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VR即将爆发 “VR+”将颠覆许多行业

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 虚拟现实(Virtual Reality,VR)的目标是以计算机技术为核心,结合相关科学技术,生成与一定范围真实环境在视、听、触觉等方面高度近似的数字化环境,使得用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响,可以产生亲临相应真实环境的感受和体验。

模拟现实世界是人类自古以来的梦想。从草船借剑、木棍拼刺等实物仿真到飞行模拟器“蓝盒子”等机电类仿真,再到基于模拟计算机的摩托车仿真器等,人类模拟现实世界的手段不断进步、能力不断提高,VR就是随着计算机技术,特别是高性能计算、计算机图形学和人机交互技术的发展,人类在模拟真实世界方向上达到的最新境界。

通过VR关键技术的突破以及“VR+”的带动,会产生大量行业/领域VR应用系统,这将推动许多行业实现升级换代式的发展,包括航空航天、国防军事、装备制造、智慧城市、公共安全等战略性行业,以及医疗健康、教育培训、商务消费、文化娱乐、社交等大众生活领域。同时,也会带来网络与移动终端应用的全新发展。

VR是新的信息技术支撑平台

VR是一项可能的颠覆性技术:它使目前以2D为主的显示拓展到3D显示;可以突破屏幕物理尺寸的局限,实现全景显示和体验;可以抛开键盘、鼠标,实现手眼协调的人机自然交互;可以突破时空界限,既可以模拟未来的事物,也可以虚拟过去的事物。

经过30多年的发展,VR在许多行业领域取得了可喜的应用成果,成为其发展的新的信息技术支撑平台。VR与其应用领域的关系,类似于数学和物理,“VR+”成为发展趋势。VR支撑行业发展的作用主要体现在规划决策、设计评价、训练体验三个方面。军事是VR应用最早、最多的领域。20世纪80年代初,美国就构造了一个VR系统,通过远程网络将美国、英国和德国的仿真器连接起来,进行异地的军事训练。目前,美国40%的军事训练都是在虚拟环境中进行的。此外,VR在航空航天、装备制造、城市规划、文化保护、医疗健康、教育培训等领域也取得令人瞩目的应用成果,其不可替代性日益显现。

近年来,随着VR软硬件技术的发展,特别是头戴式设备性能迅速提升、价格大幅降低,VR开始进入大众生活,形成大众消费的新领域。因此,许多IT巨头公司,如脸谱、谷歌、微软、三星、HTC等陆续推出自己的VR和增强现实创新产品,或通过并购和投资VR创新公司积极布局VR业务,展开抢占VR产业制高点的激烈竞争,同时也带动了向VR产业投资的浪潮。许多媒体将2016年称为VR产业元年。

VR的特性将由3I变为4IE

VR具有3I特性,即沉浸性(immersion)、交互性(interaction)、构想性(imagination),是一个学科高度综合交叉的科学技术领域。构建VR系统,需要四个方面的技术:数据的采集与获取、分析与建模、绘制与表现、传感与交互,其中建模、表现与交互是核心。这四个方面的技术都涉及:硬件平台与装置、核心芯片与器件、软件平台与工具、软硬件标准与规范,以及VR+各行业领域的内容与应用系统。

VR大体上有如下几个发展趋势,首先VR将会与AI(人工智能)技术及其他相关领域技术结合,使其特征由3I成为4IE,即VR系统会具有智能(Intelligent)和自我演进演化(Evolution)特征;在VR建模技术方面会从目前以几何、物理建模为主,向几何、物理、生理、行为、智能建模发展;在交互技术与设备方面会出现一些颠覆性技术,如光场全息显示、实时同声翻译、触感温湿感交互和味觉等。

现有VR系统距离“VR+”的期望目标,尚存在若干重大技术瓶颈,例如:各类数据的获取,以及多源数据/模型无缝融合,新概念数据获取机制与设备,非刚体物理建模及自由交互与实时逼真响应,行为、智能与演化模型,模型的可建模性、复杂性与可信性,真三维显示与自然化人机交互机制与交互设备,应用效果的评价等。

VR技术的发展可以给许多行业带来升级换代式发展,如航空航天、国防军事、装备制造、智慧城市、医疗健康、公共安全、文化教育等;会对许多产业产生颠覆性影响,如影视、游戏、旅游、商务、社交网络等,同时有望形成新型的VR产业生长点,如VR人机交互设备产业,行业应用模拟器、虚拟环境产业,VR平台软件与嵌入式系统产业,领域和行业模型数据产业,网络、移动终端VR产业和VR服务产业等。可以说,VR产业进入了爆发式发展的前夜

“VR+”会产生大量行业VR应用系统

通过VR关键技术的突破以及“VR+”的带动,会产生大量行业/领域VR应用系统,这将推动许多行业实现升级换代式的发展,包括航空航天、国防军事、装备制造、智慧城市、公共安全等战略性行业,以及医疗健康、教育培训、商务消费、文化娱乐、社交等大众生活领域。同时,也会带来网络与移动终端应用的全新发展。

在VR关键技术研究和“VR+”应用系统研发过程中,我国可以在硬件设备、VR芯片与核心器件、开源平台软件与研发工具软件、VR标准等方面力争形成自己的核心竞争力,形成一批有知识产权的数据采集、头戴显示、裸眼3D、定位跟踪、体感自然交互等硬件设备,以及GPU、PPU、专用芯片、传感器等芯片与核心器件;有知识产权或我国主导的开源平台软件与研发工具软件,如图形引擎、物理引擎、建模、视频图像处理等;并在这一过程中在硬件设备、软件、数据、模型、接口等方面产生自己的标准。

对我国来说,VR的巨大发展潜力与空间,是一个非常好的契机,能让我们有机会在VR技术领域走在世界的前沿。上世纪九十年代初,我国一些大学和科研院所,如北京航空航天大学、浙江大学、北京理工大学、北京大学、清华大学、中科院等在国家863计划、国家自然科学基金等的资助下先后开启了对VR技术的研究。经过20多年的发展,我国已经形成了一些从事VR理论和技术研究的基地,拥有了一批从事VR研发的科技人才队伍,涌现出一批VR产业的上市公司,如歌尔声学、川大智胜、网龙、易尚展示、暴风科技等。

我国的VR科研水平逐步逼近美国等发达国家,并取得了一些典型应用成果。但是,目前我国各类VR方面的人才极其匮乏,成为我国发展VR最大的制约瓶颈。我们必须尽快采取措施,像当年解决软件和新媒体动漫人才那样解决VR人才短缺问题,为VR在我国的发展奠定坚实的人才基础。

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