現(xiàn)在，“新基建”已成為拉動(dòng)投資、促進(jìn)消費(fèi)、穩(wěn)定就業(yè)和提升綜合實(shí)力的重要抓手，如何加載高質(zhì)量的業(yè)務(wù)生態(tài)成為釋放新基建發(fā)展動(dòng)能的關(guān)鍵。當(dāng)前，以虛擬現(xiàn)實(shí)VR（包含增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR）為代表的未來(lái)視頻，正在成為工業(yè)數(shù)字孿生、沉浸式教學(xué)等傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與長(zhǎng)短視頻領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展路徑。在今年新冠疫情的影響下，視頻社交、視頻會(huì)展等虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)新應(yīng)用市場(chǎng)逆勢(shì)增長(zhǎng)，表現(xiàn)出對(duì)新型基礎(chǔ)設(shè)施更加迫切的需求，并對(duì)通信基礎(chǔ)設(shè)施的帶寬、時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、對(duì)算力基礎(chǔ)設(shè)施的計(jì)算、存儲(chǔ)能力提出了不斷進(jìn)階支撐要求。

繼 2016 年虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)元年、2018年云 VR 產(chǎn)業(yè)元年、2019 年 5G 云 VR 產(chǎn)業(yè)元年過(guò)后，2020-2021 年將成為虛擬現(xiàn)實(shí)駛?cè)氘a(chǎn)業(yè)發(fā)展快車道的關(guān)鍵發(fā)力時(shí)窗。

1

關(guān)鍵技術(shù)：“五橫兩縱”

總體來(lái)說(shuō)，虛擬（增強(qiáng)）現(xiàn)實(shí)趨勢(shì)包含“五橫兩縱”的技術(shù)框架與發(fā)展路徑。其中，“五橫”是指近眼顯示、感知交互、網(wǎng)絡(luò)傳輸、渲染計(jì)算與內(nèi)容制作，“兩縱”是指 VR 與 AR，各技術(shù)點(diǎn)發(fā)展成熟度具體如下。近眼顯示方面，快速響應(yīng)液晶屏、折反式（Birdbath）已規(guī)模量產(chǎn)，Micro-LED 與衍射光波導(dǎo)成為重點(diǎn)探索方向。渲染計(jì)算方面，云渲染、人工智能與注視點(diǎn)技術(shù)等進(jìn)一步優(yōu)化渲染質(zhì)量與效率間的平衡。內(nèi)容制作方面，WebXR、OS、OpenXR 等支撐工具穩(wěn)健發(fā)展，六自由度視頻攝制技術(shù)、虛擬化身技術(shù)等前瞻方向進(jìn)一步提升虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的社交性、沉浸感與個(gè)性化。感知交互方面，內(nèi)向外追蹤技術(shù)已全面成熟，手勢(shì)追蹤、眼動(dòng)追蹤、沉浸聲場(chǎng)等技術(shù)使能自然化、情景化與智能化的技術(shù)發(fā)展方向。網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，5G+F5G 構(gòu)筑虛擬現(xiàn)實(shí)雙千兆網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支撐，傳輸網(wǎng)絡(luò)不斷地探索傳輸推流、編解碼、最低時(shí)延路徑、高帶寬低時(shí)延、虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)AI 識(shí)別等新興技術(shù)路徑。

1、近眼顯示：Micro-LED 與衍射光波導(dǎo)成為當(dāng)前探索熱點(diǎn)

近眼顯示受限于核心光學(xué)器件與新型顯示的發(fā)展，整體發(fā)展相對(duì)遲緩。2020 年隨著市場(chǎng)需求日漸清晰，業(yè)界對(duì)近眼顯示領(lǐng)域表現(xiàn)出更高的期待。在顯示領(lǐng)域，快速響應(yīng)液晶與硅基 OLED（OLEDoS）作為主流的顯示技術(shù)，處于實(shí)質(zhì)規(guī)模量產(chǎn)階段，微型發(fā)光二極管（Micro-LED）有望迅速發(fā)展。

快速響應(yīng)液晶被廣泛用于 2020 年發(fā)布的新一代代表性 VR 終端，如 Facebook Quest 2 即采用一塊改良后的 Fast-LCD 替換了上代產(chǎn)品中的兩塊 AMOLED。當(dāng)前快速響應(yīng)液晶屏成為多數(shù) VR終端的常用選擇，主要表現(xiàn)為以超高清（如 5.5 英寸 3840*2160 分辨率）、輕薄（2.1 寸 1600*1600）、成本（5.5 寸 2160*1440）為設(shè)計(jì)導(dǎo)向的三類技術(shù)規(guī)格；硅基液晶（LCoS）作為 AR 終端常用的顯示技術(shù)得到了一定發(fā)展與認(rèn)可，但其較高功耗與較低對(duì)比度的不足限制了該技術(shù)的發(fā)展地位；OLEDoS 可顯著改善 LCOS 在對(duì)比度、功耗與響應(yīng)時(shí)間等方面的性能表現(xiàn)，成為新近發(fā)布 AR 終端的主流技術(shù)選擇，2019 年底京東方在昆明量產(chǎn)；LBS 激光掃描顯示已用于微軟等部分行業(yè)巨頭的相關(guān)產(chǎn)品，亮度、功耗與體積等方面的優(yōu)勢(shì)使得該技術(shù)獲得業(yè)界關(guān)注，但須搭配較為復(fù)雜的光學(xué)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)功能，短期內(nèi)市場(chǎng)預(yù)期有限；Micro-LED 成為繼 LCD 和 OLED 后業(yè)界期待的下一代顯示技術(shù)，廣闊市場(chǎng)前景致使諸多行業(yè)巨頭加速戰(zhàn)略布局，蘋(píng)果（LuxVue）、臉書(shū) （InfiniLED）、谷歌（Glo、Mojo Vision）、英特爾（Aledia）等紛紛投資或收購(gòu)該領(lǐng)域初創(chuàng)公司，業(yè)界正在規(guī)劃的規(guī)格以 1.3 寸4K*4K 為主。

雖然 Micro-LED 具備低功耗、高亮度、高對(duì)比、反應(yīng)速度快、厚度薄與高可靠等虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用方面的性能優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)階段由于 LED 外延成本較高，巨量轉(zhuǎn)移的速度和良率尚未達(dá)到可量產(chǎn)的水平，當(dāng)前 Micro-LED 顯示技術(shù)正處在量產(chǎn)突破的前夕，梳理晶元光電股份有限公司、友達(dá)光電股份有限公司、镎創(chuàng)顯示科技股份有限公司、三星等重點(diǎn)企業(yè)的發(fā)展進(jìn)度可知，預(yù)計(jì)其規(guī)模量產(chǎn)時(shí)間在 2022 年左右；在光學(xué)領(lǐng)域，作為下一代人機(jī)交互平臺(tái)，虛擬現(xiàn)實(shí)呼喚以人為中心的光學(xué)架構(gòu)，視覺(jué)質(zhì)量、眼動(dòng)框范圍、體積重量、視場(chǎng)角、光學(xué)效率與量產(chǎn)成本間的權(quán)衡取舍、優(yōu)化組合成為驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的主要?jiǎng)右颉?/p>

超薄 VR（Pancake）利用半透半反偏振膜的雙透鏡系統(tǒng)折疊光學(xué)路徑，將頭顯重量降至 200g 以內(nèi)，體積縮減至傳統(tǒng)終端的三分之一，緩解了 VR 頭顯尺寸重量與便攜性的痛點(diǎn)，且可保證較好的顯示效果及更大的視場(chǎng)角；折反式（Birdbath）得益于設(shè)計(jì)難度與量產(chǎn)成本的優(yōu)勢(shì)，觸發(fā)了消費(fèi)級(jí) AR 終端的規(guī)模上量，基于這一傳統(tǒng)技術(shù)路徑的光學(xué)模組體積較大厚度減薄困難，眼動(dòng)框范圍受限，其光學(xué)系統(tǒng)須搭配算法緩解畸變，且光效難以高于 15%，效果和成本較大程度受限于微顯示器的發(fā)展，高亮的 OLEDoS 成為最優(yōu)搭配，目前我國(guó)已有廠商采用該技術(shù)大量出貨；自由曲面在早期得到業(yè)界認(rèn)可，其顯示效果、光效表現(xiàn)較好，但量產(chǎn)加工難以保持較高精度，局部精度下降可導(dǎo)致圖像局部扭曲和分辨率降低，存在產(chǎn)品一致性難題。

此外，通過(guò)厚棱鏡觀察真實(shí)世界會(huì)出現(xiàn)一定程度扭曲和水波紋樣畸變，這些因素影響了自由曲面的發(fā)展?jié)摿Γ还獠▽?dǎo)在 AR 領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展前景明確，可進(jìn)一步分為陣列和衍射光波導(dǎo)兩大技術(shù)路線。相比其他光學(xué)架構(gòu)，光波導(dǎo)外觀形態(tài)趨近日常眼鏡，且通過(guò)增大眼動(dòng)框范圍更易適配不同臉型用戶，有助于推動(dòng)消費(fèi)級(jí) AR 產(chǎn)品顯著升級(jí)。其中，陣列光波導(dǎo)采用傳統(tǒng)光學(xué)冷加工技術(shù)，連續(xù)多層半透半反鏡面陣列鍍膜、貼合、切割等復(fù)雜多步工藝對(duì)產(chǎn)品良率提升提出較大挑戰(zhàn)，量產(chǎn)成本難以降低。

此外，基于陣列光波導(dǎo)的二維擴(kuò)瞳方案對(duì)加工工藝的挑戰(zhàn)極大，短期難以商用；衍射光波導(dǎo)依循光學(xué)元件從毫米級(jí)到微納級(jí)、從立體轉(zhuǎn)向平面的技術(shù)趨勢(shì)，采用平面的衍射光柵取代傳統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)。衍射光波導(dǎo)利用經(jīng)過(guò)兩次兩個(gè)方向的擴(kuò)瞳光柵或二維光柵以實(shí)現(xiàn)二維擴(kuò)瞳，從而給以人為中心的光學(xué)設(shè)計(jì)與用戶體驗(yàn)優(yōu)化留有更大的容差空間。衍射光波導(dǎo)理論上具有較高的可加工性，成本可控，批量生產(chǎn)難度顯著低于陣列光波導(dǎo)，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外標(biāo)桿企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新的活力區(qū)。

此外，為了改善色散問(wèn)題，針對(duì) FOV 和動(dòng)眼框內(nèi)的“彩虹效應(yīng)”，如何用一層光柵作用于 RGB 三色且實(shí)現(xiàn)最大的 FOV 成為重要的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前，衍射光波導(dǎo)根據(jù)光耦合器的差異可分為利用納米壓印技術(shù)制造的表面浮雕光柵波導(dǎo)（Surface Relief Grating，SRG）及基于全息干涉技術(shù)制造的全息體光柵波導(dǎo)（Volumetric Holographic Grating，VHG）等。

其中，微軟、Magic Leap 等多家 AR 明星企業(yè)的規(guī)模量產(chǎn)證明了 SRG這一技術(shù)路線在經(jīng)濟(jì)成本上的可行性，當(dāng)前國(guó)內(nèi)有條件建設(shè)該產(chǎn)線的廠商相對(duì)有限。全息體光柵由于受到可利用材料的限制，致使其在視場(chǎng)角、光效率、清晰度等方面尚未達(dá)到表面浮雕光柵的水平，但因其在量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性等方面的發(fā)展?jié)摿Γ瑯I(yè)界對(duì)此方向的探索未曾停歇；可變焦顯示成為當(dāng)前解決輻輳調(diào)節(jié)沖突（Vergence Accommodation Conflict， VAC）的重要技術(shù)，繼 2018 年臉書(shū)發(fā)布基于可變焦顯示的第一代原型機(jī) Half Dome 后，于 2020 年開(kāi)始了第三代原型機(jī)實(shí)驗(yàn)室外場(chǎng)景環(huán)境下的集成驗(yàn)證，Half Dome 3 通過(guò)電子變焦取代了此前的移動(dòng)式機(jī)械變焦，極大程度的優(yōu)化了頭顯體積重量與系統(tǒng)可靠性，有望開(kāi)啟可變焦顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的量產(chǎn)之路；全息顯示通過(guò)全息方式顯示多個(gè)焦面，可作為未來(lái)解決輻輳調(diào)節(jié)沖突的技術(shù)路徑。

目前，由于光相位調(diào)制器（SLM）價(jià)格昂貴、全息圖生成算法尚不完善、所須計(jì)算量大且難以實(shí)時(shí)完成等因素致使該技術(shù)短期內(nèi)難以推廣應(yīng)用。

▲虛擬現(xiàn)實(shí)近眼顯示部分代表性技術(shù)路線

2、渲染計(jì)算：云渲染、人工智能與注視點(diǎn)技術(shù)引領(lǐng)VR 渲染 2.0

虛擬現(xiàn)實(shí)渲染領(lǐng)域的主要技術(shù)挑戰(zhàn)在于面向傳統(tǒng)游戲的上述權(quán)衡范式難以直接套用于虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，表現(xiàn)為相比游戲畫(huà)面的主流渲染要求（如 FHD 分辨率所須每秒渲染六千萬(wàn)像素且不高于 150 毫秒的用戶交互時(shí)延），虛擬現(xiàn)實(shí)渲染負(fù)載與 MTP 時(shí)延須提升十倍量級(jí)才可達(dá)到初級(jí)沉浸的入門(mén)體驗(yàn)。此外，手機(jī)式/一體式 VR 與 AR 移動(dòng)平臺(tái)的渲染功耗預(yù)算尤為有限。當(dāng)前，針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)渲染所面臨的“小馬拉大車，既要馬兒吃得少，又要跑得快”的技術(shù)挑戰(zhàn)，業(yè)界先后發(fā)展出異步時(shí)間扭曲（ATW）、異步空間扭曲（ASW）、多視圖渲染（MultiView）、多分辨率渲染、畸變補(bǔ)償渲染等一系列優(yōu)化算法，旨在彌合傳統(tǒng)游戲與虛擬現(xiàn)實(shí)渲染間的技術(shù)斷點(diǎn)。另外，在跨越了沉浸體驗(yàn)的初始門(mén)檻后，渲染質(zhì)量與效率間的平衡優(yōu)化成為時(shí)下驅(qū)動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)渲染技術(shù)新一輪發(fā)展的核心動(dòng)因，即用戶需求的持續(xù)進(jìn)階放大了渲染畫(huà)質(zhì)、速度、成本、帶寬等多目標(biāo)規(guī)劃的求解難度。

