虚拟(增强)现实白皮书( 2017年)之发展背景!

发表时间:2018-11-26 10:45

抖阴国际版破解1虚拟现实概念内涵与形态划分不断演进


业界对虚拟现实的界定认知由终端设备向沉浸体验演变。随着技术和产业生态的持续发展,虚拟现实的概念不断演进。业界对虚拟现实的研讨不再拘泥于特定终端形态与实现方式,而是聚焦体验效果,强调关键技术、产业生态与应用领域的融合创新。本白皮书对虚拟(增强)现实(VirtualReality,VR/Augmented Reality,AR)目标的理解是:借助近眼显示、感知交互、渲染处理、网络传输和内容制作等新一代信息通信技术,构建跨越端管云的新业态,满足用户在身临其境等方面的体验需求,进而促进信息消费扩大升级与传统行业的融合创新。


沉浸体验的提升有赖于相关技术的突破和进步,是分阶段演进的过程,将 VR 业务的发展划分为如下阶段,不同发展阶段对应不同体验需求。


抖阴国际版破解虚拟现实终端由单一向多元、由分立向融合方向演变。按终端形态划分,手机式成为现阶段主要终端平台。2016 年全球手机式 VR 占比接近 90%,预计 2020 年主机式与一体式 VR 渗透率升至 50%左右(图1)。随着谷歌(I/O)、Facebook(F8)、苹果(WWDC)等 ICT 巨头2017 年全球开发者大会的召开,手机式 AR 渐成大众市场的主流,以Meta2 与 Hololens 为代表的主机式、一体式 AR 主导行业应用市场。


抖阴国际版破解此外,在自动驾驶与车联网发展浪潮的影响下,基于抬头显示的车载式 AR 成为了新兴领域,隐形眼镜这一前瞻性产品形态代表了业界对AR 设计的最终预期。按终端功能划分,从广义来看,虚拟现实包含增强现实,早期学界通常在 VR 研讨框架内下设 AR 主题,随着产业界在AR领域的持续发力,部分业者将AR从VR的概念框架中抽离出来。狭义来看,VR 与 AR 彼此独立,两者在关键器件、终端形态上相似性较大,而在关键技术和应用领域上有所差异(若不加额外说明,本文采用广义界定)。


抖阴国际版破解VR 通过隔绝式的音视频内容带来沉浸感体验,对显示画质要求较高,AR 强调虚拟信息与现实环境的“无缝”融合,对感知交互要求较高。此外,VR 侧重于游戏、视频、直播与社交等大众市场,AR 侧重于工业、军事等垂直应用。随着技术与产业的不断发展,预计未来 VR 与 AR 终端将由分立走向融合,两者“在山脚分手,在山顶汇合”。


2虚拟现实兴起源自门槛降低、资本聚焦与政策支持


硬件门槛显著降低。自 1962 年 VR 设备出现至今,随着智能手机的普及,硬件成本大幅降低,VR 设备售价从之前的数万降至数百美元,这一成本变化主要体现在光电子与微电子方面。光电子方面,虚拟现实显示器件经历了从 CRT 到 TFT-LCD/AMOLED 的产业变革,屏幕体积重量不断缩小,分辨率升至 FHD+水平,响应时间达到微秒级。微电子方面,低成本的 SOC 芯片与 VPU(视觉处理器)的普及成为虚拟现实在集成电路领域发展热点。


资本投向日趋聚焦。经过谷歌眼镜的预热,2014 年 Facebook 以20 亿美元收购 Oculus,释放重大产业信号,此后全球资本密集投向虚拟现实这一领域,各大 ICT 巨头积极提出有关发展战略,众多科技初创公司纷纷涌现。据 Digi-Capital 统计表明,2016 年全球投资虚拟现实初创公司的金额达到 23 亿美元(不含并购),同比增长 200%以上。


在地域分布上,中美成为虚拟现实产业的发展重点地区,总部设在中美两地的虚拟现实初创企业约获得全球投资总额的20%、60%。在投资领域上,据 IHS 统计,开发工具与游戏、视频类虚拟现实内容应用分别以 18%、16%、11%的份额,位列全球虚拟现实投资领域 TOP3,这一数据反映出阻碍虚拟现实普及因素的变化,即在初步降低虚拟现实硬件门槛后,业界对以游戏及视频为代表的各类内容应用以及专属开发工具日益重视。


各国政府将虚拟现实产业发展上升到国家高度。美国政府早在上世纪 90 年代即将虚拟现实作为《国家信息基础设施(NII)计划》的重点支持领域之一。美国国防部非常重视虚拟现实的研发与应用,在武器系统性能评价、装备操纵训练及大规模军演指挥方面,将之作为重点支持方向。2000 年美国能源部制定了《长期核技术研发规划》,其中明确提出应重点开发、应用和验证虚拟现实技术。


