1、前沿QIANYAN虚拟现实,渐入佳境 经济杂志、经济网记者寇佳丽一名女子在 2022 世界移动通信大会上通过虚拟现实技术在“元宇宙”中体验音乐会。来源:新华社新领域 新赛道系列虚拟现实虚拟现实应用正加速普及,进入产业化和场景化应用融合发展阶段,呈现从创新应用到常态应用的产业趋势。50前沿QIANYAN通过模拟现实世界中的事物为生产生活服务,是科技发展的积极成果和人类实现进步的重要手段。高性能计算、计算机图形学、自然人机交互等技术的发展,让虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)走进人类生活,带动仿真水平实现质量飞跃的同时,也为现实生活带来便利和乐趣。从 2008年北京奥运会的数字图
2、像到上海世博会的“在线世博”,从虚拟校园到虚拟教学,从虚拟医院、虚拟解剖到沉浸式设计、虚拟组装和虚拟游戏等,经历多年发展,虚拟现实技术逐渐进入大众消费领域,给人们带来全新体验,也逐渐发展成为不可忽视的消费市场与产业趋势。VR 产业走向成熟1935 年,作家斯坦利温鲍姆在小说中描述了一款 VR 眼镜,提出了包括视觉、嗅觉、触觉等全方位沉浸式体验的虚拟现实概念。该小说被认为是世界上最早提出虚拟现实概念的作品。1962 年,摄影师摩登海里戈研发出第一台虚拟现实原形机,后来被用来进行模拟飞行训练。此时,虚拟现实技术仍仅限于研究,并没有生产出可以交付到使用者手上的产品。1994 年,日本游戏公司世嘉和任
3、天堂分别针对游戏产业陆续推出世嘉 VR-1 和 Virtual Boy 等产品,当时在行业内引起了不小轰动。只不过,因为设备成本高、内容应用水平一般,最后普及率并不高。随着 Oculus、HTC、索尼等公司的努力,VR产品在 2016 年迎来了一次大爆发。这一阶段的产品拥有更亲民的设备定价,更强大的内容体验与交互手段,辅以强大的资本支持与市场推广,整个虚拟现实行业正式进入爆发成长期。对中国虚拟现实产业来说,2016 年也是比较特别的一年。当年二季度以后,HTC、三星、索尼等公司的 VR 产品相继在中国市场出货,华为、小米等也宣布进入虚拟现实市场,且大多集中在 VR硬件领域。中国信息通信研究院与
4、华为技术有限公司联合撰写发布的 虚拟(增强)现实白皮书(2017年)将虚拟现实产业的发展划分了五个阶段:2016 年以前:VR 产业尚未成熟,无沉浸体验;2016 年-2017 年,VR 产业初步商业化,提供初级沉浸体验;2018 年-2019 年:产业进一步发展,可以提供部分沉浸体验;2020 年-2022 年:部分关键硬件性能、内容质量取得较大提升,可以提供深度沉浸体验;2023 年-2027 年:产业进入成熟期,可以提供完全沉浸体验。可以看出,我国虚拟现实产业正在从第四阶段向第五阶段跨进。自工信部发布关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见(2018 年 12 月)以来,在政产学研用各方共
5、同努力下,我国虚拟现实技术、产品、应用创新表现活跃,产业发展取得长足进步。虚拟现实内容大致可以分为两部分,一个是面对普通消费者的 V2C 部分,另一个是面对细分行业的 V2B 部分。前者主要涉及消费者熟悉的娱乐领域,比如视频、直播、游戏等;后者较为复杂,延伸领域也随着技术发展日益增多,集中但不限于教育、旅游、房地产、家具装潢、医疗等。“这两个不同的方向,其实都已经出现了比较成熟的应用案例,但二者存在区别。在 V2C 领域,一提到虚拟现实,我们很容易想到戴上眼镜玩游戏,这是一个人类沉浸到数字为我们制造的世界当中去的过程;在 V2B 领域,虚拟现实更多是构造虚拟场景并且让机器或者产品到其中去运行的
6、一个过程。两个领域整体上对精度和复杂度的要求都51新领域 新赛道系列虚拟现实51前沿QIANYAN比较高。”中国社会科学院工业经济研究所工业发展研究室主任邓洲这样告诉经济杂志、经济网记者。邓洲表示,有一种通俗但并不完全准确的理解,即虚拟现实本身是人类走向“元宇宙”(数字世界)的桥梁或通道。“未来,如果人类真的打造了一个数字世界,人类如何进入到这个世界中去呢?虚拟现实技术可能成为手段之一。与电脑、智能手机比较,虚拟现实并非一种单纯的技术,它以很多信息技术为基础,更侧重应用和内容。因此,从桥梁角度理解,它的未来非常值得期待。”产业链欣欣向荣中国电子信息产业发展研究院最新发布的虚拟现实产业发展白皮书