在智能云控與以人為本的創(chuàng)新架構(gòu)下，云渲染、人工智能與注視點(diǎn)技術(shù)觸發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)渲染計(jì)算 2.0 開(kāi)啟。云渲染聚焦云網(wǎng)邊端的協(xié)同渲染，時(shí)延不確定性成為關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)交互應(yīng)用所須的渲染能力導(dǎo)入云端，有助于降低終端配置成本，幫助用戶在移動(dòng)頭顯平臺(tái)獲得媲美高價(jià) PC 級(jí)的渲染質(zhì)量。在云化架構(gòu)的引領(lǐng)下，各類內(nèi)容應(yīng)用可更便捷地適配差異化的終端設(shè)備，也有助于實(shí)施更嚴(yán)格的內(nèi)容版權(quán)保護(hù)措施，遏制內(nèi)容盜版，緩解用戶體驗(yàn)痛點(diǎn)清單中的部分問(wèn)題。相比虛擬現(xiàn)實(shí)單機(jī)版的發(fā)展思路，部分企業(yè)對(duì)云渲染這一網(wǎng)聯(lián)式技術(shù)路徑存在發(fā)展定見(jiàn)。云游戲平臺(tái)廠商認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)狀況難以預(yù)測(cè)，因而向網(wǎng)絡(luò)中“傾瀉”數(shù)據(jù)，最終造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)，客戶端接收到無(wú)序數(shù)據(jù)，致使端側(cè)須為此付出額外的計(jì)算成本。事實(shí)上，本地渲染與云渲染并非處于相互獨(dú)立的發(fā)展軌道，亦非非此即彼的替代關(guān)系，相比單機(jī)版渲染依賴終端完成，云渲染并非完全依靠云側(cè)進(jìn)行，而是聚焦云網(wǎng)邊端協(xié)同分工，旨在實(shí)現(xiàn)“不要讓終端補(bǔ)缺云網(wǎng)協(xié)同落下的課”。

當(dāng)前，針對(duì)時(shí)延、帶寬、丟包、抖動(dòng)等技術(shù)挑戰(zhàn)，業(yè)界通過(guò)調(diào)節(jié) CPU 與 GPU 協(xié)同編碼、前向糾錯(cuò)率、緩沖區(qū)大小等方式實(shí)現(xiàn) QoS 保障。需要指出的是，比之時(shí)延因素本身，網(wǎng)絡(luò)、算力等導(dǎo)致的時(shí)延不確定性對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)云渲染用戶體驗(yàn)影響尤甚，不同于傳輸環(huán)節(jié)的丟幀，因時(shí)延不確定性產(chǎn)生的棄幀主要是由幀未能及時(shí)到達(dá)，致使在終端顯示環(huán)節(jié)丟棄（不顯示）某些幀，在虛擬現(xiàn)實(shí)用戶感受上表現(xiàn)為畫(huà)面卡頓、跳躍與拖尾，有測(cè)試表明，對(duì)于 1080P@144 幀的云渲染體驗(yàn)，7ms 網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)是大眾用戶的感知邊界。除流媒體 QoS 視角外，ATW/ASW 成為虛擬現(xiàn)實(shí)渲染標(biāo)配的“棄幀保險(xiǎn)”，由于 ATW 導(dǎo)致視覺(jué)黑邊，可通過(guò)擴(kuò)大渲染面積予以解決。此外，在虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)過(guò)程中用戶即便沒(méi)有位移，眼睛亦會(huì)發(fā)生位置改變，因而引入 ASW，前者適用于遠(yuǎn)景靜物，后者側(cè)重近景動(dòng)畫(huà)。

▲基于時(shí)延不確定性的云渲染情況示意

注視點(diǎn)技術(shù)入選業(yè)界標(biāo)配，基于眼球追蹤的注視點(diǎn)渲染與注視點(diǎn)光學(xué)成為熱點(diǎn)技術(shù)架構(gòu)。由于提供高分辨率與色彩視覺(jué)的視錐細(xì)胞集中分布在人眼最中心區(qū)域（Fovea），眼球中央向外的區(qū)域視覺(jué)感知加速模糊（30°內(nèi)每遠(yuǎn)離 2.5°視覺(jué)分辨率降低一半），業(yè)界據(jù)此提出注視點(diǎn)渲染技術(shù)，通過(guò)對(duì)視場(chǎng)角內(nèi)各部分畫(huà)面進(jìn)行差異化渲染，顯著節(jié)省算力開(kāi)銷，據(jù) VRPC 統(tǒng)計(jì)，注視點(diǎn)渲染已成為 2018 年虛擬現(xiàn)實(shí)渲染領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量最為富集的細(xì)分技術(shù)。2020 年10 月臉書(shū)發(fā)售第二代VR一體機(jī) Quest 2，新增動(dòng)態(tài)固定注視點(diǎn)功能（Dynamic Fixed FoveatedRendering， DFFR），系統(tǒng)可根據(jù) GPU 幀率高低自動(dòng)決定是否觸發(fā)固定注視點(diǎn)渲染，內(nèi)容開(kāi)發(fā)者無(wú)須延續(xù) Oculus Quest/Go 平臺(tái)上手動(dòng)配置 FFR 的經(jīng)歷，也無(wú)須為 Quest 2 DFFR 修改既有內(nèi)容應(yīng)用。

鑒于眼球運(yùn)動(dòng)致使注視點(diǎn)區(qū)域隨之改變，基于眼球追蹤的可變注視點(diǎn)渲染成為業(yè)界熱點(diǎn)，在日常掃視（Saccade）過(guò)程中，眼球運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)每秒900 度，因而精準(zhǔn)化的眼球追蹤成為了技術(shù)挑戰(zhàn)。此外，作為注視點(diǎn)技術(shù)路徑的新生分支，注視點(diǎn)光學(xué)通過(guò)組合低分辨率/大 FOV（60+°）與高分辨率/小 FOV（20°）兩個(gè)顯示系統(tǒng)，且以手機(jī)面板與微顯示器或兩個(gè)不同分辨率的微機(jī)電（MEMS）掃描顯示系統(tǒng)為常見(jiàn)搭配，旨在實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)分辨率不因渲染算力與顯示像素?cái)?shù)減少而降低。當(dāng)前，注視點(diǎn)渲染與注視點(diǎn)光學(xué)日益成為支撐上述目標(biāo)的焦點(diǎn)性技術(shù)架構(gòu)，業(yè)界對(duì)此積極布局，且兩者具備潛在的結(jié)合空間。通過(guò)梳理各類注視點(diǎn)技術(shù)與相關(guān)量產(chǎn)終端可知，基于眼球追蹤的可變注視點(diǎn)渲染與注視點(diǎn)光學(xué)已成為時(shí)下技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主攻方向，且后者對(duì)渲染算力及顯示像素?cái)?shù)要求較低。

人工智能將成為虛擬現(xiàn)實(shí)渲染質(zhì)量與效能的倍增器與調(diào)和劑。當(dāng)前，業(yè)界日益聚焦深度學(xué)習(xí)渲染這一熱點(diǎn)領(lǐng)域，以期針對(duì)多樣化的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，解鎖平衡質(zhì)量、速度、能耗、帶寬、成本等多維渲染指標(biāo)間的技術(shù)定式。在渲染質(zhì)量方面，比之基于傳統(tǒng)渲染軟硬件架構(gòu)的超采樣（SSAA）、多重采樣（MSAA）、快速近似（FXAA）、子像素增強(qiáng)（SMAA）、覆蓋采樣（CSAA）、時(shí)間性抗鋸齒（TXAA）等抗鋸齒技術(shù)，在 2018 年英偉達(dá)發(fā)布 GeForce RTX 20 系列顯卡中，推出了包含深度學(xué)習(xí)超采樣（DLSS）功能的驅(qū)動(dòng)程序，通過(guò)以較低分辨率渲染圖像再經(jīng) AI 算法填充像素的方式，顯著提升了畫(huà)面精細(xì)程度。

得益于獨(dú)立的 AI 計(jì)算單元，DLSS 運(yùn)算基于 Tensor Core 完成，無(wú)須占用顯卡 CUDA 通用運(yùn)算單元，釋放了傳統(tǒng)抗鋸齒技術(shù)對(duì)渲染計(jì)算資源的負(fù)載壓力。2020 年英偉達(dá)推出 DLSS 2.0，通過(guò)持續(xù)優(yōu)化深度學(xué)習(xí)算法，從而以較低渲染分辨率進(jìn)一步提升了體驗(yàn)分辨率與幀率的性能表現(xiàn)。在渲染效能方面，為在移動(dòng)終端平臺(tái)加載高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸體驗(yàn)，業(yè)界結(jié)合深度學(xué)習(xí)與人眼注視點(diǎn)特性，積極探索在不影響畫(huà)質(zhì)感知的情況下，如何進(jìn)一步優(yōu)化渲染效能的技術(shù)路徑。

臉書(shū)提出一種基于AI的注視點(diǎn)渲染系統(tǒng)DeepFovea，利用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）的新近研究進(jìn)展，通過(guò)饋送數(shù)百萬(wàn)個(gè)真實(shí)視頻片段模擬注視點(diǎn)外圍像素密度降低來(lái)訓(xùn)練 DeepFovea 網(wǎng)絡(luò)，GAN 的設(shè)計(jì)有助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)訓(xùn)練視頻的統(tǒng)計(jì)信息來(lái)補(bǔ)缺細(xì)節(jié)，進(jìn)而得到可基于稀疏輸入生成自然視頻片段的渲染系統(tǒng)。測(cè)試顯示該方案可將渲染計(jì)算負(fù)載降低約十倍，且能夠管理外圍視場(chǎng)的閃爍、鋸齒和其他視頻偽影。在圖像預(yù)處理方面，預(yù)先對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理有助于提升后續(xù)圖像分割、目標(biāo)識(shí)別、邊緣提取等任務(wù)的實(shí)際效果，與傳統(tǒng)降噪方法相比，深度學(xué)習(xí)降噪可獲得更優(yōu)的峰值信噪比（PSNR）與結(jié)構(gòu)相似性（SSIM），如英偉達(dá) OptiX 6.0 采用人工智能加速高性能降噪處理，從而減少高保真圖像渲染時(shí)間。在端云協(xié)同架構(gòu)方面，隨著電信運(yùn)營(yíng)商云化虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展推廣，針對(duì)多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，人工智能有望成為渲染配置自優(yōu)化的重要探索。

3、內(nèi)容制作：交互性體驗(yàn)和支撐工具快速發(fā)展

在弱交互領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)視頻的社交性、沉浸感與個(gè)性化特質(zhì)日益凸顯，強(qiáng)弱交互內(nèi)容界線趨于模糊。由于體育賽事、綜藝節(jié)目、新聞報(bào)道與教育培訓(xùn)等直播事件受眾群體明確，商業(yè)落地相對(duì)成熟，VR直播成為豐富虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的利器，可較大程度上緩解目前高品質(zhì)VR 內(nèi)容匱乏、“有車沒(méi)油”的問(wèn)題。對(duì)于手機(jī)式、一體單目/多目、陣列式、光場(chǎng)式等內(nèi)容采集設(shè)備的技術(shù)選型，VR 直播呈現(xiàn)兩極化趨勢(shì)，即滿足專業(yè)生產(chǎn)內(nèi)容（PGC）高質(zhì)量、多格式與用戶生成內(nèi)容（UGC）操作便捷、成本可控的發(fā)展要求。此外，作為 VR 直播相比傳統(tǒng)直播獨(dú)有的關(guān)鍵技術(shù)，圖像拼接可基于特征、光流等多種不同的處理域進(jìn)行拼接，其中，圖像配準(zhǔn)涉及特征空間、相似性度量、搜索空間和搜索策略的選擇，圖像融合須考慮拼接處過(guò)渡自然和整體畫(huà)面協(xié)調(diào)，因攝像機(jī)和光照強(qiáng)度的差異，圖像間亮度和色度不統(tǒng)一，縫合后的圖像會(huì)出現(xiàn)明暗交替或有明顯接縫的問(wèn)題，因而需要進(jìn)行亮度和色度的均衡處理。

當(dāng)前，VR 直播可分為表演區(qū)與觀眾區(qū)，在觀眾區(qū)引入以用戶為對(duì)象的虛擬化身，有助于進(jìn)一步增強(qiáng)視頻社交性。同時(shí)，通過(guò)Unity、Unreal 等開(kāi)發(fā)引擎進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)拍攝與制作，而后傳至頭顯終端，可避免基于用戶交互信息的本地渲染負(fù)載。未來(lái)，隨著 VR 直播的常態(tài)化，制作上云將成為簡(jiǎn)化虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容攝制流程的關(guān)鍵技術(shù)。在強(qiáng)交互領(lǐng)域，VR 社交成為游戲以外的戰(zhàn)略高地，虛擬化身正在拉開(kāi)虛擬現(xiàn)實(shí)社交大幕。

虛擬化身技術(shù)由來(lái)已久，在傳統(tǒng)游戲中用戶可見(jiàn)能夠控制的整體人物形象（第三人稱）或看到模擬手和身體等部分形象（第一人稱射擊游戲），受限于 2D 視頻、狹窄視野及有限追蹤感知能力，虛擬化身難以被視為用戶本人。相比之下，VR 用戶對(duì)虛擬化身的感知與控制構(gòu)成了不再脫鉤的交互閉環(huán)，即追蹤采集的用戶數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)投射于虛擬化身外觀及行為表現(xiàn)。得益于 3D 沉浸視頻、超大視角及進(jìn)階追蹤能力，位置、外貌、注意力、姿態(tài)、情緒等日益多元精細(xì)的身態(tài)語(yǔ)匯激活了虛擬化身潛藏的社交表現(xiàn)力。通過(guò)營(yíng)造多人共享的臨場(chǎng)感，VR 社交進(jìn)一步放大了虛擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)交互業(yè)務(wù)的互動(dòng)程度，并結(jié)合日常交流所須的適宜間距、注視轉(zhuǎn)頭、手勢(shì)表情等潛藏的通識(shí)準(zhǔn)則來(lái)優(yōu)化虛擬化身。

此外，一味追求照片畫(huà)質(zhì)級(jí)的虛擬化身存在“恐怖谷”效應(yīng)，過(guò)高擬真度的外貌表現(xiàn)大幅拉升了用戶對(duì)虛擬化身行為舉止擬人化的心理預(yù)期，從而降低了虛擬化身總體可信性。如何持續(xù)提高虛擬化身真實(shí)感，同時(shí)精準(zhǔn)調(diào)和外貌與行為擬真度間的配伍關(guān)系，成為 VR 社交虛擬化身的主要技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展方向。在技術(shù)實(shí)踐上，虛擬化身跨 VR 終端平臺(tái)的兼容性不斷提高，相關(guān)內(nèi)容制作 SDK 開(kāi)始向游戲引擎中集成迭代，體育賽事、綜藝活動(dòng)與會(huì)議展覽等 VR 直播業(yè)務(wù)解鎖了虛擬化身自定義的市場(chǎng)需求，用戶在Venue 等代表性虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容直播平臺(tái)中，可根據(jù)發(fā)型、服飾、妝容、配飾等配置組合，個(gè)性化定制億萬(wàn)種虛擬化身。

