編者按：2020 年是VR，AR 重要的一年，隨著VR/AR 技術(shù)不斷成熟，頭盔越來越輕便，視覺越來越清晰，我們看到了它們大量在娛樂及行業(yè)的應用，這些沉浸式技術(shù)已滲透到生活的各個方面，帶來全新的體驗，也將會顛覆現(xiàn)在很多生活場景。中國許多企業(yè)看到了這個風口并堅定持續(xù)對它進行投入。而在這一片繁榮之下，我們也看到了隱憂。這次非常榮幸邀請到中國工程院趙沁平院士，為我們剖析當前中國VR/AR 市場，從表象探究本質(zhì)。
據(jù)L.E.K. 預測，至2025 年，VR/AR 的全球市場預計達到1,450 億美元。全球各領(lǐng)域行業(yè)巨頭紛紛通過研發(fā)投入和技術(shù)升級來搶占產(chǎn)業(yè)生態(tài)制高點。
風起5G：VR/AR發(fā)展未來可期
5G 的普及非常重要，它將解除制約VR 發(fā)展的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸，使得VR/AR 技術(shù)以及相關(guān)的平臺和應用取得比較快速的發(fā)展。
從技術(shù)層面來看，會有以下幾個發(fā)展趨勢：
· VR系統(tǒng)深度逼真
· VR/AR交互高度自然（包括近眼顯示）
· VR/AR與人工智能技術(shù)融合
· VR云服務需要包含VR數(shù)據(jù)/模型中心
· 計算向邊緣發(fā)展，特別是AR/VR+移動終端
現(xiàn)在VR 對象的逼真基本上體現(xiàn)在幾何外觀，物理特征的體現(xiàn)主要在剛、流體運動學和動力學方面。深度逼真就是對象的其他物理特征，比如彈塑性、材料屬性等會有更逼真的體現(xiàn)，進一步，生命體對象的生理生化特征會有逼真體現(xiàn)。
交互高度自然的趨勢：首先，總體趨勢是計算機系統(tǒng)將對用戶完全透明，通過鍵盤鼠標的人機交互會成為人與虛擬環(huán)境的自然交互。二是VR/AR 頭顯的輸入和交互，現(xiàn)在戴 VR 頭顯，摸手柄，很不自然。三是AR眼鏡會逐步替代屏幕顯示。 四是觸/ 力覺交互，會逐步朝著觸覺識別、辨別，還有柔韌感和溫濕感方向發(fā)展。當然還有其他個性化交互與新興自然交互的機制和設備。
VR/AR 和人工智能的融合也是一個趨勢。主要體現(xiàn)在幾個方面，一是虛擬環(huán)境中虛擬對象的智能化，比如VR 主播、VR 助教；二是 VR 交互的智能化； 三是VR 內(nèi)容研發(fā)與生產(chǎn)的智能化和自動化。
VR/AR 行業(yè)應用會有比較大的發(fā)展，VR + 是發(fā)展的必然趨勢，會對一些行業(yè)的某些方面產(chǎn)生顛覆性的影響。比如在醫(yī)學研究和醫(yī)學教育方面，現(xiàn)在主要依靠動物、尸體和志愿者，虛擬人體器官和虛擬人體的發(fā)展，可以逐步取代這些。再比如數(shù)字孿生，是現(xiàn)在裝備制造領(lǐng)域的一個熱詞。實際上數(shù)字孿生就是把VR/AR 技術(shù)應用于裝備制造的設計、研發(fā)、生產(chǎn)、運維，到售后服務全生命周期。
具有巨大發(fā)展前景的其他應用還有（VR/AR+AI）+ 教育， 也即智慧教育，VR + 大數(shù)據(jù)+ 云計算+ AI的智慧城市， VR + 建筑、VR + 電商、VR + 文旅等等，幾乎各行業(yè)都會應用到 VR。當然，大眾消費也會有一定發(fā)展，但估計幅度不會太大，主要受限于體驗設備的性能提高和內(nèi)容研發(fā)。娛樂、游戲等這些2C 應用，大企業(yè)會更多關(guān)注。
四大技術(shù)領(lǐng)域：交互技術(shù)會是 VR/AR未來發(fā)展競爭的重要方向
1999 年以來硬件、沉浸、交互和智能化技術(shù)全球?qū)＠暾堏厔?/p>
對VR/AR 的四個技術(shù)領(lǐng)域：關(guān)鍵硬件，沉浸技術(shù)、交互技術(shù)和智能化技術(shù)進行專利分析，其發(fā)展趨勢說明：關(guān)鍵硬件和沉浸技術(shù)的數(shù)量始終大于交互和智能化技術(shù)，是支撐VR 在2010 年，特別是2013 年形成向上拐點的主力技術(shù)。
從2011 年開始，交互技術(shù)得到較快發(fā)展，專利申請量翻倍，說明在硬件和沉浸技術(shù)發(fā)展到一定程度之后，創(chuàng)新主體，特別是國外一些領(lǐng)頭的IT 企業(yè)，開始關(guān)注虛擬現(xiàn)實的典型特征，特別是交互特征的發(fā)展。
