找到行业应用的突破口,并形成可观的收益。
周忠:最近几年,虚拟现实技术将更多地进入行业,在此过程中教育用户、培育个人消费级电子市场,同时虚拟现实产业将从目前的以终端为龙头发展到终端与内容制作并重。虚拟现实的内容制作是目前的产业瓶颈问题之一,涉及场景建模、跟踪注册、视频拍摄、视频融合、三维声场等技术,对传统的内容制作技术和模式带来了极大的挑战,但随着资本的推动,预计一批优秀的算法和工具将迅速成熟并进入市场,大大降低虚拟现实内容制作的复杂度,有望实现相关领域的产业升级。
虚拟现实的应用领域众多,涉及军事、航天、航空、医疗、工业、教育、娱乐、游戏、视频、直播等多个行业,各行业迫切需要通过虚拟现实进行产业转型和升级。在这个背景下,行业主流企业与虚拟现实团队的结合将可能成为新常态,发展出具有不同行业应用特色的虚拟现实技术和产品。例如在房产展示领域,无忧我房基于虚幻引擎研发标准化制作流程的虚拟现实样板间,今年项目业绩大幅度增长。
蒋正伟:虚拟现实产业发展,会形成两个平台,一个是标准化器件的接口平台,一个是个性化内容服务平台。
标准化器件的接口平台类似现在基于Android的智能手机平台,模块化的处理器、显示屏、深度摄像头、MEMS传感器等,可以根据平台标准组合成各种头显甚至下一代的智能手机。典型的标准化期间接口平台如谷歌的ProjectTango。
个性化服务平台为360视频、事件直播、虚拟现实教育/旅游和购物等提供了应用开发资源和应用分发渠道。典型的个性化服务平台如谷歌的DayDream。
基于虚拟现实可以开发出很多改变人们生活和生产的应用:客服空间距离在远方获取身临其境的体育比赛、音乐会、旅游景点等的体验;客服空间尺寸和人体生理极限进行海底探险和太空翱翔;实现精准的远程诊断和操控进行医疗手术和机器维修;完美保留历史珍贵时刻以及已经被毁坏的博物馆;开展高效和低风险的教学训练等。这些应用在未来5至10年内都会出现在我们的生活中。
虚拟现实在行业中的应用还面临众多挑战
中国经济时报:我国虚拟现实技术产业潜力巨大,但任何一项技术从想象,到技术发端,再到产品初露雏形,与市场对接,形成产业链,都需要一个一波三折的过程。虚拟现实这项需要从硬件、软件、内容、平台全方位无缝配合的全新科技产业,自然也不例外。那么目前,我国虚拟现实技术产业在应用过程中存在哪些挑战?
温晓君:虚拟现实在行业中的应用目前还面临众多挑战,有些是各自行业特有的问题,也有一些是共性的问题。概括来说,共性问题有以下几个方面。
一是应用场景和应用路径尚不清晰。国内企业对虚拟现实的技术特征、应用方法等缺乏基本了解和整体把握,对行业各环节与虚拟现实技术的结合点尚不清晰,加之行业应用标准不统一,制约了虚拟现实技术融合应用的拓展。
二是我国相关行业自身发展层级不高造成新技术应用的效率成本难以平衡。以制造业为例,目前应用虚拟现实技术的企业主要集中于航空、汽车、仪器仪表等高端制造行业以及原型设计、精密加工等高端制造环节。我国的低端加工制造占比较大,进入高端制造的行业和企业不足,涉及制造前端原型样机设计、流程仿真的屈指可数,导致企业的应用能力不足、应用意愿不强。
三是虚拟现实行业应用的供应链短板依然明显。除了主控芯片、光学器件、高端传感器等共性短板之外,国内面向设计规划、体验培训等行业应用的模块化产品设计、整体解决方案和内容供应严重匮乏,缺乏相应的开发工具和开发平台,系统集成能力不强。
周忠:我国一些高校和科研院所,如北京航空航天大学、北京理工大学等于上世纪九十年代开始虚拟现实相关技术与设备的研究,经过20多年的发展,已经形成了一些从事虚拟现实技术研究的基地,拥有了一批优秀的虚拟现实技术人才队伍,取得了一些应用成果,积累了一大批可以产业化的专利技术,涌现出一批虚拟现实产业的上市公司,如歌尔股份、川大智胜等。我国的虚拟现实科研水平逐步逼近美国等发达国家,在部分技术上甚至超过了国际同行,我国虚拟现实技术产业潜力巨大。
