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(lái)越輕便，視覺(jué)越來(lái)越清晰，我們看到了它們大量在娛樂(lè)及行業(yè)的應(yīng)用，這些沉浸式技術(shù)已滲透到生活的各個(gè)方面，帶來(lái)全新的體驗(yàn)，也將會(huì)顛覆現(xiàn)在很多生活場(chǎng)景。中國(guó)許多企業(yè)看到了這個(gè)風(fēng)口并堅(jiān)定持續(xù)對(duì)它進(jìn)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(qǐng)到中國(guó)工程院趙沁平院士，為我們剖析當(dāng)前中國(guó)VR/AR 市場(chǎng)，從表象探究本質(zhì)。

據(jù)L.E.K. 預(yù)測(cè)，至2025 年，VR/AR 的全球市場(chǎng)預(yù)計(jì)達(dá)到1,450 億美元。全球各領(lǐng)域行業(yè)巨頭紛紛通過(guò)研發(fā)投入和技術(shù)升級(jí)來(lái)?yè)屨籍a(chǎn)業(yè)生態(tài)制高點(diǎn)。

風(fēng)起5G：VR/AR發(fā)展未來(lái)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(tái)和應(yīng)用取得比較快速的發(fā)展。

從技術(shù)層面來(lái)看，會(huì)有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：
· 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(wù)需要包含VR數(shù)據(jù)/模型中心
· 計(jì)算向邊緣發(fā)展，特別是AR/VR+移動(dòng)終端

現(xiàn)在VR 對(duì)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(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面。深度逼真就是對(duì)象的其他物理特征，比如彈塑性、材料屬性等會(huì)有更逼真的體現(xiàn)，進(jìn)一步，生命體對(duì)象的生理生化特征會(huì)有逼真體現(xiàn)。

交互高度自然的趨勢(shì)：首先，總體趨勢(shì)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將對(duì)用戶完全透明，通過(guò)鍵盤鼠標(biāo)的人機(jī)交互會(huì)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(huì)逐步替代屏幕顯示。 四是觸/ 力覺(jué)交互，會(huì)逐步朝著觸覺(jué)識(shí)別、辨別，還有柔韌感和溫濕感方向發(fā)展。當(dāng)然還有其他個(gè)性化交互與新興自然交互的機(jī)制和設(shè)備。

VR/AR 和人工智能的融合也是一個(gè)趨勢(shì)。主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面，一是虛擬環(huán)境中虛擬對(duì)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(dòng)化。

VR/AR 行業(yè)應(yīng)用會(huì)有比較大的發(fā)展，VR + 是發(fā)展的必然趨勢(shì)，會(huì)對(duì)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(xué)研究和醫(yī)學(xué)教育方面，現(xiàn)在主要依靠動(dòng)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(gè)熱詞。實(shí)際上數(shù)字孿生就是把VR/AR 技術(shù)應(yīng)用于裝備制造的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)維，到售后服務(wù)全生命周期。

具有巨大發(fā)展前景的其他應(yīng)用還有（VR/AR+AI）+ 教育， 也即智慧教育，VR + 大數(shù)據(jù)+ 云計(jì)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(huì)應(yīng)用到 VR。當(dāng)然，大眾消費(fèi)也會(huì)有一定發(fā)展，但估計(jì)幅度不會(huì)太大，主要受限于體驗(yàn)設(shè)備的性能提高和內(nèi)容研發(fā)。娛樂(lè)、游戲等這些2C 應(yīng)用，大企業(yè)會(huì)更多關(guān)注。

四大技術(shù)領(lǐng)域：交互技術(shù)會(huì)是 VR/AR未來(lái)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)的重要方向

1999 年以來(lái)硬件、沉浸、交互和智能化技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)

對(duì)VR/AR 的四個(gè)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(jìn)行專利分析，其發(fā)展趨勢(shì)說(shuō)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(diǎn)的主力技術(shù)。

從2011 年開(kāi)始，交互技術(shù)得到較快發(fā)展，專利申請(qǐng)量翻倍，說(shuō)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(guó)外一些領(lǐng)頭的IT 企業(yè)，開(kāi)始關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)的典型特征，特別是交互特征的發(fā)展。

近年來(lái)，智能化技術(shù)開(kāi)始與VR 技術(shù)相融合，保持比較強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。

專利申請(qǐng)數(shù)量多不等于競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)

1999 年以來(lái)全球和中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

中國(guó)2000 年開(kāi)始有VR 專利，2008 年中國(guó)專利申請(qǐng)量開(kāi)始高速增長(zhǎng)，到2016 年，中國(guó)專利申請(qǐng)量占到全球近一半。