近年來，智能化技術(shù)開始與VR 技術(shù)相融合，保持比較強勁的發(fā)展勢頭。
專利申請數(shù)量多不等于競爭力強
1999 年以來全球和中國專利申請趨勢
中國2000 年開始有VR 專利，2008 年中國專利申請量開始高速增長，到2016 年，中國專利申請量占到全球近一半。
虛擬現(xiàn)實全球?qū)＠暾埧偭颗琶?0 的競爭力分析圖
中國專利總量多，不等于競爭力就強。在國際競爭力排名前20 位中，中國只有2 家：一個是北航，一個是歌爾，都在10 以后，其他都是國外著名的龍頭企業(yè)。專利在高校作用不大，只有轉(zhuǎn)移到企業(yè)才能形成競爭力。上述專利分析顯示，我國目前的VR 專利有很大一部分在高校，在企業(yè)的也分布比較散，還沒有形成有競爭力的龍頭企業(yè)。
中美VR 關(guān)鍵硬件、沉浸、交互和智能化技術(shù)的專利申請趨勢
2010 年美國的虛擬現(xiàn)實開始快速增長，美國在這四方面的技術(shù)齊頭并進，發(fā)展比較均衡，而中國在交互技術(shù)方面的研發(fā)相當薄弱。未來交互技術(shù)會是 VR/AR 發(fā)展競爭的重要方向。
波浪洶涌：中國VR發(fā)展道阻且艱
從專利申請量、應用、市場以及論文的分析來看，目前中國VR/AR 發(fā)展存在如下幾個問題：
一是在VR 領(lǐng)域的創(chuàng)新主要在應用層，在應用方面，中國的優(yōu)勢是對新技術(shù)的應用和投資愿望強烈，應用研發(fā)力量也比較強，大多數(shù)企業(yè)也是在應用層發(fā)力，這是中國的優(yōu)勢。但創(chuàng)新著力點只停留在應用層，這就是大問題。
二是中國VR 頭顯的研發(fā)有差距，而AR 頭顯研發(fā)的差距在拉大。AR 頭顯的應用場景要遠多于 VR 頭顯，VR 頭顯主要在娛樂和一些沉浸式體驗上。AR 頭顯則在各行業(yè)都有廣闊應用前景，甚至可能取代傳統(tǒng)的屏幕顯示。
三是市面上的核心芯片，包括GPU 等，基本都是國外的。建模、繪制等軟件工具、開源平臺也全部是國外的。四是交互技術(shù)，包括眼動（跟蹤）、觸/ 力覺、還有VR 頭顯等交互發(fā)展不足。
五是美國的IT 龍頭企業(yè)全部都部署了VR 基礎設備、核心器件和芯片研發(fā)，占據(jù)優(yōu)勢。我國的IT 龍頭企業(yè)，剛開始有所考慮和布局。
六是與 VR 相關(guān)的國際標準組織，包括頭顯的接口標準組織等都是國外牽頭，而且已經(jīng)做了較長時間。
乘風破浪：2+3+3規(guī)劃
虛擬現(xiàn)實技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室和虛擬現(xiàn)實/ 增強現(xiàn)實國家工程實驗室，未來要做的事情可歸納為 “2、3、3”，“2”是比較長遠的兩個綜合性目標。
其中一個是“虛擬人體”，虛擬人體可以說是虛擬現(xiàn)實的終極研究目標。虛擬人體是對真實人體的多尺度構(gòu)成單元進行多模態(tài)、多元數(shù)據(jù)采集，并通過幾何物理、生理等建模所構(gòu)成的數(shù)字化人體。虛擬人體的作用是可以取代動物、尸體及志愿者，成為醫(yī)學藥學研究和教育的全新平臺。還可以取代病體進行手術(shù)規(guī)劃、預演和藥物試驗。我們的愿景是：每個孩子出生以后都可構(gòu)建一個等同的虛擬孿生伴隨其同步成長，作為其終生的健康檔案和醫(yī)療實驗體。
第一個“3”是迫切需要發(fā)展的三個目標：一是VR 內(nèi)容制作平臺，包括建模、繪制、物理引擎、環(huán)境配置等；二是云VR，支持制造、教育、醫(yī)療，展示等；三是面向VR 的深度學習開源平臺。第二個“3”，面向自然人機交互重點研究觸/ 力覺、視覺計算和VR 鼠標。
以上是我們正在做的，下面是我們希望華為做為IT 龍頭企業(yè)發(fā)揮作用，占領(lǐng)制高點的幾個方面：
· AR/VR頭顯、AR眼鏡
· GPU、 VR與AI芯片和核心器件
· 云VR和WebVR+邊緣VR，包括相關(guān)的數(shù)據(jù)/模型中心
· 建模與渲染等開源平臺
· 操作系統(tǒng)VR化，或VR操作系統(tǒng)
· 自然交互技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品
· VR領(lǐng)域的行業(yè)標準組織
道路艱辛，浪高風疾，但企業(yè)和學界一起攜手向前，就一定可以乘風破浪，中國VR/AR 的發(fā)展，未來可期。