抖阴国际版破解2017 年多位美国国会议员宣布联合组建虚拟现实指导小组,旨在确保从国会层面对虚拟现实产业发展的支持与鼓励。此外,美国设立了有关虚拟现实的研究项目,如卫生与福利部、教育部分别开展了虚拟现实在心理疾病、中小学教育的试点示范。


欧盟早在上世纪 80 年代开始对虚拟现实提供资助,在 2014 年公布的《地平线 2020》计划中,涉及虚拟现实的资助金额达到数千万欧元。日本政府在 2007 年、2014 年先后发布了到 2025 年技术发展规划的《创新 25 战略》,以及旨在将日本打造为全球创新中心的《科学技术创新综合战略 2014—为了创造未来的创新之桥》,上述政策文件均将虚拟现实视为技术创新重点方向。


抖阴国际版破解韩国政府于 2016 年设立了约 2 亿 4000 万人民币的专项基金,将虚拟现实作为自动驾驶、人工智能等本国未来九大新兴科技重点发展领域之一。此外,韩国未来创造科学部计划在 2016-2020 年期间通过投资约 24 亿人民币,培育本国虚拟现实产业,重点在于确保原创技术研发和产业生态完善方面,力争使韩国与美国在虚拟现实方面的差距从目前的两年降至半年。


抖阴国际版破解总体而言,美国虚拟现实发展以企业为主体、政府搭平台,政府重视虚拟现实在各领域的应用示范。欧盟与韩日重视顶层设计和新技术的研发,在关键领域通过设立专项资金引导产业发展。在我国,各级政府积极推动虚拟现实发展,虚拟现实已被列入“十三五”信息化规划、中国制造 2025、互联网+等多项国家重大文件中,工信部、发改委、科技部、文化部、商务部出台相关政策。此外,各省市地方政府积极建设产业园区及实验室,推动本地虚拟现实产业发展,至 2016 年底,我国近二十个省市地区开始布局虚拟现实产业。


3虚拟现实成为移动互联网向人工智能时代演进的发展重点


新一代信息通信产业发展重心由移动先行(Mobile First)向人工智能先行(AI First)迁移,这一转变已经成为诸多科技巨头的共识,如 Google、Facebook 在近两年的全球开发者大会上提出人工智能将作为企业未来发展的战略重心。


虚拟现实与移动互联网的联系主要体现在终端形态与应用软件方面。在形态方面,虚拟现实具有跨终端形态的特点,手机式、主机式、一体机等多种产品形态将长期并存,虚拟现实呈现“形散神聚”的特点,即终端设备不局限于某一特定产品形态;其次,手机成为现阶段虚拟现实发力的主要方式,据 IHS 统计,2016 年全球手机式 VR存量市场份额超过 80%,预计到 2020 年手机式将保持主导地位。


目前,科技巨头将手机作为虚拟现实的首要平台载体,如 Facebook 在2017 年开发者大会上表示手机将是首要的 AR 体验平台,谷歌的Daydream 和 Tango 项目都围绕手机开展生态建设,苹果表示将通过手机构建全球最大的 AR 平台,虚拟现实将成为手机的延续而非替代;在应用软件方面,手机APP已经开始呈现VR/AR化,根据尼尔森统计,2016 年美国下载 TOP10 APP 中,绝大多数具备虚拟现实功能。


此外,虚拟现实应用对手机续航、云端负载等带来挑战,如著名 AR 游戏Pokemon Go 上线后由于用户激增,云服务器访问负载高达此前最坏预期的十倍之多。


虚拟现实与人工智能的联系主要体现在渲染处理、感知交互与通用 AI 方面。人工智能对虚拟现实关键技术的推动集中在感知交互与渲染处理领域。在感知交互方面,基于 AI 的场景分割识别及定位重建已成为科技巨头的重点布局领域,例如 Google Lens 利用 AI 能够让机器学会“看图说话”,Tango 与地图部门通过环境 3D 建模实现室内 SLAM 功能等;在渲染处理方面,画面渲染对计算资源的开销很大,在画质噪点和处理时间上存在不足,基于深度学习的渲染技术能够大幅度提高画质、降低渲染时间;虚拟现实对人工智能发展的推动集中在通用型 AI 方面。


人工智能发展呈现从专用型应用向通用型应用的总体趋势,而这一演进过程有赖于海量训练数据的积累。然而,在现实中搜集如此规模且具备一定数据结构的数据十分困难,一些著名初创公司如 Improbable、OpenAI 等致力于构建虚拟世界以代替现实世界来进行训练数据的采集,通过建立十分复杂、规模庞大的多人虚拟世界开展各类模拟实验,例如流行疾病的防控、房地产等重大政策的影响等,从而能够获取大量的训练数据。


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