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虚拟现实的未来不“虚拟”,基于现状的5大前景预测
虚拟现实的未来不“虚拟”,基于现状的5大前景预测
发布时间:2016-12-14
  “虚拟现实”主要指利用先进的显示技术、计算机技术、传感技术、人工智能技术等多种技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界,让用户可以从自己的视点出发,利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客体进行浏览和交互考察。虚拟现实包括现实设备、交互设备、3D内容、软件平台、高性能计算等五大核心系统。虚拟现实技术革命性的改变了人类对真实世界的感知,从技术上改变了传统的视觉、听觉与触觉体验,使用户置身其中,实现自然环境下基于各种感知的高级人机交互,呈现出一个全新的虚拟世界。可以预见,未来几乎所有领域的应用,其体验都可能因为采用虚拟现实技术而升级为身临其境式的交互方式,如战略应用、专业应用、文化娱乐、游戏等。
  
  一、国内外发展现状
  
  VR技术最早发源于美国,经过半个多世纪的发展,随着计算机软、硬件技术的快速进步,VR技术已经完成了实验室原型验证和系统化实现,达到了目前的快速发展和完善阶段。其应用领域也从国家战略相关领域(比如军事)走入了大众生活(比如动漫、游戏)。
  
  如今,美国、法国、德国、日本等国家虚拟现实技术与产业发展比较成熟。从技术来看,发达国家主要注重于专业领域特性的虚拟现实仿真、分析系统的开发,例如波音、空客等公司的飞行模拟器,美国的虚拟医疗,德国工业机械虚拟设计软件等。从产业发展来看,主要有桌面虚拟现实产品、增强虚拟现实产品、沉浸式虚拟现实产品和分布式虚拟现实产品等四大类,主要企业有Oculus、Sony、安卓、YouTube、Netflix、Facebook、Google、Samsung、HTC等。
  
  核心技术方面,软件巨头微软公司在虚拟现实算法方面成果丰硕,2015年研发的HobLen增强现实技术震惊业内,Google正在研发支持虚拟现实设备的安卓操作系统,可能成为将来开发虚拟现实设备的公司必须采用的核心基础软件。
  
  行业应用方面,虚拟现实技术已经在国家战略行业(国防军事、航空航天、装备制造)和大众生活领域(医疗卫生、教育培训、商务消费、文化娱乐)取得了很多成功的应用。随着VR交互设备,移动终端、大数据、网络应用的高速发展,虚拟现实将涵盖几乎所有领域的应用。
  
  在国内,北京、上海、深圳虚拟现实技术与产业发展基础较好。从技术来看,北航的虚拟现实技术与系统国家重点实验室、中科院计算所的虚拟现实技术实验室等国家级虚拟现实研究单位,在虚拟现实建模理论、人机交互、虚拟人合成等技术方面具有丰富的研究积累;上海交通大学、上海电气、上海汽车等高校和企业在虚拟医疗、虚拟制造等方面具有较强的研究积累;上海大学、复旦大学等高校在高精度三维虚拟人物技术研究方面也取得重要进展,促进了本地乃至全国文化产业的发展;深圳在虚拟现实硬件研发方面处于国内领先地位,从立体投影到裸眼立体显示器,从数据手套到三维扫描等,在游戏、影视等娱乐生活方面广泛应用。此外,近年来国内资本市场纷纷看好虚拟现实,大量的社会资本向该领域集聚。
  
  与发达国家比较,国内虚拟现实硬件处于简单仿制阶段,工艺和集成也有不小的差距,复杂或者专业性较强的产品还无法自行开发,主要是因为没有完善的行业理论和实践数据作为支撑;国内虚拟现实软件方面只能实现场景漫游和简单交互,属于低端产品。
  
  二、产业前景预测
  
  一是跨界融合相关技术领域的创新发展。长远来看,虚拟现实技术主要沿着更大空间的多样化逼真感觉、更短时间的内容与环境交互两个维度发展。比如,逼真的立体视感和沉浸体验需要宽视野、高分辨率的显示技术和设备;虚拟大型地理数据进行三维浏览和交互处理时需要高容量的存储、通讯及大数据技术。未来的虚拟现实还将深度融合传感技术、机电控制、人工智能、量子通讯等技术,高仿真、大尺度、智能化、交互瞬间化代表着国际虚拟现实的未来发展趋势。
  
  二是虚拟现实智能硬件设备技术将继续受到追捧。短期来看,虚拟现实目前热点关注的典型就是头戴式体验,比较有代表性的是Oculus Rift、微软2015年推出的Hololens全息眼镜,GoogleGlass谷歌眼镜等。但是,国际上的“大腕公司”并不满足于此,正在开足马力寻求真正商业价值的突破,在科学视算,教育和娱乐方面寻求根本性变革,以增强用户的体验;在计算能力、移动性、续航能力和便携性方面运用世界最新科研成果加以改进,融合带动移动互联网技术,增加对领先用户之外的巨大服务群体的粘性。虚拟现实设备可能将是智能手机之后规模最大的智能硬件设备。
  
  三是改变生产和培训方式,支撑智慧城市建设。除了游戏娱乐体验之外,虚拟现实在智能制造、高端仿真及培训方面的应用将是国内更为重要的应用方向。针对工业辅助设计的虚拟装配、产品三维化设计等越来越多地在国内的工厂、车间应用,采用虚拟现实技术建设的各种交通工具、飞行器的模拟培训系统将陆续进入铁路、航空培训公司的课堂。基于三维GIS的数字城市、数字国土将成为国家信息化工程的非常重要的组成部分,城市大尺度虚拟规划、虚拟开发将是虚拟现实技术应用的重要方向。
  
  四是特殊环境、行业、领域应用,保障安全和节省成本。在医疗方面,从辅助外科手术、手术导航到虚拟模拟手术、身体康复都可以通过虚拟现实技术加以实现,病人痛苦更小、花费和风险更低;在军事方面,军事仿真模拟和虚拟现实训练正以其技术上的优势帮助缩减训练费用而得到各个国家的青睐,已经成为发达国家国防工业的重要环节。
  
  五是虚拟现实将重塑人们的行为方式,丰富社会生活。如购买新房、与医生互动,或者观看演唱会、体育比赛。从交互方式由单向信息传播向双向互动沟通的演进趋势来看,虚拟现实设备有望成为广播(听觉)、电视(视觉、听觉)、电脑(交互、视觉、听觉)和智能手机(便携、交互、视觉、听觉)之后,为用户提供从信息到“环境”的交互内容(感知、便携、交互、视觉、听觉),成为人机交互的新入口。
  
  据权威预测,至2020年,全球虚拟现实的市场规模将达1500亿美元;到2025年虚拟现实软件将达350亿美元,硬件将达450亿美元。
  
  联系方式:上海市科学学研究所 科技发展研究中心 wuyy@siss.sh.cn;课题联系人孟海华 mhh@siss.sh.cn
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