由于 VR 社交領(lǐng)域存在諸如多達(dá)數(shù)百人同時(shí)加載虛擬化身等性能挑戰(zhàn)，針對(duì)不同的場(chǎng)景功能，可通過(guò)降低 Drawcall 頻次、設(shè)置渲染優(yōu)先級(jí)、匹配差異化的頂點(diǎn)數(shù)目與紋理精度等技術(shù)實(shí)踐，梯度調(diào)整虛擬化身視覺(jué)質(zhì)量，優(yōu)化性能表現(xiàn)。在技術(shù)選型上，基于口、眼、表情、上肢擬真等的虛擬化身技術(shù)初步成熟，現(xiàn)已開(kāi)始用于 VR 社交應(yīng)用。在內(nèi)容相關(guān)的其他支撐性技術(shù)上，WebXR、OS、OpenXR 等重點(diǎn)領(lǐng)域穩(wěn)健發(fā)展。作為電腦、手機(jī)、平板等智能終端用戶交互窗口的延續(xù)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有 2/3 虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯用戶使用瀏覽器。WebXR 推動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容與各類終端平臺(tái)、操作系統(tǒng)間的解耦，提供了更加便捷的網(wǎng)頁(yè) VR/AR 應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境，將成為下一代 Web 沉浸體驗(yàn)的基石。2020 年 7 月 W3C 發(fā)布新版 WebXR 規(guī)范草案，與此前 WebVR 相比，WebXR 新增了對(duì) 6DoF 追蹤定位、交互外設(shè)與 AR 應(yīng)用的支持，A-Frame、React360、Three.js、Babylon.js 等網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)框架均已支持。

當(dāng)前，內(nèi)容不足成為虛擬現(xiàn)實(shí)用戶面臨的主要體驗(yàn)痛點(diǎn)，內(nèi)容生態(tài)發(fā)展成效被碎片化的軟硬件平臺(tái)分化稀釋，2019 年 7 月 Khronos 對(duì)此發(fā)布了 OpenXR 1.0，旨在實(shí)現(xiàn)內(nèi)容應(yīng)用無(wú)須修改移植即可跨頭顯平臺(tái)運(yùn)行。同時(shí)，OpenXR 強(qiáng)化了對(duì) WebXR 網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)框架的支撐，深化了對(duì)新一代 3D 圖形應(yīng)用程序接口 Vulkan 的協(xié)同，適配了手勢(shì)、眼動(dòng)追蹤等多元化交互方式，豐富了 5G 邊緣計(jì)算等應(yīng)用場(chǎng)景。在操作系統(tǒng)方面，實(shí)時(shí)性、多任務(wù)、感知交互與端云協(xié)同成為當(dāng)前發(fā)展焦點(diǎn)。手機(jī) OS 對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)用戶姿態(tài)變化難以做出實(shí)時(shí)性響應(yīng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在諸多緩存邏輯，虛擬現(xiàn)實(shí) OS 更像穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，不論用戶主動(dòng)操作與否，從姿態(tài)到渲染保持穩(wěn)定運(yùn)行，MTP 時(shí)延約束成為實(shí)時(shí)性挑戰(zhàn)。

由于虛擬現(xiàn)實(shí)空間可極大延展，支持用戶同時(shí)可見(jiàn)更加豐富信息，操作系統(tǒng)多任務(wù)特性成為必然需求。在三維系統(tǒng)中的多任務(wù)化須實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多應(yīng)用的三維化合成，在虛擬現(xiàn)實(shí)空間中布置各應(yīng)用的運(yùn)行位置，并實(shí)現(xiàn) 3D 交互，如微軟 Hololens、Facebook Quest 等代表性終端對(duì)操作系統(tǒng)三維化多任務(wù)運(yùn)行的支持。2020 年虛擬現(xiàn)實(shí)操作系統(tǒng)持續(xù)演進(jìn)，VR、AR OS 在感知交互方面日漸趨同，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的頭手成為發(fā)展重點(diǎn)，臉書(shū)發(fā)布 Oculus Quest 系列驗(yàn)證了計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)的可行性和準(zhǔn)確性，須掛載 4 顆以上實(shí)時(shí)性要求較高的攝像頭，操作系統(tǒng)亦須適配調(diào)優(yōu)。此外，對(duì)于云化虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)需求，如何同步終端和云端數(shù)據(jù)成為操作系統(tǒng)技術(shù)演進(jìn)焦點(diǎn)，如微軟推出 Hololens云方案，用戶可在云端記錄三維地圖掃描信息。

開(kāi)發(fā)引擎方面，基于OpenGL ES 底層框架，面向移動(dòng)設(shè)備的低功耗、可視化開(kāi)發(fā)引擎助力VR 應(yīng)用開(kāi)發(fā)效率提升。對(duì)于移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，如何平衡性能和功耗成為選擇虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)引擎的關(guān)鍵因素。Unity、Unreal 借助于其在游戲領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)積累，目前作為虛擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)交互應(yīng)用的主要開(kāi)發(fā)引擎。近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，Nibiru Studio 等國(guó)產(chǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)引擎持續(xù)完善。

4、感知交互：自然化、情景化與智能化為前行之路點(diǎn)亮燈塔

感知交互強(qiáng)調(diào)與近眼顯示、渲染計(jì)算、內(nèi)容制作、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)汝P(guān)鍵領(lǐng)域間的技術(shù)協(xié)同，各大 ICT 巨頭與虛擬現(xiàn)實(shí)科技型初創(chuàng)公司對(duì)此深度布局，積極投入。當(dāng)前，追蹤定位、沉浸聲場(chǎng)、手勢(shì)追蹤、眼球追蹤、三維重建、機(jī)器視覺(jué)、肌電傳感、語(yǔ)音識(shí)別、氣味模擬、虛擬移動(dòng)、觸覺(jué)反饋、腦機(jī)接口等諸多感知交互技術(shù)百花齊放，共存互補(bǔ)，并在各細(xì)分場(chǎng)景下呈現(xiàn)相應(yīng)的比較優(yōu)勢(shì)。未來(lái)，理想的人機(jī)交互可讓虛擬現(xiàn)實(shí)用戶聚焦交互活動(dòng)本身，而忘記交互界面（手段）的存在，界面愈發(fā)“透明”，自然化、情景化與智能化成為感知交互技術(shù)發(fā)展的主航道。沉浸聲場(chǎng)體驗(yàn)“富礦”尚待挖潛，聽(tīng)音辨位、空間混響、通感移覺(jué)等成為發(fā)展重點(diǎn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸體驗(yàn)的進(jìn)階提升有賴于對(duì)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多感官通道一致性與關(guān)聯(lián)性的強(qiáng)化。由于周邊環(huán)境、頭耳構(gòu)型等多重因素會(huì)影響雙耳聽(tīng)覺(jué)聞聲辨位，人們通過(guò)轉(zhuǎn)頭尋視聲源，以消除定位判定的模糊性。虛擬現(xiàn)實(shí)可結(jié)合用戶頭部追蹤特性，解決數(shù)字內(nèi)容長(zhǎng)久以來(lái)雙耳聽(tīng)覺(jué)的問(wèn)題。基于多通道 3D 全景聲場(chǎng)拾音技術(shù)（Ambisonics），聲音表現(xiàn)可依據(jù)用戶頭動(dòng)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)解碼，虛擬現(xiàn)實(shí)用戶即可實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的聽(tīng)音辨位。

另外，耳機(jī)佩戴致使 3D 全景聲被“壓扁”，如何解決因聲音高低位置出現(xiàn)的辨位失真成為關(guān)鍵問(wèn)題。目前，臉書(shū)、微軟、英偉達(dá)、杜比、谷歌、高通等對(duì)沉浸聲場(chǎng)積極投入，并結(jié)合人體 3D 掃描開(kāi)始構(gòu)建差異化的頭部相關(guān)傳遞函數(shù)（HRTF）數(shù)據(jù)庫(kù)，旨在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)聲音的“私人定制”。由于游戲等應(yīng)用僅可準(zhǔn)確渲染直達(dá)聲，缺少對(duì)房間聲學(xué)中早期反射和混響的逼真模擬，在一定程度上影響了用戶“眼見(jiàn)為虛，耳聽(tīng)為實(shí)”的沉浸體驗(yàn)。在混響聲模擬技術(shù)方面，以往開(kāi)發(fā)人員須將混響手工添加至虛擬環(huán)境中的各個(gè)位置，操作修改繁冗耗時(shí)，對(duì)算力與內(nèi)存資源需求較高，且因各聲學(xué)響應(yīng)預(yù)先計(jì)算，僅用于結(jié)構(gòu)保持固定的靜態(tài)環(huán)境。

當(dāng)前，臉書(shū)等企業(yè)在房間聲學(xué)上取得了一定成果，混響聲可根據(jù)環(huán)境的幾何形狀自動(dòng)精準(zhǔn)生成，且符合實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用嚴(yán)格要求的計(jì)算和內(nèi)存預(yù)算，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了隨環(huán)境空間構(gòu)型變化的動(dòng)態(tài)混響聲模擬，如VR 密室等探秘游戲。此外，諸如“風(fēng)隨柳轉(zhuǎn)聲皆綠”的通感表達(dá)成為了虛擬現(xiàn)實(shí)視聽(tīng)關(guān)聯(lián)性發(fā)展的特色方向，如《Rez Infinite》等 VR通感游戲的上市迭代。Inside-out 技術(shù)全面成熟，追蹤定位將呈現(xiàn)集視覺(jué)相機(jī)、IMU 慣性器件、深度相機(jī)、事件相機(jī)等多傳感融合的發(fā)展趨勢(shì)。

追蹤定位作為感知交互領(lǐng)域的基礎(chǔ)能力，業(yè)界投入大，且日趨成熟。在 VR 領(lǐng)域，存在 outside-in 和 inside-out 兩條技術(shù)路線。通過(guò)超聲、激光、電磁、慣導(dǎo)等多種傳感器融合定位較單一慣性和光學(xué)定位減少了計(jì)算資源消耗，在一定程度上優(yōu)化了功耗與魯棒性表現(xiàn)。目前，基于視覺(jué)+IMU的 inside-out 追蹤定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，開(kāi)始大量應(yīng)用于頭顯終端，代表產(chǎn)品有 Oculus Quest1/2、HTC Vive Focus 等。此外，2019 年臉書(shū)、HTC 發(fā)布的新一代主機(jī)式 Rift S、Vive Cosmos，標(biāo)志著 inside-out的追蹤定位方式與此前 Rift 的 outside-in 追蹤效果足夠接近，這種省去基站外設(shè)的追蹤方式符合大眾市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)將持續(xù)優(yōu)化。

在AR 領(lǐng)域，inside-out 成為唯一主流技術(shù)路線，基于終端平臺(tái)的差異，視頻投射式 AR（video see-through）以蘋(píng)果 ARKit、谷歌 ARCore、華為 AREngine 以及商湯 SensAR 為代表的 AR SDK 普遍遵循單目視覺(jué)+IMU 融合定位的技術(shù)路線，在 2019 年對(duì)其跟蹤精度和魯棒性進(jìn)行了進(jìn)一步提升，毫米級(jí)別的定位精度使得 AR 尺子等空間測(cè)距等應(yīng)用大量出現(xiàn)。光學(xué)投射式 AR（optical see-through）以微軟 Hololen2、Magic Leap One 為代表的 AR 眼鏡普遍遵循雙目/多目視覺(jué)+IMU 融合的技術(shù)路線，可提供毫米級(jí)別精準(zhǔn)度的定位輸出和世界級(jí)規(guī)模的6DoF 追蹤定位，其中 SLAM 算法的穩(wěn)定性主要受光線與環(huán)境復(fù)雜程度影響。由于室外光線會(huì)影響到攝像頭的使用，Oculus 在黑暗條件下難以提取環(huán)境信息，從而影響 SLAM 結(jié)果。

Hololens2 采用 TOF 提供主動(dòng)光輔助定位，在一定程度上緩解了該問(wèn)題。環(huán)境復(fù)雜度表現(xiàn)為 AR眼鏡受限于攝像頭可實(shí)現(xiàn)高精準(zhǔn)度獲取信息的范圍限制，在過(guò)于空曠（無(wú)參照物）的環(huán)境中，難以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)別定位。此外，隨著基于神經(jīng)擬態(tài)視覺(jué)傳感器（dynamic vision sensor）的事件型相機(jī)技術(shù)發(fā)展，利用其高幀率、抗光照等特性，追蹤定位技術(shù)魯棒性有望進(jìn)一步提升。手勢(shì)追蹤初步成熟，“手勢(shì)追蹤+”將成為虛擬現(xiàn)實(shí)輸入交互新模式。相比其他虛擬現(xiàn)實(shí)輸入交互方式，手勢(shì)追蹤技術(shù)的價(jià)值優(yōu)勢(shì)在于消減了用戶對(duì)交互外設(shè)的配置操作與購(gòu)買成本，無(wú)須考慮充電配對(duì)問(wèn)題，且手勢(shì)信息等身態(tài)語(yǔ)增強(qiáng)了虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的社交表現(xiàn)力，賦予了內(nèi)容開(kāi)發(fā)者更大的創(chuàng)作空間。

鑒于追蹤范圍、體積重量、成本功耗、操作部署等方面的優(yōu)勢(shì)，基于黑白/RGB 攝像頭的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)路徑已成為標(biāo)記點(diǎn)、3D 深度攝像頭方案外手勢(shì)追蹤的重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式。當(dāng)前，手勢(shì)追蹤技術(shù)在多維發(fā)展方向上初步成熟。在算法魯棒性優(yōu)化方面，通過(guò)收集用于深度學(xué)習(xí)的多類人群手勢(shì)及環(huán)境數(shù)據(jù)，可探知手部位置及關(guān)節(jié)指尖等特征點(diǎn)信息，進(jìn)而結(jié)合反向動(dòng)力學(xué)算法構(gòu)建手部3D 模型。在計(jì)算及功耗開(kāi)銷控制方面，，通過(guò)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)量化壓縮技術(shù)，精準(zhǔn)可靠的手勢(shì)追蹤算法得以在移動(dòng)式虛擬現(xiàn)實(shí)終端上（一體式、手機(jī)伴侶）以較低算力、時(shí)延與功耗預(yù)算運(yùn)行。在交互表現(xiàn)性探索方面，由于虛擬現(xiàn)實(shí)手勢(shì)輸入發(fā)生在 3D 空間中，照搬手機(jī)觸屏的2D 交互語(yǔ)言將引發(fā)時(shí)延、遮擋、觸覺(jué)反饋等諸多輸入問(wèn)題。時(shí)下業(yè)界圍繞人因工程視角，就輸入交互進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以“捏”代“按”，可有效節(jié)省交互空間，明確交互起止時(shí)點(diǎn)，獲知輸入反饋。除單手追蹤外，雙手、手與筆、手與鍵盤(pán)、手與控制器等外設(shè)配合成為手部交互表現(xiàn)性探索的新方向。

