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官方视角解读虚拟现实产业白皮书:需提升传感器等硬件性能

时间:2016-05-05 作者:VR观察 点击:

近期,工信部发布了《虚拟现实产业发展白皮书5.0》,用14000多字讲述了当前中国虚拟现实产业的发展状况,并提出了相关政策,从国家层面上充分肯定了虚拟现实行业,值得VR从业者认真研读。

虚拟现实发展情况综述

虚 拟现实技术是一种计算机仿真系统,通过对三维世界的模拟创造出一种崭新的交互系统。它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的交互式三维动态视 景和实体行为系统仿真,并使用户沉浸到该环境中。在产业界,将虚拟现实定义为三类技术应用方式:虚拟现实(VR,Virtual Reality)、增强现实(AR,Augmented Reality)和混合现实(MR,Mixed Reality)。实际上,在学术界的划分中,混合现实技术还分为增强现实和增强虚拟环境(AVE,Augmented Virtual Environment)两类。

(一)我国虚拟现实产业发展情况

根 据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006~2020)的内容,虚拟现实技术属于前沿技术中信息技术部分三大技术之一。重点研究电子学、心理学、 控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术,研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟 现实技术和系统。

我国从90年代起开始重视虚拟现实技术的研究和应用,由于技术和成本的限制,主要应用对象为军用和高档商用,适用于普通消费者的产品近年来才随着芯片、显示、人机交互技术的发展,逐步进入市场。

目前,我国虚拟现实企业主要分为两大类别。一是成熟行业依据传统软硬件或内容优势向虚拟现实领域渗透。其中智能手机及其他硬件厂商大多从硬件布局。比如,联想与蚁视合作研发的便携式设备乐檬蚁视虚拟现实眼镜;魅族与拓视科技开展合作,推出手机虚拟现实头盔。

而 游戏、动漫制作厂商或视频发布平台,大多从软件和内容层面切入。2015年7月,爱奇艺宣布将发布一款非商用的虚拟现实应用,目前已经和一些虚拟现实厂商 做了初步适配,优酷土豆集团董事长兼CEO古永锵在首届开放生态大会上宣布将正式启动虚拟现实内容的制作。二是新型虚拟现实产业公司,包括生态型平台型公 司和初创型公司。该类型企业在硬件、平台、内容、生态等领域进行一系列布局,以互联网厂商为领头羊。

艾媒咨询数据显示,2015年中国虚拟现实行业市场规模为15.4亿元,预计2016年将达到56.6亿元,2020年国内市场规模预计将超过550亿元,我国虚拟现实产业正在高速发展中。

(二)国际虚拟现实产业发展情况

早 在20世纪90年代,就已经有3D游戏上市,虚拟现实在当时也引发了类似于当前的关注度。例如,游戏方面有Virtuality的虚拟现实游戏系统和任天 堂的Vortual Boy游戏机,电影方面有《异度空间》(Lawnmower Man)、《时空悍将》(Virtuosity)和《捍卫机密》(Johnny Mnemonic),书籍方面有《雪崩》(Snow Crash)和《桃色机密》(Disclosure)。但是,当时的虚拟现实技术没有跟上媒体不切合实际的想象。例如,3D游戏画质较差,价格高,时间延 迟,设备计算能力不足等。最终,这些产品以失败告终,因为消费者对这些技术并不满意,所以第一次虚拟现实热潮就此消退。

2014 年,Facebook 以 20 亿美元收购Oculus后,类似的虚拟现实热再次袭来。在过去的两年中,虚拟现实/增强现 实领域共进行了 225 笔风险投资,投资额达到了 35 亿美元。 Digi-Capital 数据(2015 年 12 月)显示,过去 12 个月各企业在增强/虚拟现实领域的投资,其投资额已突破 10 亿美元。 而根据 CBInsights 的统计,2014 年全球虚拟现实公司的风险 融资额高达 7.75 亿美元,同比增长超过 100%,2015H1 实现 融资额 2.48 亿美元。与 90 年代的失败相比,当前计算机的运算能力足够强大,足以用于渲染虚拟现实世界。同时,手机的性能得到大幅提升。总之,当前的技术已经解决了 90 年代的许多局限。也正因如此,一些大型科技公司逐步参与其中。

Oculus 首席科学家迈克尔阿布拉什(Michael Abrash)表示,公司仍在继续研发触觉、视觉显示、音频和追踪等方面的技术。这意味着 2016 年发布的虚拟现实/增强现实产品将开始解决上述问题,并且在未来三、五年里还会持续改善。目前虚拟现实行业仍处于起步阶段,供应链及配套还不成熟,但是发 展前景引人想象,预计未来市场潜力巨大。

按 照 Digi-Capital 预测,虚拟现实/增强现实硬件和软件市场潜 力将达到 1500 亿美元规模,预计未来 5 年复合增长率超过 100%。而据游戏行业分析公司 Superdata 预测,到 2017 年底将会卖出 7000 万台虚拟现实头显,带来 88 亿美元的虚拟现实 硬件盈利和 61 亿 美元的虚拟现实软件盈 利 。 根 据 TrendForce 的最新预测,2016 年虚拟现实的市场总价值将会接近 67 亿美元。到 2020 年,如果苹果加入,其价值可能会高达 700 亿元美金。从各咨询研究机构预测数据来看,虚拟现实/增强现实未来 5 年将实现超高速增长。