虛擬現(xiàn)實(shí)全球?qū)＠暾?qǐng)總量排名前20 的競(jìng)爭(zhēng)力分析圖

中國(guó)專利總量多，不等于競(jìng)爭(zhēng)力就強(qiáng)。在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力排名前20 位中，中國(guó)只有2 家：一個(gè)是北航，一個(gè)是歌爾，都在10 以后，其他都是國(guó)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(jìng)爭(zhēng)力。上述專利分析顯示，我國(guó)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(méi)有形成有競(jìng)爭(zhēng)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(qǐng)趨勢(shì)

2010 年美國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)始快速增長(zhǎng)，美國(guó)在這四方面的技術(shù)齊頭并進(jìn)，發(fā)展比較均衡，而中國(guó)在交互技術(shù)方面的研發(fā)相當(dāng)薄弱。未來(lái)交互技術(shù)會(huì)是 VR/AR 發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)的重要方向。

波浪洶涌：中國(guó)VR發(fā)展道阻且艱

從專利申請(qǐng)量、應(yīng)用、市場(chǎng)以及論文的分析來(lái)看，目前中國(guó)VR/AR 發(fā)展存在如下幾個(gè)問(wèn)題：

一是在VR 領(lǐng)域的創(chuàng)新主要在應(yīng)用層，在應(yīng)用方面，中國(guó)的優(yōu)勢(shì)是對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用和投資愿望強(qiáng)烈，應(yīng)用研發(fā)力量也比較強(qiáng)，大多數(shù)企業(yè)也是在應(yīng)用層發(fā)力，這是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)。但創(chuàng)新著力點(diǎn)只停留在應(yīng)用層，這就是大問(wèn)題。

二是中國(guó)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(yīng)用場(chǎng)景要遠(yuǎn)多于 VR 頭顯，VR 頭顯主要在娛樂(lè)和一些沉浸式體驗(yàn)上。AR 頭顯則在各行業(yè)都有廣闊應(yīng)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(guó)外的。建模、繪制等軟件工具、開(kāi)源平臺(tái)也全部是國(guó)外的。四是交互技術(shù)，包括眼動(dòng)（跟蹤）、觸/ 力覺(jué)、還有VR 頭顯等交互發(fā)展不足。

五是美國(guó)的IT 龍頭企業(yè)全部都部署了VR 基礎(chǔ)設(shè)備、核心器件和芯片研發(fā)，占據(jù)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)的IT 龍頭企業(yè)，剛開(kāi)始有所考慮和布局。

六是與 VR 相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織，包括頭顯的接口標(biāo)準(zhǔn)組織等都是國(guó)外牽頭，而且已經(jīng)做了較長(zhǎng)時(shí)間。

乘風(fēng)破浪：2+3+3規(guī)劃

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和虛擬現(xiàn)實(shí)/ 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，未來(lái)要做的事情可歸納為 “2、3、3”，“2”是比較長(zhǎng)遠(yuǎn)的兩個(gè)綜合性目標(biāo)。

其中一個(gè)是“虛擬人體”，虛擬人體可以說(shuō)是虛擬現(xiàn)實(shí)的終極研究目標(biāo)。虛擬人體是對(duì)真實(shí)人體的多尺度構(gòu)成單元進(jìn)行多模態(tài)、多元數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)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(dòng)物、尸體及志愿者，成為醫(yī)學(xué)藥學(xué)研究和教育的全新平臺(tái)。還可以取代病體進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃、預(yù)演和藥物試驗(yàn)。我們的愿景是：每個(gè)孩子出生以后都可構(gòu)建一個(gè)等同的虛擬孿生伴隨其同步成長(zhǎng)，作為其終生的健康檔案和醫(yī)療實(shí)驗(yàn)體。

第一個(gè)“3”是迫切需要發(fā)展的三個(gè)目標(biāo)：一是VR 內(nèi)容制作平臺(tái)，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(xué)習(xí)開(kāi)源平臺(tái)。第二個(gè)“3”，面向自然人機(jī)交互重點(diǎn)研究觸/ 力覺(jué)、視覺(jué)計(jì)算和VR 鼠標(biāo)。

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(diǎn)的幾個(gè)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(kāi)源平臺(tái)
· 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(biāo)準(zhǔn)組織

道路艱辛，浪高風(fēng)疾，但企業(yè)和學(xué)界一起攜手向前，就一定可以乘風(fēng)破浪，中國(guó)VR/AR 的發(fā)展，未來(lái)可期。