其中，2020 年臉書(shū)與羅技合作，雙方基于實(shí)體鍵盤(pán)與雙手追蹤的交互組合，以期實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)無(wú)界辦公的體驗(yàn)愿景。需要說(shuō)明的是，發(fā)展手勢(shì)追蹤并非旨在取代目前常見(jiàn)的 VR 控制器，未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)手部交互將與 VR 控制器解綁，即由 VR 控制器輸入向基于手勢(shì)追蹤的裸手輸入、裸手+控制器等交互外設(shè)協(xié)同共存的方向發(fā)展。眼動(dòng)追蹤成為虛擬現(xiàn)實(shí)終端的新標(biāo)配。早期虛擬現(xiàn)實(shí)終端（如HTC Vive、Hololens V1、Meta 2 等）以 6DoF 頭動(dòng)追蹤技術(shù)作為眼動(dòng)追蹤的近似替代，在達(dá)成沉浸體驗(yàn)門(mén)檻后，日益進(jìn)階的用戶需求開(kāi)始對(duì)眼動(dòng)追蹤提出了更高要求。眼動(dòng)追蹤主要涵蓋注視點(diǎn)追蹤、瞳孔位置尺寸追蹤、眼瞼數(shù)據(jù)采集、生物識(shí)別等，得益于該領(lǐng)域在虛擬現(xiàn)實(shí)融合創(chuàng)新與以人為中心研發(fā)思路上的技術(shù)潛力，眼動(dòng)追蹤日漸成為VR/AR 終端的新標(biāo)配，且應(yīng)用場(chǎng)景趨于多元。

例如，注視點(diǎn)追蹤可用于眼控交互、可變注視點(diǎn)渲染與注視點(diǎn)光學(xué)、FOV 一致性補(bǔ)償、可變焦顯示系統(tǒng)中的輻輳調(diào)節(jié)沖突控制等任務(wù)場(chǎng)景。眼動(dòng)追蹤技術(shù)主要分為基于特征與基于圖像的發(fā)展路徑。兩種方案均須紅外攝像頭與 LED完成，前者通過(guò)光線在角膜外表面上普爾欽斑（Purkinje image）反射以推算瞳孔位置，已成為 SMI（蘋(píng)果）、EyeFluence（谷歌）、HololensV2、Magic Leap One、七鑫易維、Tobii 等代表性產(chǎn)品的技術(shù)方案。當(dāng)前，眼動(dòng)追蹤技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)與焦點(diǎn)在于眼動(dòng)算法如何基于所采集的原始眼動(dòng)行為來(lái)“透視”用戶意圖。

此外，除追蹤精度指標(biāo)外，用戶個(gè)體與環(huán)境差異（眼球角膜、佩戴眼鏡、周圍光線等）對(duì)系統(tǒng)通用性提出了更高要求。時(shí)下多數(shù)眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)須先行完成用戶標(biāo)定校準(zhǔn)后方可使用，業(yè)界積極嘗試在現(xiàn)有眼動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)中更多引入深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能算法，以期精簡(jiǎn)用戶使用流程，并增強(qiáng)系統(tǒng)通用性。環(huán)境理解與 3D 重建將成為虛擬現(xiàn)實(shí)感知交互領(lǐng)域技術(shù)內(nèi)核之一。在數(shù)據(jù)采集方面，由于早期發(fā)展受到深度圖像傳感（RGBD）器件功耗和精度的限制，環(huán)境重建技術(shù)門(mén)檻較高，大多基于激光雷達(dá)和大功率 ToF 器件實(shí)現(xiàn)，重建過(guò)程繁復(fù)，且采集設(shè)備昂貴。

隨著 OPPO、三星、華為等主流手機(jī)廠商旗艦機(jī)型上預(yù)制深度相機(jī)，激光雷達(dá)大幅降價(jià)，以及微軟發(fā)布的 Kinect V4 版本可提供 720P 高精度深度圖，較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)使得低成本、高速率生成可用于 VR/AR 的高質(zhì)量3D 模型成為可能，對(duì)周邊環(huán)境和物體的理解和建模逐漸平民化。基于 RGBD 相機(jī)的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義化重建技術(shù)逐漸成熟，針對(duì)人體形狀、運(yùn)動(dòng)、材質(zhì)不易描述等難點(diǎn)，基于參數(shù)化人體模型和人體語(yǔ)義分割的語(yǔ)義化分層人體表達(dá)、約束及求解方式，在提升人體三維重建精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了人體動(dòng)態(tài)三維信息的多層語(yǔ)義化重建。在數(shù)據(jù)處理方面，隨著 AI 能力的滲透釋放，2019 年學(xué)界出現(xiàn)較多基于單目 RGB 進(jìn)行深度估計(jì)、人體建模、環(huán)境建模的學(xué)術(shù)論文，并開(kāi)始快速進(jìn)行技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。

AI 與三維重建技術(shù)的融合創(chuàng)新使二維到三維圖像轉(zhuǎn)化以及三維場(chǎng)景理解成為可能。通過(guò)海量真實(shí)三維重建數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，能夠?qū)崿F(xiàn)單目深度圖像估算，通過(guò)二維照片估算出真實(shí)空間的三維深度數(shù)據(jù)，從而生成準(zhǔn)確的 3D 模型。借助點(diǎn)云金字塔模型提取出三維點(diǎn)云在多個(gè)尺度上的局部特征，再通過(guò)圖模型的三維點(diǎn)云語(yǔ)義分割和特征聚合，可完成三維點(diǎn)云體素級(jí)別的分類并最終實(shí)現(xiàn)基于三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的場(chǎng)景理解。

5、網(wǎng)絡(luò)傳輸：5G+F5G 構(gòu)筑虛擬現(xiàn)實(shí)雙千兆網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支撐

2019 年 5 月工信部、國(guó)資委共同印發(fā)專項(xiàng)行動(dòng)，確定開(kāi)展“雙 G雙提”，推動(dòng)固定寬帶和移動(dòng)寬帶雙雙邁入千兆（G 比特）時(shí)代，明確提出 2019 年我國(guó)千兆寬帶發(fā)展的目標(biāo)，2020 年 9 月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議確定加快新型消費(fèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，第五代固定網(wǎng)絡(luò)（F5G）千兆寬帶與 5G 網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成雙千兆接入網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，助力千兆城市建設(shè)。當(dāng)前，作為影響虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的關(guān)鍵因素，傳輸網(wǎng)絡(luò)不斷地探索傳輸推流、編解碼、最低時(shí)延路徑、高帶寬低時(shí)延、虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù) AI識(shí)別等新的技術(shù)路徑，旨在實(shí)現(xiàn)無(wú)卡頓、無(wú)花屏、黑邊面積小、高低清畫(huà)質(zhì)切換無(wú)感知等用戶體驗(yàn)，讓產(chǎn)業(yè)有評(píng)估業(yè)務(wù)質(zhì)量的技術(shù)和方法，加速虛擬現(xiàn)實(shí)的規(guī)模化發(fā)展。

邊緣計(jì)算賦能雙 G 云化虛擬現(xiàn)實(shí)提檔升級(jí)。多接入邊緣計(jì)算（MEC）將密集型計(jì)算任務(wù)遷移到附近的網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低核心網(wǎng)和傳輸網(wǎng)的擁塞與負(fù)擔(dān)，減緩網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力，提高萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代數(shù)據(jù)處理效率，能夠快速響應(yīng)用戶請(qǐng)求并提升服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放，應(yīng)用可實(shí)時(shí)調(diào)用訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)信息，有助于應(yīng)用體驗(yàn)的提升。MEC在組網(wǎng)上與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)變化是控制面與用戶面的分離，一般控制面集中部署在云端，用戶面根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求下沉到接入側(cè)或區(qū)域匯聚側(cè)。

用戶面下沉的同時(shí)，根據(jù)業(yè)務(wù)具體可將云服務(wù)環(huán)境、計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、加速等資源部署隨網(wǎng)絡(luò)延伸到邊緣側(cè)，實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)更緊密的結(jié)合，用戶也可獲取更為豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和業(yè)務(wù)服務(wù)。針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)組織 ETSI 于 2014 年底成立了 ISG MEC，Phase1 和 Phase2 標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布場(chǎng)景、需求、架構(gòu)和開(kāi)放 API 等，虛擬現(xiàn)實(shí)作為七大場(chǎng)景之一，即邊緣應(yīng)用快速處理用戶位置和攝像頭圖像，給用戶提供實(shí)時(shí)輔助信息。其中，MEC 的 APP 和 3GPP R14/R15 的邊緣 DN 實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合，UPF 作為 MEC 的用戶面，NEF 作為 MEC API 能力開(kāi)放提供者。

由于虛擬現(xiàn)實(shí)編碼率高、交互性強(qiáng)，在 4G 網(wǎng)絡(luò)和百兆以下家寬網(wǎng)絡(luò)部署中，僅可滿足 2K 業(yè)務(wù)，尚難以滿足 4K/8K虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的規(guī)模部署，故 5G/MEC 的上行 150Mbps 大帶寬以及網(wǎng)絡(luò)時(shí)延小于 20ms 低時(shí)延能力可有效滿足虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)階體驗(yàn)。當(dāng)前，云化虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)基于 MEC 下沉部署，是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，提升體驗(yàn)保證的重要途徑。MEC 可為應(yīng)用層提供 CPU/NPU/GPU 算力和存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施能力、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)路由和精準(zhǔn)資源調(diào)用，用戶感知和網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放以及運(yùn)營(yíng)商可靠可信可達(dá)的 SLA 服務(wù)能力。通過(guò) MEC 邊緣服務(wù)，可進(jìn)一步降低云化虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)連接和終端硬件門(mén)檻，加速虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)在 5G 網(wǎng)絡(luò)和固定寬帶網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模商用，相關(guān)商業(yè)模式轉(zhuǎn)型或創(chuàng)新成為可能。千兆光網(wǎng)+云 VR 將成為 F5G 時(shí)代的典型特征與重點(diǎn)應(yīng)用的結(jié)合。

F5G 重點(diǎn)聚焦于全光聯(lián)接、增強(qiáng)型固定寬帶和可保障的極致體驗(yàn)三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，以 10G PON、Wi-Fi 6、200G/400G、NG OTN 和 OXC 等技術(shù)為代表，具有大帶寬、低時(shí)延、能力開(kāi)放、高穩(wěn)定全光聯(lián)接特性。為滿足多路用戶并發(fā)訴求，10G PON 是虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)承載的必然選擇。此外，業(yè)界在大力推進(jìn)光纖入戶（FTTH/FTTO）的同時(shí)，進(jìn)一步延伸光纖網(wǎng)絡(luò)部署，推動(dòng)對(duì)家庭、企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造，打通光纖網(wǎng)絡(luò)“最后一米”接入，實(shí)施“光纖到房間 FTTR（Fiber to the Room）”、“光纖到終端”，以期配合 Wi-Fi6 技術(shù)保障每個(gè)房間均可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，并解決云 VR 高密接入和多機(jī)位直播場(chǎng)景下的網(wǎng)絡(luò)難題。IP 架構(gòu)簡(jiǎn)化、全光網(wǎng)絡(luò)、端網(wǎng)協(xié)同等成為虛擬現(xiàn)實(shí)承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。IP 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化和網(wǎng)絡(luò)切片有助于提升承載網(wǎng)的傳輸效率，提供差異化的體驗(yàn)保證。

由于虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)帶寬、時(shí)延、丟包率有較高要求，當(dāng)前傳統(tǒng)高匯聚、高收斂承載網(wǎng)絡(luò)面臨效率低、擁塞概率大、時(shí)延長(zhǎng)、相對(duì)丟包多等問(wèn)題。基于上述原因，首先需要對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的層次和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，消除 LSW 匯聚層和城域匯聚層，BNG 向上直連 CR，OLT 直通 BNG，提高承載網(wǎng)傳輸效率。信道子接口和FlexE等網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可在同一物理端口上實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)業(yè)務(wù)間的隔離，為云化虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)提供帶寬和時(shí)延保證。隨著 IPV6 技術(shù)的推進(jìn)，業(yè)界將逐步從 IPv4 擴(kuò)展到 IPv4/v6 雙棧，直至切換為 IPv6網(wǎng)絡(luò)，從而減少網(wǎng)絡(luò)中 IP 地址 NAT 轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。基于全光網(wǎng)的 E2E 網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)有助于提供確定性低時(shí)延和大帶寬保證。由于 IP 網(wǎng)絡(luò)的帶寬是多業(yè)務(wù)共享，在流量擁塞的情況下難以保證時(shí)延敏感業(yè)務(wù)。

光通信技術(shù)具有容量大，確定性時(shí)延、功耗低等特點(diǎn)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)聯(lián)云控技術(shù)路徑的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心之間的骨干網(wǎng)絡(luò)可構(gòu)筑立體化的智能光網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn) DC 之間的一跳直達(dá)。OTN 設(shè)備逐步下沉到 CO 機(jī)房，在城域網(wǎng)絡(luò)中區(qū)分業(yè)務(wù)，為高品質(zhì)業(yè)務(wù)進(jìn)行高優(yōu)先級(jí)質(zhì)量保障，提供一跳入云的能力。OLT 設(shè)備可以連接 OTN 或者 BRAS，是業(yè)務(wù)流走向光網(wǎng)絡(luò)還是 IP 網(wǎng)絡(luò)的選擇節(jié)點(diǎn)，為滿足多種業(yè)務(wù)不同的服務(wù)等級(jí)訴求，OLT 須支持網(wǎng)絡(luò)切片功能，即在同一個(gè)物理端口上劃分出可保證服務(wù)等級(jí)的切片。端網(wǎng)協(xié)同業(yè)務(wù)識(shí)別技術(shù)可將運(yùn)營(yíng)商虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)從眾多業(yè)務(wù)流中精準(zhǔn)識(shí)別，并進(jìn)行優(yōu)先保障。考慮到虛擬現(xiàn)實(shí) CDN 和云渲染邊緣節(jié)點(diǎn)眾多，且地址分散，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上靜態(tài)預(yù)配置服務(wù)器地址段進(jìn)行識(shí)別的傳統(tǒng)方法，在規(guī)模較大的家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等方面實(shí)際執(zhí)行存在困難。為應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題，可在終端與家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備等邊緣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間增加數(shù)據(jù)通信接口，以便獲得訪問(wèn)服務(wù)器地址、業(yè)務(wù)類型、操作類型、網(wǎng)絡(luò)需求等業(yè)務(wù)信息準(zhǔn)確及時(shí)的通報(bào)，以及終端側(cè)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)、流傳輸與網(wǎng)絡(luò)側(cè)空口傳輸指標(biāo)等的數(shù)據(jù)共享。