但是,整体来看我国虚拟现实技术的研发和产业化还面临着一些挑战,包括以下问题:对基础技术的创新推动力不够、高性能自主虚拟现实基础传感器件及其算法缺乏、虚拟现实领域标准和测评平台有待建立、产业需要引导避免低水平扎堆投资、专业研发人才和产品经理匮乏。
为解决上述问题,我国政府和有关部门对虚拟现实研发和产业的发展进行了广泛的调研和发展战略研究,出台了相关文件和政策举措。2016年5月,国家发展改革委联合科技部、工业和信息化部、中央网信办印发了《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》,在第八项工程“智能可穿戴设备发展工程”中,突出要加快虚拟现实和增强现实等关键技术,加快技术成果在智能可穿戴设备中的应用。2016年8月26日,国家发改委发布《国家发展改革委办公厅关于请组织申报“互联网+”领域创新能力建设专项的通知》,将虚拟现实/增强现实工程技术作为重要建设内容,鼓励产学研合作、产业链上、中、下游协同,推动虚拟现实/增强现实工程创新与高端产业在我国的形成与发展。2016年9月29日,工信部等相关部门将组织成立虚拟现实产业联盟,规范和引导虚拟现实相关产业在我国的健康良性发展。
蒋正伟:虚拟现实产业发展,需要首先克服现有的局限,即需要提升消费者体验,并为消费者带来有价值的应用内容。
当人眼所接收的视觉画面与负责平衡感和方位感的前庭平衡器官(位于内耳)所感受到的身体运动不匹配时,就会引发眩晕和恶心的症状。帮助使用者克服眩晕和恶心的症状,是虚拟现实产品提升消费者体验的最重要的要求,主要实现方法是通过降低MTP(MotionToPhoton)延迟,即对人体尤其是人眼实现精准空间定位并持续进行位置追踪,减少输入动作(身体运动、头部转动和视觉焦点变化)与屏幕更新显示(从刷新的屏幕发出的光线)之间的时间。
MTP总延迟包含三部分:运动检测延迟、视觉信息处理延迟、显示延迟。尤其是在显示技术上,OLED屏幕的每个像素都是主动发光的,可以实现低余晖,在一定刷新率下不会产生让人能够觉察到的拖影,头动时物体的轨迹更接近物理世界的真实轨迹。为了给消费者提供沉浸体验,最先进的虚拟现实设备,能够提供4K以上的分辨率、大于120度的横向视场角、超过75Hz的刷新率(75Hz),并使得MTP总延时不超过20ms。目前Facebook依托于狭义虚拟现实头显Oculus、微软依托于增强现实头显、MagicLeap依托于新型的无介质增强现实,在显示技术上走在前列。
与此同时,为了实现三维虚拟物体的建模并把虚拟物体无缝地融入到真实世界的场景中,需要一整套用于开发和创建三维物体和场景的软件系统,包括三维真实场景数据的采集与重构、三维物体的渲染引擎、碰撞检测的物理引擎、音效、动画、程序调度甚至内存管理等功能模块,此类工具统称为3D引擎。具有类似功能的工具(如Unity、Unreal和CryEngine)已经在3D游戏的开发中使用,但需要针对虚拟现实的需求以及相应的硬件产品的实际情况进行改进和升级。
除了显示技术和3D引擎以外,由于视觉信息基于像素级别,在处理器的计算能力和数据传输所需的带宽上面都提出了更高的要求。处理器上,传统的CPU霸主Intel、GPU巨头nVIDIA以及移动之王高通,都在积极地开发适用于处理视觉数据的低功耗芯片。同时,华为等通信网络巨头也深刻认识到了虚拟现实对数据传输的高要求所带来的机遇。
把握虚拟现实产业发展战略机遇期,促进虚拟现实技术的广泛应用
中国经济时报:截至今日,虚拟现实(VR)及增强现实(AR)技术,都远称不上完美。虽然良好的硬件是VR技术得以实现的必要保证,但要促使一个产业健康发展,更需要的是内容提供商和平台服务商的大力支持,这将是一个不亚于互联网电子商务的产业生态系统。为把握当前虚拟现实产业发展的战略机遇期,大力促进虚拟现实技术在各行业领域的广泛应用,您有哪些具体建议?