国内外虚拟现实行业在发展过程中的主要区别

国内外虚拟现实行业在发展过程中的主要区别

(三)虚拟现实标准化情况

虚拟现实产业快速健康发展需要标准和规范引导,目前 标准严重缺失,整个产业链发展就像带着锁链在跳舞,这个锁链就是不适合虚拟现实的一些现有标准和规范,因为虚拟 现实的一些技术要求超出了原有的一些配套行业的技术要求。

虽 然国际上虚拟现实的技术和产品呈一片如火如荼的繁荣景象,但虚拟现实存在内容短板:虚拟现实内容稀缺、 制作成本过高,内容呈现方式多样,虚拟现实内容没有统一标准,各类虚拟现实设备之间还无法实现互联互通,成为制约虚拟现实大规模产业应用的关键因素;同时 虚拟现实内容数据量庞大,给实时网络传输带来新挑战。

标 准问题已经引起了国际各方的关注,目前国际上已经 开展相关标准化活动的有 ISO/IEC JTC1/SC24(国际标准化 组织/国际电工委员会第 1 联合技术委员会第 24 分委会:计 算机图形、图像处理和环境数据表示)以及 ISO/IEC JTC1/SC29(国际标准化组织/国际电工委员会第 1 联合技委员会第 29 分委会:音频、图像、多媒体和超媒体信息),SC 24 和 SC 29 建立了联合工作机制,共同推动增强现实连 续统一体概念及参考模型(ARC)的相关标准,

另 外,也有一些非官方的组织在考虑虚拟现实的标准化问题。据 Advanced Television 报道,英国数字媒体技术革新 合作中心 DTG(Digital TV Group)的 CEO Rich 日前表示,该 组织将考虑推进虚拟现实的标准化。Lindsay-Davies 在拉斯维加斯的消费电子展上看到了虚拟现实技术的兴起,他在威斯敏斯特媒体论坛有关电视融合的主题演讲研讨会上表示, 已有 30 位资深业界高管向他表示热切希望启动虚拟现实技 术的标准化。DTG 先前已发布了一份有关虚拟现实的白皮书,计划在 2016 年开展进一步的研究。

国 内方面,AVS 标准工作组已启动虚拟现实音视频编解码技术研发,有望推出我国自主知识产权的 AVS 虚拟现实标 准。基于虚拟现实技术发展现状及业界需求,AVS 标准工作组启动虚拟现实技术标准的制定,并吸引了北京大学、清华 大学、中国科学技术大学等科研院校及华为、腾讯、乐视、 爱奇艺、暴风等知名企业共同参与。AVS 工作组将牵头组织各成员单位共同就虚拟现实内容表示、虚拟现实内容生成与制作、虚拟现实内容编码、虚拟现实交互、虚拟现实内容存储、虚拟现实内容分发和虚 拟现实显示等关键技术进行探讨,以期为业界制定出先进、高效的 AVS 虚拟现实内容编码技术标准。有关专家表示,AVS 虚拟现实标准的制定和应用, 能延续 AVS 系列标准的影响,为我国带来巨大经济效益与社 会效益,全力促进我国音视频产业变大变强。

在 虚拟现实终端设备方面,我国不管是增强现实、虚拟现实或是混合现实,虽然专注于此领域的公司有近百家,但多数团队都是技术型的创业团队,对行业的商业模式 和应用 方案并没有成型的思考,产品化能力捉襟见肘。和国外比, 在高性能的传感器领域还有很大的差距,在 GPU 底层开发上的技术也比较薄弱,软件主要是在图像拼接和播放器领域 还有较大的差距。这些差距需要大量的投入以及人力资源才能追上。同时,投机性过强也成为阻碍增强现实/虚拟现实发展的主要原因,很多产品在存在明显瑕疵的 情况下就急于发 布。在大厂都在明显炒作概念的环境下,很难指望小厂能踏踏实实做研发。因此,国内的相关企业呼吁应尽快启动虚拟 现实标准化工作研究,建立虚拟现实技术标准体系,规范行业发展。

二、虚拟现实技术特点

( 一)技术综述

虚 拟现实基于动态环境建模技术、立体显示和传感器技 术、系统开发工具应用技术、实时三维图形生成技术、系统 集成技术等多项核心技术,主要围绕虚拟环境表示的准确 性、虚拟环境感知信息合成的真实性、人与虚拟环境交互的 自然性、实时显示、图形生成、智能技术等问题的解决使得 用户能够身临其境地感知虚拟环境,从而达到探索、认识客 观事物的目的。虚拟现实具有以下三个重要特征,常被称为虚拟现实的 3i 特征:

1、 构想性(Imagination)。指虚拟的环境是人想像出来的,同时这种想像体现出设计者相应的思想,

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