精細(xì)化運(yùn)維技術(shù)成為云化虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)質(zhì)量的重要保障。云化虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)維基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)難度可分為手動(dòng)、自動(dòng)和智能運(yùn)維層次。手動(dòng)運(yùn)維階段業(yè)務(wù)出現(xiàn)卡頓或者閃斷時(shí)，通常通過(guò) Ping 的方式進(jìn)行故障定界和定位，效率比較低，很難定位出是終端、網(wǎng)絡(luò)還是云平臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題。隨著用戶規(guī)模發(fā)展，迫切需要更有效的自動(dòng)化運(yùn)維手段。結(jié)合業(yè)務(wù)體驗(yàn)評(píng)估體系的構(gòu)建，可通過(guò)工具進(jìn)行精細(xì)化運(yùn)維，例如通過(guò)工具采集業(yè)務(wù)指標(biāo)，進(jìn)行用戶質(zhì)差分析。支持定界指標(biāo)采集，通過(guò)探針采集云渲染流化時(shí)延、終端處理時(shí)延、網(wǎng)絡(luò) RTT 時(shí)延，進(jìn)行端管云三段定界。

支持隨流探針采集網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)，通過(guò)端網(wǎng)協(xié)同接口，支持五元組或者業(yè)務(wù)流特征智能識(shí)別云 VR 業(yè)務(wù)類型，終端上報(bào)業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間、用戶體驗(yàn)指標(biāo)、分段時(shí)延指標(biāo)等至家庭網(wǎng)關(guān)，家庭網(wǎng)關(guān)根據(jù)上報(bào)體驗(yàn)指標(biāo)和分段 KPI，結(jié)合家庭 Wi-Fi 和承載網(wǎng) KPI，進(jìn)行家庭 Wi-Fi 和承載網(wǎng)分責(zé)。未來(lái)，可進(jìn)一步在自動(dòng)化運(yùn)維的基礎(chǔ)上引入人工智能技術(shù)，以提供主動(dòng)性、人性化及動(dòng)態(tài)可視的虛擬現(xiàn)實(shí)智能運(yùn)維能力。

2

產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

1、終端出貨量與市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)

虛擬現(xiàn)實(shí)終端出貨量穩(wěn)步增長(zhǎng)，AR 與一體式增速顯著，不同終端形態(tài)間的融通性增強(qiáng)。受新冠疫情及宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響，據(jù) IDC 統(tǒng)計(jì) 2020 年全球虛擬現(xiàn)實(shí)終端出貨量約為 630 萬(wàn)臺(tái)，VR、AR 終端出貨量占比分別 90%、10%，預(yù)計(jì) 2024 年終端出貨量超 7500 萬(wàn)臺(tái)，其中 AR 占比升至 55%，2020-2024 五年期間虛擬現(xiàn)實(shí)出貨量增速約為86%，其中 VR、AR 增速分別為 56%、188%，預(yù)計(jì) 2023 年 AR 終端出貨量有望超越 VR。

比之 2018-2020 年相對(duì)平緩的終端出貨量，隨著 Facebook Quest2、微軟 Hololens2 等標(biāo)桿 VR/AR 終端迭代發(fā)售以及電信運(yùn)營(yíng)商虛擬現(xiàn)實(shí)終端的發(fā)展推廣，2021 年有望成為虛擬現(xiàn)實(shí)終端規(guī)模上量、顯著增長(zhǎng)的關(guān)鍵年份，VR/AR 終端平均售價(jià)將從當(dāng)前2500/9700 元人民幣進(jìn)一步下降。此外，華為 VR Glass 手機(jī)伴侶、PicoNeo 2 等一體式頭顯終端均可通過(guò)串流功能而不再受制于移動(dòng)平臺(tái)的功耗預(yù)算與渲染算力，跨終端形態(tài)的使用融通性顯著提高，一體式終端出貨量份額預(yù)計(jì)將從 2020 年 51%進(jìn)一步升至 2024 年 64%。

全球虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)規(guī)模接近千億，AR 與內(nèi)容應(yīng)用成為首要增長(zhǎng)點(diǎn)。據(jù) IDC 等機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2020 年全球虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)規(guī)模約為 900 億元人民幣，其中 VR 市場(chǎng) 620 億元，AR 市場(chǎng) 280 億元。預(yù)計(jì) 2020-2024 五年期間全球虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)規(guī)模年均增長(zhǎng)率約為 54%，其中 VR增速約 45%，AR 增速約 66%，2024 年兩者份額均為 2400 億元人民幣。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看，終端器件市場(chǎng)規(guī)模占比位居首位，2020 年規(guī)模占比逾四成，隨著傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與信息消費(fèi)升級(jí)等常態(tài)化，內(nèi)容應(yīng)用市場(chǎng)將快速發(fā)展，預(yù)計(jì) 2024 年市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 2800 億元。

▲全球虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)規(guī)模虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)，主要分為內(nèi)容應(yīng)用、終端器件、渠道平臺(tái)和內(nèi)容生產(chǎn)。內(nèi)容應(yīng)用方面，聚焦文化娛樂(lè)、教育培訓(xùn)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療健康、商貿(mào)創(chuàng)意等領(lǐng)域，呈現(xiàn)出“虛擬現(xiàn)實(shí)+”大眾與行業(yè)應(yīng)用融合創(chuàng)新的特點(diǎn)。

文化娛樂(lè)以游戲、視頻等強(qiáng)弱交互業(yè)務(wù)為主，在數(shù)量規(guī)模上占據(jù)主導(dǎo)，商貿(mào)創(chuàng)意可有效提升客流量與成交率，主要包括地產(chǎn)、電商、時(shí)尚等細(xì)分場(chǎng)景，工業(yè)生產(chǎn)與醫(yī)療健康應(yīng)用早期局限于培訓(xùn)指導(dǎo)，目前開(kāi)始逐漸向產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制作或臨床診療等更為核心的業(yè)務(wù)領(lǐng)域拓展；內(nèi)容生產(chǎn)方面，主要涉及面向虛擬現(xiàn)實(shí)的操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)引擎、SDK、API 等開(kāi)發(fā)環(huán)境/工具，以及全景相機(jī)、3D 掃描儀、光場(chǎng)采集設(shè)備等音視頻采集系統(tǒng)；渠道平臺(tái)方面，除互聯(lián)網(wǎng)廠商主導(dǎo)的內(nèi)容聚合與分發(fā)平臺(tái)外，包含電信運(yùn)營(yíng)商發(fā)力的電信級(jí)云控網(wǎng)聯(lián)平臺(tái)，以及自助VR終端機(jī)、線下體驗(yàn)店與主題樂(lè)園等線下渠道；終端/器件方面，主要分為終端外設(shè)及關(guān)鍵器件，其中終端外設(shè)包括以PC 式、一體式、手機(jī)伴侶與云化虛擬現(xiàn)實(shí)終端，以及手柄、全向跑步機(jī)等感知交互外設(shè)。關(guān)鍵器件主要包括芯片、屏幕、傳感器、光學(xué)鏡片等，近年來(lái)業(yè)務(wù)針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)終端開(kāi)發(fā)了專用器件，如京東方快速響應(yīng)液晶屏、海思、高通處理器芯片等。

參考中國(guó)信通院 XR 產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)《虛擬（增強(qiáng)）現(xiàn)實(shí)白皮書(shū)（2018 年）》中產(chǎn)業(yè)地圖更新完善，得到修訂后如下產(chǎn)業(yè)地圖 2020，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分布統(tǒng)計(jì)可知，內(nèi)容應(yīng)用、終端器件、內(nèi)容生產(chǎn)系統(tǒng)、渠道平臺(tái)環(huán)節(jié)分布比例約為 5：2.5：1.5：1，業(yè)內(nèi)企業(yè)以內(nèi)容應(yīng)用為主。虛擬現(xiàn)實(shí)較長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈條與交織融合的創(chuàng)新體系驅(qū)動(dòng)廠商由供需合作向生態(tài)協(xié)同升級(jí)，即表現(xiàn)為發(fā)展戰(zhàn)略、資源整合及能力實(shí)現(xiàn)的協(xié)同。通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)合網(wǎng)絡(luò)的梳理分析，可將企業(yè)間的生態(tài)協(xié)同關(guān)系歸納為投入力度、產(chǎn)業(yè)輻射、斷點(diǎn)彌合、合作成果等發(fā)展要素，并據(jù)如下多維能力模型進(jìn)一步分析評(píng)估產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)現(xiàn)狀。

2、云化虛擬現(xiàn)實(shí)觸發(fā)端網(wǎng)邊云產(chǎn)業(yè)鏈條融合創(chuàng)新

作為除單機(jī)智能外主要發(fā)展路徑，云化虛擬現(xiàn)實(shí)有助于優(yōu)化用戶體驗(yàn)，降低終端門(mén)檻，豐富內(nèi)容生態(tài)，推動(dòng)版權(quán)保護(hù)。由于部分計(jì)算和內(nèi)容處理在云端實(shí)現(xiàn)，電信運(yùn)營(yíng)商憑借渠道、資金和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合高帶寬、低時(shí)延等的新一代網(wǎng)絡(luò)特性，積極開(kāi)拓基于體驗(yàn)的新型業(yè)務(wù)模式，旨在聚合產(chǎn)業(yè)資源，促進(jìn)生態(tài)各方共贏發(fā)展，加速虛擬現(xiàn)實(shí)推廣普及。目前，我國(guó)基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商均已啟動(dòng)云化虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)發(fā)展。中國(guó)電信 2019 年 10 月 10 日自四川電信開(kāi)始，各省電信分公司紛紛宣布云 VR 業(yè)務(wù)正式放號(hào)，啟動(dòng)了天翼云 VR 業(yè)務(wù)正式商用。

2018 年福建移動(dòng)全球首發(fā)運(yùn)營(yíng)商云 VR 試商用，成為第一個(gè)推出云VR 業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商。2019 年中國(guó)移動(dòng)宣布將投入超 30 億元實(shí)施“5G+超高清 VR 賦能數(shù)字內(nèi)容產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”計(jì)劃，2020 年宣布了移動(dòng)云VR 的“內(nèi)容生態(tài)三五計(jì)劃”，聚焦五大垂直內(nèi)容領(lǐng)域、拓展五類合作模式、提升五項(xiàng)體驗(yàn)感知。中國(guó)聯(lián)通成功開(kāi)展了 2019 年國(guó)慶閱兵歷史上首次 VR 直播活動(dòng)，同年宣布 2020 年中國(guó)聯(lián)通云 VR 用戶目標(biāo)達(dá)百萬(wàn)，目前四大基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商全國(guó)云VR用戶已超過(guò)1000萬(wàn)。在網(wǎng)絡(luò)支撐方面，信息網(wǎng)絡(luò)等新型基礎(chǔ)設(shè)施迅速普及，云化虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件基本成熟。當(dāng)前，良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國(guó)移動(dòng)寬帶突出技術(shù)創(chuàng)新與生態(tài)培育，實(shí)現(xiàn)了從 3G追趕到 4G 同步、5G 引領(lǐng)的飛躍，現(xiàn)已建成近 70 萬(wàn)個(gè) 5G 基站，5G終端連接數(shù)超過(guò) 1.8 億。

光纖寬帶突出公平競(jìng)爭(zhēng)和普及滲透，實(shí)現(xiàn)了從銅纜接入到光纖入戶的快速升級(jí)、從城市到農(nóng)村的深度下沉。據(jù)中國(guó)信通院《中國(guó)寬帶發(fā)展白皮書(shū)》，截至到 2020 年 6 月，我國(guó)光纖接入（FTTH/O）用戶達(dá) 4.3 億戶，占固定寬帶用戶比重達(dá) 92.3%，全國(guó)所有地級(jí)市均已建成光纖網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的“光網(wǎng)城市”，百兆及以上接入速率的固定寬帶用戶超過(guò) 4 億戶，占比 86.8%。我國(guó)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量資費(fèi)為 4.3 元/GB，同比下降 23.3%，用戶月均移動(dòng)數(shù)據(jù)流量為10.1GB，同比增長(zhǎng) 29.2%，3G/4G 用戶普及率超過(guò) 94%，超額完成寬帶中國(guó)戰(zhàn)略 85%的預(yù)期目標(biāo)。在終端發(fā)展方面，云 VR/AR 終端有望重塑虛擬現(xiàn)實(shí)終端形態(tài)。在傳統(tǒng) VR/AR 終端的發(fā)展架構(gòu)下，對(duì)于多階梯、多層次與多場(chǎng)景的用戶體驗(yàn)，難以不以犧牲某方面需求來(lái)滿足其他。云化虛擬現(xiàn)實(shí)終端架構(gòu)更加寬廣的技術(shù)縱深，有助于解決終端創(chuàng)新顧此失彼的發(fā)展挑戰(zhàn)，有利于承載適配各類云化 VR/AR 業(yè)務(wù)。

隨著 Oculus Quest、華為 VRGlass、Vive Focus Plus、Pico Neo2 等代表性終端串流功能的引入，移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)用戶進(jìn)階體驗(yàn)將不再受制于功耗預(yù)算與算力負(fù)載，一體式/手機(jī)式與 PC 式等跨產(chǎn)品形態(tài)間的使用融通性顯著提高，終端分類依據(jù)正在由算力來(lái)源與供電方式向算力協(xié)同與業(yè)務(wù)場(chǎng)景遷移，在此過(guò)程中，云化虛擬現(xiàn)實(shí)終端這一新興形態(tài)的發(fā)展輪廓逐漸浮現(xiàn)，并結(jié)合云化支撐、負(fù)載協(xié)同與連接方式等特征要素，呈現(xiàn)如下不同的表現(xiàn)形式。預(yù)計(jì) 2020-2024 年，虛擬現(xiàn)實(shí)終端將日益減重便攜，隨者 5G 終端的規(guī)模普及，一體式終端將原生集成 5G 能力，計(jì)算負(fù)載開(kāi)始向云邊端協(xié)同分配，手機(jī)伴侶式終端將通過(guò)無(wú)線連接適配更多 5G 手機(jī)。