7、(2022 年)(以下简称白皮书)指出,我国虚拟现实产业发展迅速,已经形成较为完善的虚拟现实产业生态,且呈现以下特点。产业规模快速增长。虚拟现实和增强现实(AR)终端市场迅速扩大,开启虚拟现实产业爆发增长新空间。2021 年,我国虚拟现实产业规模约为1129 亿元。核心技术走向成熟。科技巨头持续发力虚拟现实产业,虚拟现实的传感、交互、建模、呈现技术不断取得突破,用户在交互、显示、重量等方面的体验感不断提升。传感技术方面,眼动追踪、表情捕捉等技术进入应用阶段。建模技术方面,GPU加速器、FPGA 加速器技术和 5G 传输技术走向成熟,带动图像引擎和渲染算法优化发展。交互技术方面,视觉、触觉、听觉
8、、动作等多感官多通道交互技术发展迅速。产业生态日臻完善。我国已形成较为完整的产业生态体系,虚拟现实产业政策、资金、人才等产业要素加速融通,产业进入新一轮快速发展期。终端硬件环节,国内厂商创新能力显著提升,各类虚拟现实终端产品不断推出,体积、重量、续航、散热等指标持续优化。关键技术环节,近眼显示、网络传输、渲染处理、感知交互、建模等技术体系不断进步。人才方面,虚拟现实人才培养体系基本建立,涵括职业教育、本科教育、硕士和博士培养。2020 年,人力资源社会保障部会同市场监管总局、国家统计局联合发布 16 个新职业信息,其中,“虚拟现实工程技术人员”被正式确立为新职业。2021 年,虚拟现实工程技术
9、人员国家职业技术技能标准的公布,为虚拟现实技术人员培养提供了评价标准,相关大赛、技能培训和考核已陆续开展,为提高虚拟现实相关专业技术人才的素质、规范化培养和社会化评价提供了有力支撑。在国家政策支持和各方力量的共同努力下,全国已有 20 多所高等院校开设了虚拟现实本科专业,约 200 家职业院校开设了虚拟现实应用技术专科专业。整体上,虚拟现实应用正加速普及,进入产业化和场景化应用融合发展阶段,呈现从创新应用到常态应用的产业趋势。虚拟现实技术在舞台艺术、体育智慧观赛、新文化弘扬、教育、医疗等领域普遍试用或应用。特别值得一提的是,在新冠肺炎疫情背景下,非接触式经济取得发展,虚拟现实技术在守好疫情防线
10、、线上教育、远程运维、远程医疗等方面发挥了积极作用。5G 助力应用落地当前形势下,谈论任何前沿科技产业的发展,几乎都离不开 5G。2022 年 11 月 1 日,工信部、教育部等五部门联合发布虚拟现实与行业应用融合发展行动计新领域 新赛道系列虚拟现实52前沿QIANYAN划(2022-2026 年)(以下简称行动计划),对今后进一步增强虚拟现实全产业链条供给能力、加速多行业多场景应用落地等举措进行了规划与布局。行动计划强调了“推进关键技术融合创新”,指出要强化虚拟现实与 5G、人工智能、大数据、云计算、区块链、数字孪生等新一代信息技术的深度融合,叠加“虚拟现实+”赋能能力。事实上,运营商入局虚
11、拟现实产业由来已久。2020年,中国电信与华为合作,联合打造“中国电信天翼云 VR 能力开放平台”,以服务形式对外开放云 VR 核心能力,助力生态合作伙伴快速构建虚拟现实应用。2021 年,中国移动批准在江西设立“中国移动虚拟现实创新中心”,专注于虚拟现实的研究和应用推广,聚焦文旅、教育、数字孪生等领域的拓展,带动项目签约累计金额达 4 亿元。同年 10 月份,中国联通 VR 基地(灵境视讯)首次亮相,展出 VR 工业互联网、VR 职业教育实训、VR 医疗远程示教等十大“联通云 VR”应用,持续推进内容制作、内容运营、产业孵化等。我国虚拟现实市场前景广阔。行动计划也提出,到 2026 年,我国
12、虚拟现实产业总体规模(含相关硬件、软件、应用等)要超过 3500 亿元,虚拟现实终端销量要超过 2500 万台,培育 100家具有较强创新能力和行业影响力的骨干企业,打造 10 个具有区域影响力、引领虚拟现实生态发展的集聚区,建成 10 个产业公共服务平台。可以说,深耕VR市场,各市场主体尤其是运营商大有可为。“从技术特点来看,5G 是基础、平台性技术,和 VR/AR 技术相融合,能催生出种类丰富的虚拟现实应用。5G 能解决虚拟现实产品因为带宽不够和时延长带来的图像渲染能力不足、终端移动性差、互动体验不强等痛点问题。5G 给虚拟现实产业发展带来的优势很多,例如在采集端,5G 为VR/AR 内容
13、的实时采集数据传输提供大容量通道;在运算端,5G 可以将 VR/AR 设备的算力需求转向云端,省去现有设备中的计算模块、数据存储模块,减轻设备重量;在传输端,5G 能使 VR/AR设备摆脱有线传输线缆的束缚,通过无线方式获得高速、稳定的网络连接;在显示端,5G 能够保持终端、云端的稳定快速连接,使 VR 视频数据延迟达毫秒级(4G 环境下,网络信号传输的延时约为40毫秒),有效减轻用户的不适感。”接受 经济杂志、经济网记者采访时,赛迪研究院电子信息研究所消费电子产业研究室主任赵燕详细分析说。赵燕指出,我国虚拟现实产业与 5G 融合目前呈现如下特点。5G 商用使能 VR/AR 业务,助力虚拟现实