温晓君:第一,强化顶层设计,面向行业需求规划应用路径。定义和构建若干典型应用场景,明确应用需求,分步、有序推进虚拟现实技术在各行业领域的融合应用。推动虚拟现实在设计研发、检测维护、操作培训、营销展示等环节的应用,提升辅助设计能力和制造服务化水平。
第二,加强重点攻关,尽快突破行业应用技术瓶颈。组织产、学、研、用各机构多方面力量解决关键共性技术问题,鼓励开发具有更好使用体验的创新型产品。突破信息三维空间的注册定位、建模、搜索、显示与交互等核心技术;提升虚拟现实主控芯片、微显示器、高端传感器供应能力;加快虚拟设计、虚拟装配制造、虚拟检测维修、虚拟培训等软件及工具包的开发及产业化;构筑大数据和虚拟现实相结合的智能服务云平台,提升产业自主创新能力和融合创新能力。
第三,制定标准规范,开展行业应用联合测试验证。推动建立虚拟现实技术、产品和系统评价指标体系,开发相应的评价工具,保障虚拟现实产品性能和质量。
第四,推进试点示范,以点带面扩大行业应用范围和影响力。推广宣传典型示范案例,提高相关企业、产品和品牌影响力,进一步推动其市场化应用。面向汽车、钢铁、高端装备制造等重点行业,设立若干基于虚拟现实的智能制造应用示范区,通过应用验证反馈完善系统功能。培育一批系统解决方案供应商,组织开展行业系统解决方案应用试点,为中小企业提供标准化、专业化的系统解决方案。
周忠:第一,通过政策引导鼓励虚拟现实领域的技术创新,特别是突破一些关键的核心技术,掌握核心自主知识产权,为国家各相关行业提供技术支撑和特定服务,提高我国虚拟现实领域的原始创新能力。
第二,在虚拟现实技术人才不足的背景下,应积极鼓励高校、科研院所的具有相关条件的专业技术人才走向市场,将科学研究与工程需求相结合,可以自行研发,也可以与企业建立合作研发体。
第三,在技术研发的基础上,建立完善的成果转移转化机制,在应用示范过程中培养专业的虚拟现实人才,促进技术成果在市场考验中迅速成熟,真正从实验室走出来改变应用行业。
第四,虚拟现实产业的良性发展,需要通过标准化评测、知识产权保护和产学研用协同形成和鼓励真正优质的产品出现,以极大地提高行业发展速度,避免大量的低水平重复和恶性抄袭现象。
蒋正伟:虽然广义的虚拟现实市场是一个能够服务10亿人以上的市场,但是目前显示技术、3D引擎等基本技术仍然需要突破,标准化器件接口平台、个性化内容服务平台尚未成型。
中国最大的特色是广大的消费市场和强大的制造能力,在虚拟现实的应用开发以及虚拟现实的制造上都大有可为,但在有较高技术要求的模块化元器件研发和标准化接口定制上,不建议过多投入。
各行业可以根据本行业的业务特征,积极探索虚拟现实的潜在应用场景,如阿里可以探索商品的三维建模与浏览互动来增加消费者购买前的消费体验,腾讯可以探索360视频通信来增加用户之间的连接体验。

智库介绍

        赛迪智库是中国工业和信息化领域的知名思想库,直属于国家工业和信息化部中国电子信息产业发展研究院。自成立二十余年以来,秉承“面向政府,服务决策”的宗旨,赛迪智库专业从事软科学研究工作....[详细]

免费空间赞助商: VPS测评 | VPS技巧 | LocVPS | 51IDC | YardVPS | SEO | MD5 | 网赚 | HHVM | DreamSpark | SiteMap | noFrev |
组织机构