▲虛擬現(xiàn)實(shí)終端形態(tài)分類演進(jìn)

在應(yīng)用落地方面，對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的解構(gòu)重組催生視頻內(nèi)容上云、圖形渲染上云與空間計(jì)算上云。在云化虛擬現(xiàn)實(shí)體系中，終端是門(mén)檻，業(yè)務(wù)是基礎(chǔ)，網(wǎng)聯(lián)是保障，協(xié)同是核心。VR/AR 強(qiáng)弱業(yè)務(wù)云化的難點(diǎn)與焦點(diǎn)在于分解流媒體、交互應(yīng)用及機(jī)器視覺(jué)等現(xiàn)有任務(wù)流程，并結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互的內(nèi)生特性，在云邊端側(cè)優(yōu)化分配計(jì)算負(fù)載。對(duì)于云化視頻等弱交互應(yīng)用，端側(cè)用戶視角這一人機(jī)交互信息可有效用于云側(cè)視頻映射、編碼與傳輸。其中，傳統(tǒng)經(jīng)緯映射（ERP）致使兩極過(guò)采樣，碼率存在浪費(fèi)，2017 年 OMAF 確定了八種常用投影映射格式，相比 ERP，金字塔結(jié)構(gòu)（VPP）等依賴終端上傳視角信息的映射方式可將視角區(qū)域以高分辨率投影到二維平面，其余背景區(qū)域則以較低分辨率進(jìn)行映射變換，進(jìn)而在同等帶寬的情況下，提高視角區(qū)域的觀看質(zhì)量。此外，傳統(tǒng)視頻編碼技術(shù)對(duì) VR 全景視頻仍然有效，但結(jié)合端側(cè) FOV 信息可進(jìn)一步緩解全景視頻傳輸?shù)膸拤毫Α?/p>

在云 VRFOV 視頻傳輸方案中，當(dāng)用戶的方位角發(fā)生變化時(shí)，云端并不能立即發(fā)送一幀相應(yīng)的畫(huà)面，而是以 GOP 為時(shí)間粒度發(fā)送視頻內(nèi)容，在這種情況下，即便有頭部動(dòng)作預(yù)測(cè)和二次投影技術(shù)的支持，仍可能存在較為嚴(yán)重的黑邊現(xiàn)象。為了改善或消除黑邊問(wèn)題，主要有 TilewiseFOV 等端云協(xié)同方案，即云側(cè)可將 HEVC 流按照相同分辨率進(jìn)行不同質(zhì)量和比特率的編碼，服務(wù)器上每個(gè)視角存儲(chǔ)多份不同碼率視頻流，同一時(shí)刻根據(jù)端側(cè) FOV 信息傳輸較高碼率的主視角切片流和低質(zhì)量背景，并在端側(cè)組合成混合質(zhì)量虛擬現(xiàn)實(shí)視頻。另外，業(yè)界積極探索針對(duì)個(gè)性化、社交化、六自由度等新興虛擬現(xiàn)實(shí)視頻端云協(xié)同的業(yè)務(wù)架構(gòu)，例如云側(cè) VR 視頻內(nèi)容依托 5G 低時(shí)延特性，對(duì)端側(cè)采集到的用戶心率、眼動(dòng)等生理指標(biāo)作出及時(shí)響應(yīng)，從而生成適配用戶生理特性的后續(xù)視頻內(nèi)容。

對(duì)于云化渲染等強(qiáng)交互應(yīng)用，除 Stadia、GeforceNow 等對(duì)傳統(tǒng)游戲的云化實(shí)踐外，業(yè)界現(xiàn)已圍繞 VR/AR 應(yīng)用推動(dòng)商業(yè)落地，2020 年英偉達(dá)聯(lián)合高通、愛(ài)立信推出 CloudXR 解決方案，旨在依托 5G、Wi-Fi 等高性能網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)入云邊渲染能力，優(yōu)化流式傳輸體驗(yàn)，降低終端算力門(mén)檻，助力電信運(yùn)營(yíng)商吸引 5G 用戶。通過(guò)在云側(cè)加載虛擬的頭顯驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用程序無(wú)須變更，終端對(duì)收到的音視頻進(jìn)行解碼，并回傳各類追蹤及用戶輸入信息。其中，虛擬現(xiàn)實(shí)“瘦終端”的渲染任務(wù)界面可精簡(jiǎn)為頭動(dòng)、眼動(dòng)等更具人機(jī)交互特性的關(guān)工作，如 ATW、注視點(diǎn)、畸變補(bǔ)償渲染等。此外，對(duì)于渲染質(zhì)量與速度的權(quán)衡問(wèn)題，兩者間的選擇通常取決于應(yīng)用，業(yè)界并無(wú)可在各類差異化應(yīng)用中均能實(shí)現(xiàn)最佳計(jì)算配置的萬(wàn)靈藥。基于云化虛擬現(xiàn)實(shí)端云協(xié)同的渲染架構(gòu)，由誰(shuí)來(lái)界定，又如何界定渲染質(zhì)量、速度、能耗、帶寬等多目標(biāo)間的平衡點(diǎn)成為產(chǎn)業(yè)焦點(diǎn)。

當(dāng)前，由于終端廠商相比用戶及內(nèi)容開(kāi)發(fā)者具備更多的專業(yè)洞察，對(duì) CPU、GPU、溫度等相關(guān)指標(biāo)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力較強(qiáng)且涉及內(nèi)容適配，因而更多主導(dǎo)調(diào)配最優(yōu)渲染“配方”。隨著云化虛擬現(xiàn)實(shí)的迅速鋪開(kāi)，電信運(yùn)營(yíng)商將依托云網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，在更大程度上參與界定，并可結(jié)合大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，進(jìn)一步探索渲染配置自優(yōu)化的控制策略。

3、終端、行業(yè)應(yīng)用與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)孕育投融資市場(chǎng)新機(jī)遇

2020 年全球虛擬現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)投資受疫情影響出現(xiàn)一定程度上的滑坡。當(dāng)前，以 Facebook Quest 2 與微軟 HoloLens 2 為代表新一代高性能虛擬現(xiàn)實(shí)終端推動(dòng)了全球 VR 大眾消費(fèi)市場(chǎng)和 AR 商用市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，讓市場(chǎng)看到了虛擬現(xiàn)實(shí)切實(shí)的技術(shù)價(jià)值和清晰的市場(chǎng)潛力，但源于新冠疫情及貿(mào)易摩擦等因素導(dǎo)致宏觀經(jīng)濟(jì)下行壓力不斷增加，且由于虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)回報(bào)周期相對(duì)較長(zhǎng)，并未吸引大量新增風(fēng)險(xiǎn)資本進(jìn)駐，2020 年全球虛擬現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)資本市場(chǎng)出現(xiàn)一定下滑。據(jù)映維網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2017-2019 年間投融資環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，年投資額約為 100-120 億元，投資頻次在 170-190 次左右，預(yù)計(jì) 2020 年投資總額及頻次約為90 億元、140 次。

▲全球虛擬現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)投資市場(chǎng)情況VR、AR 分別占據(jù)風(fēng)險(xiǎn)投資頻次與總額的主導(dǎo)地位。預(yù)計(jì) 2020年有 61%的風(fēng)險(xiǎn)投資投向 AR 企業(yè)，32%投向 VR 企業(yè)，7%流入兼具VR/AR 業(yè)務(wù)的公司。過(guò)去五年，盡管多數(shù)資金流入研發(fā)難度更高、與行業(yè)融合更加緊密的 AR 領(lǐng)域，但從投資頻次上看有 49%的風(fēng)險(xiǎn)投資投向 VR 企業(yè)，37%投向 AR 企業(yè)，14%流入兼具 VR/AR 業(yè)務(wù)的公司，主要原因在于相比于 AR，VR 大眾消費(fèi)市場(chǎng)初步形成，技術(shù)研發(fā)與終端門(mén)檻相對(duì)較低，體驗(yàn)內(nèi)容日益豐富，VR 企業(yè)需要具備更高的現(xiàn)金流轉(zhuǎn)能力。

▲全球虛擬現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)投資規(guī)模（左）、頻次（右）占比

硬件終端與行業(yè)應(yīng)用占據(jù)全球風(fēng)險(xiǎn)投資產(chǎn)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域主體。2020年硬件終端領(lǐng)域在投資規(guī)模和頻次占比分別為 57%和 25%，行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域上述指標(biāo)占比為 33%和 53%，除硬件終端和行業(yè)應(yīng)用外，包含大眾應(yīng)用、開(kāi)發(fā)工具、游戲、影視及其他領(lǐng)域合計(jì)在投資規(guī)模和頻次占比僅為 10%和 22%，兩項(xiàng)指標(biāo)均為近三年最低，投資方向進(jìn)一步向硬件終端和行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域聚焦，如今年獲得風(fēng)險(xiǎn)投資的游戲制作公司數(shù)量出現(xiàn)明顯下滑，從 2017 年的 39 家降至 2019 年的 11 家直至今年的 7 家。相比之下，變現(xiàn)能力更強(qiáng)的硬件終端和行業(yè)應(yīng)用公司更易獲得資本青睞。在硬件終端領(lǐng)域，頭顯公司在過(guò)去三年獲得的資金支持逐漸提升，外設(shè)及器件風(fēng)投規(guī)模逐漸縮減，這源于頭顯終端技術(shù)集成度日益提高。在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，投資總額及頻次比之 2018 年均有一定增長(zhǎng)，表明工業(yè)、教育、醫(yī)療與商貿(mào)等行業(yè)用戶對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案的投資回報(bào)前景看好程度加大，買單意愿提升。

中美成為投資熱點(diǎn)地區(qū)，風(fēng)投資本集中度凸顯，并針對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)展更加審慎明確的投入。從地域分布來(lái)看，2019 年獲得風(fēng)險(xiǎn)投資的公司中，33%的總部位于美國(guó)，14%位于中國(guó)大陸，并分別獲得 60%、9%的資金，中美繼續(xù)保持風(fēng)險(xiǎn)投資市場(chǎng)主導(dǎo)地位。2020 年中國(guó)大陸獲得風(fēng)險(xiǎn)投資的公司數(shù)量約為 20 家，相比 2018 年、2019 年的 47 及32 家有所減少，獲投資金規(guī)模相比去年減少約五成。從資本集中度來(lái)看，前十企業(yè)的融資集中度提升，終端及爆款應(yīng)用成為焦點(diǎn)領(lǐng)域，如Magic Leap、Niantic 當(dāng)年均獲數(shù)億美元融資。此外，AR 方向漸成熱點(diǎn)，在 2017-2019 年間占比從三成增至七成。

4、國(guó)家部委及地方政府積極推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國(guó)積極推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。自 2016 年虛擬現(xiàn)實(shí)被列入“十三五”信息化規(guī)劃、互聯(lián)網(wǎng)+等多項(xiàng)國(guó)家政策文件以來(lái)，工信部、國(guó)家發(fā)改委、科技部、教育部等部委相繼出臺(tái)指導(dǎo)政策支持虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國(guó)務(wù)院從十三五規(guī)劃開(kāi)始把虛擬現(xiàn)實(shí)視為構(gòu)建現(xiàn)代信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系的重要新興產(chǎn)業(yè)，在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中將虛擬現(xiàn)實(shí)智能建模技術(shù)列入“新一代人工智能關(guān)鍵共性技術(shù)體系”，2020 年相繼出臺(tái)《關(guān)于進(jìn)一步激發(fā)文化和旅游消費(fèi)潛力的意見(jiàn)》、《新時(shí)代愛(ài)國(guó)主義教育實(shí)施綱要》和《關(guān)于推進(jìn)對(duì)外貿(mào)易創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》等文件，進(jìn)一步明確虛擬現(xiàn)實(shí)在文化旅游、教育宣傳、商貿(mào)會(huì)展等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。

在 2021 年出臺(tái)的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中將VR/AR 產(chǎn)業(yè)列為未來(lái)五年數(shù)字經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一。工信部在 2018 年12 月出臺(tái)《關(guān)于加快推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，從核心技術(shù)、產(chǎn)品供給、行業(yè)應(yīng)用、平臺(tái)建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建等方面提出了發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)任務(wù)。在 2020 年 2 月發(fā)布《關(guān)于運(yùn)用新一代信息技術(shù)支撐服務(wù)疫情防控和復(fù)工復(fù)產(chǎn)工作的通知》，提出要深化增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)在復(fù)工復(fù)產(chǎn)中的應(yīng)用，推廣協(xié)同研發(fā)、無(wú)人生產(chǎn)、遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)、在線服務(wù)等新模式新業(yè)態(tài)。

同年 3 月出臺(tái)的《關(guān)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》提出引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)增強(qiáng)5G、人工智能、區(qū)塊鏈、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)支撐能力，強(qiáng)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)維、管理等全流程數(shù)字化功能集成。國(guó)家發(fā)改委在“互聯(lián)網(wǎng)+”領(lǐng)域創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)中，提出建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用創(chuàng)新平臺(tái)，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)在互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療救治等領(lǐng)域的應(yīng)用。在2019 年將虛擬現(xiàn)實(shí)列入《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中的鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)，同年 12 月聯(lián)合教育部、民政部、商務(wù)部等七部委發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+社會(huì)服務(wù)”發(fā)展的意見(jiàn) 》，提出支持引導(dǎo)虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等產(chǎn)品和服務(wù)研發(fā)，培育壯大社會(huì)服務(wù)新產(chǎn)品新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)。

2020 年《關(guān)于促進(jìn)消費(fèi)擴(kuò)容提質(zhì)加快形成強(qiáng)大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的實(shí)施意見(jiàn)》中指出要加快發(fā)展超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等新型信息產(chǎn)品，助力形成強(qiáng)大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。科技部在“十三五”中將虛擬現(xiàn)實(shí)列入現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、健康產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療器械、中醫(yī)藥科技、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)科技等領(lǐng)域的創(chuàng)新規(guī)劃中，并聯(lián)合中宣部于 2019 年發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)文化和科技深度融合的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出加強(qiáng)包括 VR/AR 虛擬制作在內(nèi)的文化創(chuàng)作、生產(chǎn)、傳播和消費(fèi)等環(huán)節(jié)共性關(guān)鍵技術(shù)研究以及高端文化裝備自主研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。