14、终端轻型化和移动化。5G 技术提供的高峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力使能云化VR/AR业务发展,降低对虚拟现实终端侧的要求。通过图像渲染上云、内容制作上云,结合边缘计算和 AI 技术的应用,能解决虚拟现实终端产品图像渲染能力不足、终端移动性差、互动体验不强等痛点问题,大幅降低了终端的电池续航、体积、存储能力的要求,有效降低终端成本和对计算硬件的依赖性,同时推动终端轻型化和移动化。5G 助力 VR/AR 应用推广。“5G+AR”助力疫情防控,多地使用了基于 5G 网络的 AR 防疫测温系统,能降低人群接触风险,提高一线防控效率。“5G+VR”助力提高医疗智能化水平,家属在隔离病房外
15、佩戴 VR 眼镜就可以进行无接触式探视,减少医护人员与病患的直接接触。“5G+VR”助力文化娱乐消费升级,2020 年中央广播电视总台对“雷神山医院”施工现场进行全景 VR 直播,使用中国电信 5G 网络平台的支持,让千万用户亲身感受热火朝天的施工过程。“5G+AR”助力工业制造提质增效,海尔联合中国移动、华为建设智能新领域 新赛道系列虚拟现实53前沿QIANYAN+5G 互联工厂,实现 5G 网络下的 AR 异地远程作业指导,能提升生产效率、降低制造成本、优化产能指标。“5G+VR”助力教育数字化升级,5G云 VR 智慧教育解决方案,能让异地的学生沉浸式低时延共上一堂课,促进优质教育均衡发展
16、。掘金 VR 有原则除了行动计划,2022 年,我国国家层面和地方还陆续发布了其他与虚拟现实相关的产业政策。2022 年 1 月份,“十四五”数字经济发展规划指出,打造智慧共享的新型数字生活,创新发展“云生活”服务,深化人工智能、虚拟现实、8K高清视频等技术的融合,拓展社交、购物、娱乐、展览等领域的应用,促进生活消费品质升级。同月,“十四五”旅游业发展规划指出,加快推动大数据、云计算、物联网、区块链及5G、北斗系统、虚拟现实、增强现实等新技术在旅游领域的应用普及,以科技创新提升旅游业发展水平。2022 年,地方政府层面也纷纷推出与虚拟现实相关的产业政策。例如 2022 年 7 月份,山西省发布
17、推动工业文化发展实施方案(2021-2025),强调支持利用大数据、物联网、人工智能、虚拟现实等新一代信息技术,推动工业文化创新发展,催生文化创意新业态,拓展工业文化消费新空间;支持工业文化项目利用虚拟现实、全息成像、裸眼三维图形显示(裸眼 3D)、交互娱乐引擎开发、工业文化资源数字化处理、互动影视等技术,增强工业文化创意产品的文化承载力、展现力和传播力。一系列政策的效果很快体现在嗅觉灵敏的资本市场中。据白皮书披露,2022 年上半年,我国VR/AR 产业融资并购金额为 61.9 亿元,较上年同期上涨 67%;并购数量为 68 起,同比增长45%。而行动计划的颁布,更是让虚拟现实成为 2022
18、 年 11 月份的二级市场大热点。“当前,我国资本市场对虚拟现实的青睐离不开以下三点:国家发展战略支撑、国内行业快速发展、可执行可落地的成果已出现。在创新发展战略的大背景下,国家战略的引导,确实带动了资本的投入与关注。过去数年,虚拟现实技术已经从实验室研发及单一技术取得突破,走向了应用和产业的融合。这些成就也会吸引资本前来。从已经落地的成果看,未来,虚拟现实技术会为人类生活带来很大改变,尽管一些应用场景还不是很成熟,但已有的试点已经充分展示了虚拟现实技术的优越性。上述现实因素都促进了资本市场对 VR 技术和产业的重视与市场拓展。”接受经济杂志、经济网记者采访时,中国社会科学院财经战略研究院财政研究室主任何代欣这样分析。何代欣指出,资本对虚拟现实技术的投入还在发展过程中,因此个人或企业入局至少要把握如下原则:要充分了解行业发展和整体趋势,要对国家政策与支持重点进行分析、思考,要对虚拟现实行业发展与整个经济社会需求之间的关联有阶段性的判断。何代欣强调:“国家支持虚拟现实产业核心技术创新以及产业服务体系建设加快融合的方向,十分明确。这里面重点关注的是增强创新能力、持续完善产业生态、追求融合应用成效三个方面。同时,我们也要注意处理好政府和市场的关系,需要政府做的,政府要积极推进;需要市场做的,行业和产业要勇敢地自主成长。”新领域 新赛道系列虚拟现实54