文化和旅游部 2016 年出臺(tái)的《關(guān)于推動(dòng)文化娛樂(lè)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的意見(jiàn)》將虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)做為游戲游藝設(shè)備創(chuàng)新的重要支撐，2020 年底發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》明確指出要引導(dǎo)和支持虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在文化領(lǐng)域應(yīng)用，推動(dòng)現(xiàn)有文化內(nèi)容向沉浸式內(nèi)容移植轉(zhuǎn)化。教育部在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中把加快推進(jìn)示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)列入深入推進(jìn)信息技術(shù)與高等教育教學(xué)深度融合工作，在 2018 年《教育信息化 2.0行動(dòng)計(jì)劃》中提出為結(jié)合 5G 技術(shù)發(fā)展，將以國(guó)家精品在線開(kāi)放課程、示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目等建設(shè)為載體，加強(qiáng)大容量智能教學(xué)資源建設(shè)。同年發(fā)布《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育（專科）專業(yè)目錄》中增設(shè)“虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用技術(shù)”專業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)至 2020 年已有七十余所高職院校開(kāi)設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)。在 2019 年《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)》中指出，要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，可用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段呈現(xiàn)不宜現(xiàn)場(chǎng)操作的實(shí)驗(yàn)。

衛(wèi)健委在《“十三五”健康產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》中提出重點(diǎn)發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)系統(tǒng)等智能康復(fù)輔具，加快增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用突破，提高治療水平。

▲我國(guó)各部委虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域相關(guān)政策

各地政府積極推進(jìn)本地虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。自 2018 年底工信部出臺(tái)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)后，各地隨之出臺(tái)適配本地情況的扶持政策，比之 2016 年產(chǎn)業(yè)元年的概念熱潮，此輪地方產(chǎn)業(yè)政策聚焦終端設(shè)備規(guī)模上量、優(yōu)質(zhì)內(nèi)容制作聚合、行業(yè)應(yīng)用落地實(shí)踐、云控網(wǎng)聯(lián)平臺(tái)支撐推廣、融合創(chuàng)新中心建設(shè)運(yùn)營(yíng)等更加切實(shí)的產(chǎn)業(yè)問(wèn)題。綜合各地現(xiàn)狀，虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況可大致歸納為 ICT 優(yōu)勢(shì)、特色領(lǐng)域以及政策驅(qū)動(dòng)多類。其中，北上廣深等優(yōu)勢(shì)型城市具備較為完整成熟的ICT 產(chǎn)業(yè)鏈條，專利持有量位居全國(guó)前列，投融資事件相對(duì)活躍。

3

創(chuàng)新應(yīng)用分析

1、虛擬現(xiàn)實(shí)+ 商貿(mào)會(huì)展：后疫情時(shí)代的未來(lái)會(huì)展新常態(tài)

在商貿(mào)會(huì)展領(lǐng)域，針對(duì)線下會(huì)展參與可行性與便利性、固有組織成本、傳統(tǒng)線上活動(dòng)感官認(rèn)知與互動(dòng)體驗(yàn)受限等現(xiàn)狀問(wèn)題，虛擬現(xiàn)實(shí)有助于實(shí)現(xiàn)會(huì)展組織由以活動(dòng)議程為中心向與會(huì)體驗(yàn)為中心的方向轉(zhuǎn)變，將成為未來(lái)會(huì)展發(fā)展的新動(dòng)能與新常態(tài)。2020 年新冠疫情對(duì)千行百業(yè)帶來(lái)巨大沖擊，生產(chǎn)停滯致使供應(yīng)鏈斷裂，供需雙方亟待重新接續(xù)。在這一背景下，國(guó)家大力倡導(dǎo)“云上會(huì)展”，以“云展示、云對(duì)接、云洽談、云簽約”實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多方協(xié)作，喚醒企業(yè)運(yùn)營(yíng)活力。2020年 11 月國(guó)務(wù)院《關(guān)于推進(jìn)對(duì)外貿(mào)易創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》中指出，利用 5G、VR/AR 等現(xiàn)代信息技術(shù)開(kāi)拓市場(chǎng)，推進(jìn)展會(huì)模式創(chuàng)新，探索線上線下同步互動(dòng)、有機(jī)融合的辦展新模式。

以云化架構(gòu)為引領(lǐng)，業(yè)界積極探索虛擬現(xiàn)實(shí)在各類細(xì)分會(huì)展場(chǎng)景的技術(shù)實(shí)施路徑與業(yè)務(wù)發(fā)展范式。從會(huì)展形式看，可分為僅線上與線上線下相融合的參與方式，遠(yuǎn)程與會(huì)者可通過(guò)自拍視頻前后景摳像或3D 虛擬化身方式線上接入，且交互空間可根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)際由 3DoF 擴(kuò)展至 6DoF。從技術(shù)支撐看，沉浸聲場(chǎng)成為 VR/AR+會(huì)展業(yè)務(wù)的剛需技術(shù)，聽(tīng)音辯位、背景降噪、定向增強(qiáng)與空間混響有助于營(yíng)造線上會(huì)議的臨場(chǎng)感。此外，云上會(huì)展的業(yè)務(wù)架構(gòu)有助于實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)終端瘦身，并將自拍摳像、虛擬化身、環(huán)境渲染、視頻融合、沉浸聲場(chǎng)、6DoF定位追蹤等計(jì)算處理任務(wù)向云邊卸載。

從場(chǎng)景功能看，論壇、圓桌、聚會(huì)、展覽已成為虛擬現(xiàn)實(shí)商貿(mào)會(huì)展的重點(diǎn)場(chǎng)景。以線上線下相結(jié)合的展覽場(chǎng)景為例，身在展廳現(xiàn)場(chǎng)的觀眾與廠方講解者可借助 AR 眼鏡（或展位大屏）同遠(yuǎn)程與會(huì)者交流互動(dòng)，且線上觀眾如臨會(huì)場(chǎng)，聲音方位始終與其虛擬化身位置、現(xiàn)場(chǎng)人員方位朝向?qū)崟r(shí)適配。對(duì)于遠(yuǎn)程觀眾而言，通過(guò)佩戴 6DoF VR 頭顯可在多個(gè)不同展位間逛覽，對(duì)感興趣的展品內(nèi)容湊前交流或同其他線上線下觀眾在展位外公共區(qū)域交流停歇。

此外，若廠方講解者未在展位現(xiàn)場(chǎng)，亦可通過(guò) VR 終端遠(yuǎn)程接入，進(jìn)而與現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程觀眾同步互動(dòng)。當(dāng)前，業(yè)界積極探索加載虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新一代的云上會(huì)展方案，為降低參展企業(yè)云展會(huì)的落地實(shí)施門(mén)檻，其平臺(tái)易用性得到了普遍關(guān)注。例如，華為公司 2020 年推出商臻云展廳解決方案采用云渲染+3D 模型+VR 全景技術(shù)模擬線下場(chǎng)景，觀眾可在虛擬場(chǎng)景中以自由視角逛展。同時(shí)，通過(guò) 3D 環(huán)拍、3D 模型等三維商品展示方式，可進(jìn)一步改善傳統(tǒng)線上 2D 圖片觀眾體驗(yàn)受限的痛點(diǎn)問(wèn)題。

另外，參展企業(yè)可套用不同搭建模板快速布展，附帶虛擬講解員 VR 帶看服務(wù)，并基于云平臺(tái)編解碼、邊緣推流、跨平臺(tái)分發(fā)、8K FOV、CDN、5G 網(wǎng)絡(luò)分片等技術(shù)等保證云上會(huì)展的體驗(yàn)流暢性。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)+ 工業(yè)生產(chǎn)：企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新動(dòng)能

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，針對(duì)產(chǎn)品復(fù)雜度的不斷提升、技能嫻熟工人的緊缺、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與規(guī)劃生產(chǎn)的協(xié)同、營(yíng)銷與銷售績(jī)效的壓力等問(wèn)題，虛擬現(xiàn)實(shí)作為新一代人機(jī)交互工具，可為開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷銷售、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等人員連接起數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界，提升企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中從多元數(shù)據(jù)獲取洞察的能力與水平。當(dāng)前，諸多工業(yè)企業(yè)積極開(kāi)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型的頂層設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)踐，但在制造、營(yíng)銷等特定領(lǐng)域，員工往往與企業(yè)內(nèi)其他職能所依賴的豐富信息生態(tài)系統(tǒng)脫節(jié)，如工廠車間的多數(shù)員工依靠傳統(tǒng)工具和方法來(lái)收集信息和分享知識(shí)。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)這一創(chuàng)新方式有效連接這些員工，組織可以優(yōu)化人員績(jī)效、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)提高效率并促進(jìn)內(nèi)部專業(yè)知識(shí)普及。

虛擬現(xiàn)實(shí)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景可貫穿產(chǎn)品的全生命周期，發(fā)展階段也從起初驗(yàn)證探索向現(xiàn)實(shí)環(huán)境落地。在制造環(huán)節(jié)，客戶要求制造商提供全新的創(chuàng)新產(chǎn)品，增大產(chǎn)品差異化，縮短交付時(shí)間并提高質(zhì)量。復(fù)雜性并非某種新趨勢(shì)，但為解決不斷發(fā)展的產(chǎn)品組合覆蓋面和復(fù)雜度問(wèn)題，制造商須建立更多產(chǎn)線，或提高現(xiàn)有產(chǎn)線的可用性、生產(chǎn)力和靈活性。企業(yè)越來(lái)越多地使用先進(jìn)制造技術(shù)，裝配工、操作員和技術(shù)人員負(fù)責(zé)執(zhí)行的任務(wù)種類也相應(yīng)增多，復(fù)雜的產(chǎn)品帶來(lái)了復(fù)雜的操作，拉升了員工整體技能要求，而不斷流動(dòng)的員工影響了優(yōu)質(zhì)勞動(dòng)力的供給。在裝配/運(yùn)維場(chǎng)景，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的工作說(shuō)明顯著優(yōu)于以往靜態(tài)參考圖片，依托遠(yuǎn)程協(xié)助、3D 可視化、實(shí)時(shí)診斷與反饋等功能特點(diǎn)，可提高按時(shí)交付率、產(chǎn)能利用率、首次修復(fù)率、新人培訓(xùn)效率，減少返工、廢料與不合格率。

3、虛擬現(xiàn)實(shí)+地產(chǎn)營(yíng)銷：行業(yè)差異化競(jìng)爭(zhēng)必由之路

在地產(chǎn)營(yíng)銷領(lǐng)域，針對(duì)線上看房難以直觀清晰了解房屋全貌及諸多細(xì)節(jié)、遠(yuǎn)程看房缺乏實(shí)時(shí)互動(dòng)體驗(yàn)等現(xiàn)狀問(wèn)題，依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，大眾可獲得房屋翔實(shí)的三維復(fù)刻體驗(yàn)，并根據(jù)用戶偏好即時(shí)生成未來(lái)家裝效果預(yù)覽，實(shí)現(xiàn)“線上身臨其境有溫度，線下未來(lái)之家可預(yù)見(jiàn)”。虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)一步提高了線上看房的信息承載含量與質(zhì)量，助力用戶決策，日漸成為地產(chǎn)營(yíng)銷差異化競(jìng)爭(zhēng)的必由之路。有別于傳統(tǒng) 2D 照片與視頻，VR 可以更加清晰地呈現(xiàn)出房源的三維結(jié)構(gòu)、尺度信息、整體戶型、內(nèi)部裝修以及房間細(xì)節(jié)等信息，提高供需對(duì)接效率。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，虛擬現(xiàn)實(shí)+地產(chǎn)營(yíng)銷應(yīng)用可提升房源約看量 100%以上，線下看房時(shí)長(zhǎng)縮短約 10%，房均成交周期縮短約 5%。借助 VR 掃描相機(jī)，可對(duì)房屋進(jìn)行多點(diǎn)多角度掃描，并與彩色鏡頭拍攝的全景照片數(shù)據(jù)相結(jié)合，修正全景照片畸變，在云端重建出房屋完整的 3D 彩色模型。通過(guò)上述過(guò)程重建房屋空間數(shù)字信息，用戶可自主變換觀察角度與位置，不再受限于以往固定位置、固定視角的 2D 房屋圖像。

以 VR 看房代表性企業(yè)為例，對(duì)于不同場(chǎng)景、不同精度的差異化 3D 重建需求，貝殼·如視構(gòu)建了包括激光、結(jié)構(gòu)光、全景相機(jī)、手機(jī)在內(nèi)的多元化解決方案，截止到 2020 年底，已在全國(guó) 180 多個(gè)城市采集、創(chuàng)建并上線超過(guò)九百萬(wàn)套 VR 空間，用戶日均 VR 使用時(shí)間超過(guò) 22 萬(wàn)小時(shí)。與傳統(tǒng)線上房源呈現(xiàn)形式相比，瀏覽時(shí)間提升 270%。在線上 VR 定制裝修設(shè)計(jì)場(chǎng)景中，用戶僅需提供設(shè)計(jì)效果需求，即可獲得自動(dòng)生成包含平面視圖、硬裝軟裝搭配、三維效果在內(nèi)的全屋設(shè)計(jì)方案，用戶可在“裝修”后的客廳、臥室各功能區(qū)移步換景，查看細(xì)節(jié)。在 AI 設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，用戶可按照喜好參與到家裝設(shè)計(jì)中來(lái)，自主更改家居風(fēng)格、拖拽和替換家居物品，實(shí)時(shí)渲染完成相應(yīng)裝修 3D 效果，如貝殼未來(lái)家 AI 設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)等。在線下家居布置效果 AR 預(yù)覽場(chǎng)景中，房屋交易中線下看房難以取代，客戶現(xiàn)場(chǎng)看房時(shí)會(huì)根據(jù)房間空間位置等信息，設(shè)想未來(lái)室內(nèi)家具布置效果。由于空間尺寸不精確、受房間當(dāng)前雜亂陳設(shè)等影響，以往用戶只能“粗放設(shè)計(jì)”。

借助 AR 技術(shù)，用戶不受當(dāng)前房屋環(huán)境客觀限制，以虛實(shí)融合的方式即刻預(yù)覽未來(lái)裝飾效果，給客戶帶來(lái)對(duì)房屋空間的切實(shí)感知和全新想象。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)+地產(chǎn)營(yíng)銷已成為 5G 首批規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。在 4G 時(shí)代的看房業(yè)務(wù)，由于受限 4G 網(wǎng)絡(luò)并考慮瀏覽經(jīng)濟(jì)性，需要將 150MB（以一套 100 平米房屋為例）的 3D 高清數(shù)據(jù)壓縮數(shù)倍，致使部分細(xì)節(jié)呈現(xiàn)失真乃至丟失。隨著 5G 的正式商用，其大帶寬和低時(shí)延的技術(shù)特性，使 3D 數(shù)據(jù)的快速傳輸成為可能，為用戶帶來(lái)高清房源即點(diǎn)即看的進(jìn)階體驗(yàn)。另外，相比 4G 網(wǎng)絡(luò)下用戶瀏覽 VR 房源實(shí)景的效果（單流），5G 大帶寬能力可輕松實(shí)現(xiàn)雙流高清數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸，在用戶手機(jī)上同步呈現(xiàn)裝修前實(shí)景圖和云端渲染后裝修設(shè)計(jì)效果。

4、虛擬現(xiàn)實(shí)+醫(yī)療健康：傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)手段的有效補(bǔ)充

在醫(yī)療健康領(lǐng)域，針對(duì)醫(yī)生短缺、醫(yī)療資源分布不均、診療方式單一等現(xiàn)狀問(wèn)題，虛擬現(xiàn)實(shí)的高沉浸性、高可重復(fù)性、高定制化性、遠(yuǎn)程可控性等特點(diǎn)，有助于豐富教學(xué)和診療手段、降低治療風(fēng)險(xiǎn)、提高設(shè)備利用率、促進(jìn)高素質(zhì)人才和醫(yī)療資源下沉，為醫(yī)患雙方創(chuàng)造便利條件，推動(dòng)醫(yī)療準(zhǔn)確性、安全性與高效性的持續(xù)進(jìn)階。現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)+醫(yī)療尚無(wú)法完全取代真實(shí)診療過(guò)程，但現(xiàn)已作為傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)手段的有效補(bǔ)充，具備規(guī)模推廣的條件，有望成為醫(yī)療行業(yè)的重要輔助技術(shù)手段之一。虛擬現(xiàn)實(shí)+醫(yī)療廣泛用于模擬醫(yī)學(xué)、醫(yī)療工具、診療方案方面，主要涉及醫(yī)學(xué)教育培訓(xùn)、心理/精神疾病治療、強(qiáng)化臨床診治、醫(yī)學(xué)康復(fù)護(hù)理和遠(yuǎn)程醫(yī)療指導(dǎo)等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

其中，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的醫(yī)學(xué)教育培訓(xùn)便于醫(yī)學(xué)用戶以更加直觀、高效、安全的方式學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，實(shí)踐專業(yè)技能，同時(shí)有助于節(jié)省醫(yī)學(xué)教育成本。如緩解了解剖醫(yī)學(xué)解剖樣品供應(yīng)嚴(yán)重短缺，幫助醫(yī)學(xué)生在虛擬手術(shù)臺(tái)上反復(fù)練習(xí)，加快對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的理解，解決了醫(yī)生職業(yè)的準(zhǔn)入門(mén)檻高、在夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)需要配合大量解剖練習(xí)掌握實(shí)戰(zhàn)技巧等問(wèn)題。此外，可面向外科醫(yī)生在重大手術(shù)前開(kāi)展模擬和訓(xùn)練，進(jìn)而對(duì)手術(shù)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題提前預(yù)知，如 Level Ex 通過(guò)對(duì)人體組織動(dòng)力學(xué)、內(nèi)窺鏡設(shè)備光學(xué)和運(yùn)動(dòng)流體的現(xiàn)實(shí)模擬，針對(duì)外科手術(shù)醫(yī)生提供了一種避免對(duì)人產(chǎn)生傷害的手術(shù)訓(xùn)練方式；心理/精神類疾病診治中采用虛擬現(xiàn)實(shí)療法可免于創(chuàng)建真實(shí)治療環(huán)境，通過(guò)為患者模擬不同的環(huán)境場(chǎng)所，提供認(rèn)知行為刺激或進(jìn)行暴露療法，刺激病患大腦中相關(guān)的感應(yīng)區(qū)，提供了一種治療心理精神類疾病的無(wú)藥物方法，且患者可居家治療。

如凡聚科技構(gòu)建出可誘發(fā)心理障礙患者恐懼和焦慮等情緒的虛擬場(chǎng)景，通過(guò)暴露療法治療恐高癥、幽閉恐懼癥患者。Relax VR 模擬海灘、海洋、海風(fēng)、海浪等場(chǎng)景，對(duì)用戶進(jìn)行放松，緩解其壓力、焦慮和抑郁；臨床診療強(qiáng)化借助 VR 技術(shù)對(duì)患者病灶體征等進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，可應(yīng)用于臨床疾病輔助診斷，達(dá)到減少疼痛、消除患者緊張和恐懼效果，幫助醫(yī)生獲取更加全面的病患信息，減少患者在就診過(guò)程中不便，如手術(shù)計(jì)劃協(xié)助系統(tǒng)可通過(guò)計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT），磁共振（MR）、超聲心動(dòng)圖和 C 型臂透視圖像，創(chuàng)建器官、血管等 3D 全息影像，醫(yī)生可借此與患者交流病情，識(shí)別最佳的治療方法，進(jìn)行針對(duì)性的術(shù)前規(guī)劃，從而達(dá)到更好的治療效果；醫(yī)學(xué)康復(fù)護(hù)理借助虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練內(nèi)容為患者的神經(jīng)系統(tǒng)提供有意義的刺激，同時(shí)利用多感覺(jué)訓(xùn)練來(lái)改善大腦的神經(jīng)可塑性，從而引起功能恢復(fù)。VR 讓患者在虛擬環(huán)境中扮演角色，充分調(diào)動(dòng)利用患者自主性，通過(guò)訓(xùn)練動(dòng)作與之進(jìn)行交互，虛擬環(huán)境及時(shí)給予患者評(píng)估和反饋，充分激發(fā)患者參與治療積極性，使被動(dòng)治療變?yōu)橹鲃?dòng)治療。

如微軟開(kāi)發(fā)的 VR 系統(tǒng) Canetroller，創(chuàng)新性地將視障人員視覺(jué)性體驗(yàn)轉(zhuǎn)換為聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。MindMaze 專注于將虛擬現(xiàn)實(shí)與運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)與腦機(jī)界面相結(jié)合，改善患者中風(fēng)康復(fù)治療；遠(yuǎn)程醫(yī)療指導(dǎo)通過(guò)超高清回傳再現(xiàn)的 VR/AR 視頻，結(jié)合反饋設(shè)備為遠(yuǎn)程支援醫(yī)生提供更真實(shí)的病況，可為病人提供高階會(huì)診服務(wù)，提高手術(shù)成功率。

5、虛擬現(xiàn)實(shí)+ 教育培訓(xùn)：教學(xué)模式由被動(dòng)接受向自主體驗(yàn)升級(jí)

在教育培訓(xùn)領(lǐng)域，針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中部分課程內(nèi)容難于記憶、難于實(shí)踐、難于理解等現(xiàn)狀問(wèn)題，虛擬現(xiàn)實(shí)有助于提升教學(xué)質(zhì)量與行業(yè)培訓(xùn)效果。在面向大眾的教育教學(xué)方面，Edgar Dale 的“學(xué)習(xí)尖塔”理論認(rèn)為，學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)情境的參與度越高，記憶就越牢固，借助體驗(yàn)習(xí)得的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)教學(xué)培訓(xùn)方式（文字符號(hào)、錄音廣播、靜態(tài)圖片等）。依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生通過(guò)與各種虛擬物品、復(fù)雜現(xiàn)象與抽象概念進(jìn)行互動(dòng)，得以身臨其境的體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界中難以實(shí)現(xiàn)的“實(shí)操”機(jī)會(huì)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)注意力水平，提升知識(shí)保留度，降低潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)有助于輔助教師高效授課，釋放新一代信息技術(shù)帶來(lái)創(chuàng)新潛力。

在教育部等多部委聯(lián)合印發(fā)的《教師教育振興行動(dòng)計(jì)劃（2018—2022 年）》中指出，要充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)，推進(jìn)教師教育信息化教學(xué)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)和應(yīng)用，推動(dòng)以自主、合作、探究為主要特征的教學(xué)方式變革。在面向企業(yè)的技能培訓(xùn)方面，根據(jù)各類企業(yè)培訓(xùn)目標(biāo)定位的差異，通常可分為面向任務(wù)過(guò)程的培訓(xùn)、多人協(xié)同設(shè)備設(shè)施培訓(xùn)與基于 AI 的軟技能培訓(xùn)等。與 K-12 等具備標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)置的教育市場(chǎng)不同，企業(yè)市場(chǎng)中 VR 培訓(xùn)在各垂直行業(yè)呈現(xiàn)高度定制化、情景長(zhǎng)尾化的特點(diǎn)，且對(duì) VR 創(chuàng)新應(yīng)用項(xiàng)目的投資回報(bào)要求更為明確。例如，在面向石油化工行業(yè)的職業(yè)教育領(lǐng)域，易智時(shí)代依托云 VR 平臺(tái)為石化企業(yè)員工提供了設(shè)備操作演練、工藝流程模擬、安全事故還原、結(jié)構(gòu)原理講解、智能巡檢、技能考核等多場(chǎng)景的垂直行業(yè) VR 培訓(xùn)解決方案，旨在提高培訓(xùn)效果與效率。

6、虛擬現(xiàn)實(shí)+ 文娛休閑：新型信息消費(fèi)模式的新載體

在文娛休閑領(lǐng)域，針對(duì)傳統(tǒng)文娛體驗(yàn)互動(dòng)性有限、社交性不足、體驗(yàn)形式單一等現(xiàn)狀問(wèn)題，虛擬現(xiàn)實(shí)支持融合型、分享型和沉浸型數(shù)字內(nèi)容與服務(wù)，有助于圍繞信息技術(shù)融合創(chuàng)新應(yīng)用，打造信息消費(fèi)升級(jí)版，培育中高端消費(fèi)領(lǐng)域新增長(zhǎng)點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)在文娛休閑中主要用于商超、旅游、社交、游戲、劇集與活動(dòng)直播等應(yīng)用場(chǎng)景。作為高頻次、大流量、趨勢(shì)性的消費(fèi)場(chǎng)景，智慧商業(yè)綜合體匯集人流、物流、資金流和信息流，是推廣信息化應(yīng)用和培育新型信息消費(fèi)模式的新載體和理想試驗(yàn)田。

以數(shù)字化賦能實(shí)體商業(yè)，以流量平臺(tái)激活實(shí)體商圈，以虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景引領(lǐng)消費(fèi)新時(shí)尚，推進(jìn)商業(yè)綜合體和萬(wàn)家實(shí)體商戶上云用數(shù)賦智，是推動(dòng)消費(fèi)業(yè)態(tài)推陳出新，深化商旅文體協(xié)同，提升綜合體、消費(fèi)者和商戶的獲得感，滿足人民群眾對(duì)美好生活的需要的關(guān)鍵舉措。2020 年中國(guó)電信推出了 5G MEC 商業(yè)綜合體云 XR 數(shù)字孿生平臺(tái)，面向商家提供了基于 MEC 的商場(chǎng)信息化應(yīng)用、數(shù)字孿生系統(tǒng)、客流軌跡精細(xì)化分析等應(yīng)用，面向消費(fèi)者提供了虛擬導(dǎo)購(gòu)、虛擬景觀、紅包探寶、點(diǎn)評(píng)導(dǎo)航、娛樂(lè)空間、虛擬化身直播等功能，旨在加速推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)等新型智能交互技術(shù)與線下消費(fèi)場(chǎng)景的深度融合。

2020 年萬(wàn)達(dá)集團(tuán)舉辦商業(yè)中心 5G 創(chuàng)新應(yīng)用大賽，并聯(lián)合產(chǎn)業(yè)伙伴發(fā)布《商業(yè)中心 5G 創(chuàng)新應(yīng)用白皮書(shū)》，XR 成為商業(yè)中心智能服務(wù)的核心業(yè)務(wù)。智慧旅游方面，AR 實(shí)景導(dǎo)覽與 VR 行前預(yù)覽，豐富了景點(diǎn)的游覽方式，營(yíng)造沉浸式的互動(dòng)體驗(yàn)。如通過(guò)將莫高窟景區(qū)文物與風(fēng)景融合呈現(xiàn)，華為河圖實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)識(shí)物的自助講解、文物復(fù)原、場(chǎng)景再現(xiàn)等功能，幫助游客對(duì)景觀概要“知其然，亦知其所以然”。

線上社交方面，虛擬現(xiàn)實(shí)通過(guò)手勢(shì)識(shí)別、虛擬化身、表情識(shí)別等更加個(gè)性化、更具表現(xiàn)力、日益豐富沉浸的互動(dòng)形式，突破了傳統(tǒng)線上社交的體驗(yàn)瓶頸，開(kāi)啟了網(wǎng)絡(luò)社交 2.0。2020 年臉書(shū)啟動(dòng) VR 社交平臺(tái)Horizon 試運(yùn)營(yíng)，用戶可利用 Grant 等創(chuàng)作工具自行構(gòu)建可與他人共享的虛擬世界互動(dòng)體驗(yàn)。3D 游戲方面，成熟的受眾群體以及玩家對(duì)于新技術(shù)的積極態(tài)度使得虛擬現(xiàn)實(shí)游戲成為文娛休閑領(lǐng)域的市場(chǎng)重點(diǎn)。

Valve 推出的首款 VR 游戲《半條命：艾利克斯》成為 2020 年VR 游戲爆款，該游戲在物品場(chǎng)景互動(dòng)性、畫(huà)面細(xì)節(jié)擬真度等方面進(jìn)步顯著，為 STEAM VR 平臺(tái)新增發(fā)展百萬(wàn)用戶。劇集視頻及活動(dòng)直播方面，VR 巨幕影院、360 3D 視頻等媒體形式突破屏幕尺寸和空間位置的限制，為用戶提供影視作品、綜藝節(jié)目、體育賽事、風(fēng)景名勝等內(nèi)容題材，并引入社交互動(dòng)元素，給用戶帶來(lái)新的觀賞體驗(yàn)。VR和AR與“新基建”背景下的多個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域密切相關(guān)。在今年新冠疫情的影響下，視頻社交、視頻會(huì)展等虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)新應(yīng)用市場(chǎng)逆勢(shì)增長(zhǎng)，表現(xiàn)出對(duì)新型基礎(chǔ)設(shè)施更加迫切的需求，并對(duì)通信基礎(chǔ)設(shè)施的帶寬、時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、對(duì)算力基礎(chǔ)設(shè)施的計(jì)算、存儲(chǔ)能力提出了不斷進(jìn)階支撐要求。2020年，VR、AR迎來(lái)了快車道的發(fā)力窗口期，我國(guó)在這個(gè)行業(yè)中的很多細(xì)分領(lǐng)域與國(guó)際差距不大，若能抓住此次機(jī)遇，未來(lái)會(huì)早就一個(gè)國(guó)際領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)鏈條。原文標(biāo)題：數(shù)年沉寂之后，VR/AR產(chǎn)業(yè)開(kāi)始起飛！

文章出處：【微信公眾號(hào)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq