虛擬現(xiàn)實等新技術加速應用，與實體經(jīng)濟深度融合
前沿技術引領 產(chǎn)業(yè)實打?qū)嵃l(fā)展（創(chuàng)新驅(qū)動 開辟新領域③）
來源：人民日報 發(fā)布時間：2023-03-27 08:50:14
游客在黑龍江哈爾濱冰雪元宇宙體驗中心體驗“雪地飛車”項目。新華社記者 張 濤攝
習近平總書記指出，要加快新能源、人工智能、生物制造、綠色低碳、量子計算等前沿技術研發(fā)和應用推廣，支持專精特新企業(yè)發(fā)展。
作為新一代信息技術的前沿方向、數(shù)字經(jīng)濟的前沿領域，近年來，以AR（增強現(xiàn)實）、VR（虛擬現(xiàn)實）等為代表的XR（擴展現(xiàn)實）技術及相關產(chǎn)業(yè)方興未艾。當前我國的XR技術的現(xiàn)狀如何？在哪些新領域落地應用？發(fā)展前景如何？記者進行了采訪。
以虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等為代表的擴展現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速
在虛擬電站中，通過AR將豐富的虛擬信息疊加在真實的設備上，幫助巡檢工人更高效地檢查設備狀態(tài)、識別設備故障；戴上VR眼鏡，就能和遠在另一個城市的好友遠程打一場乒乓球，擊拍、回拍，幾乎感受不到時延。
一般說來，擴展現(xiàn)實是一個綜合性的概念，指通過計算機技術和可穿戴設備產(chǎn)生的一個真實與虛擬組合、可人機交互的環(huán)境和其中的內(nèi)容，包括VR、AR和MR（混合現(xiàn)實）。
VR、AR、MR雖然都為用戶提供虛擬體驗服務，但在技術上有一定差異：VR是利用計算機模擬創(chuàng)建一個三維空間的虛擬世界，提供視景和實體行為的系統(tǒng)仿真；AR可理解為“真實世界+數(shù)字化信息”，是一種將計算機構(gòu)建的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實場景之上的技術；MR是指合并了現(xiàn)實和虛擬世界而產(chǎn)生的新的可視化環(huán)境，用戶可在其中與物理對象、數(shù)字對象共存，并實時互動。
就成熟度而言，當前以虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等為代表的擴展現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術、市場應用發(fā)展較快。其中，我國虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)初步構(gòu)建起以技術創(chuàng)新為基礎的生態(tài)體系，正邁入以產(chǎn)品升級和融合應用為主線的發(fā)展窗口期。數(shù)據(jù)顯示，2019年至2021年，我國虛擬現(xiàn)實市場規(guī)模從282.8億元增長至583.9億元，預計今年將突破1000億元。
記者在山東濰坊高新區(qū)元宇宙科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園看到，這里集聚了上百家從事硬件生產(chǎn)、軟件開發(fā)、內(nèi)容制作的創(chuàng)新企業(yè)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈逐漸形成。
園內(nèi)的新科視典（山東）數(shù)字科技有限公司已開發(fā)多個基于虛擬現(xiàn)實技術打造的教育、文旅項目，把課堂、展廳“搬進”了虛擬現(xiàn)實空間。“過去，我們在互聯(lián)網(wǎng)上進行信息交互，更多是在個人電腦或移動端上，而虛擬現(xiàn)實等技術正給我們提供一個新的入口。”新科視典聯(lián)合創(chuàng)始人李強說，“擴展現(xiàn)實是高度多元化的新產(chǎn)業(yè)，硬件能力要提升，軟件和內(nèi)容也需要提升，包括存儲、運算、網(wǎng)絡等，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)短板，都會影響用戶的整體體驗。”
“融合、交互、協(xié)同”是新一代信息技術發(fā)展的突出特點，也是帶動擴展現(xiàn)實相關產(chǎn)業(yè)飛躍的關鍵詞，既包括與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、5G的融合創(chuàng)新，也包括硬件、軟件、內(nèi)容方面的協(xié)同創(chuàng)新。
“比如，VR在硬件、軟件、內(nèi)容上是一種耦合共生、互相促進的關系。硬件技術和性能上的提升，會帶動軟件研發(fā)和內(nèi)容制作上的高幀率、高清渲染、高沉浸度，給用戶更好的使用體驗；軟件、內(nèi)容上的豐富和應用場景的拓展也有助于帶動行業(yè)發(fā)展，擴大硬件設備的市場需求，促進硬件技術的突破和提升。”智能穿戴設備企業(yè)PICO的消費市場負責人易煊說。
易煊說：“在技術特性上，VR需要通過計算機圖形學、人機交互、近眼顯示等多個技術領域的結(jié)合來實現(xiàn)，這就需要研發(fā)者深入了解這些技術，并在其中找到連接點和創(chuàng)新點。”
技術創(chuàng)新對擴展現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關重要
走進位于山東省濰坊市的歌爾股份有限公司，光波導、折疊光路、自由曲面……搭載著各種聲、光、電新技術的VR、AR設備佩戴起來輕便舒適，顯示清晰。AR眼鏡可以使佩戴者同時看到物理世界與數(shù)字對象，需要新型的光學顯示技術。
“以光波導技術為例，要在一個外觀像普通眼鏡的鏡片上顯示圖像，需要在鏡片上做復雜的微納光學結(jié)構(gòu)，通過光學技術把微型顯示屏的圖像信號傳導到人眼中來，這背后要利用光的衍射效應、納米壓印加工等非常復雜的原理和工藝，屬于高精尖的技術。” 歌爾股份產(chǎn)品經(jīng)理李雙龍說。
一副與普通眼鏡重量差不多的AR眼鏡，需要用到非常多的減重和小型化技術。李雙龍介紹：“AR眼鏡是要長時間佩戴的，所以輕便、小巧是很重要的需求。以前用的大部分材料是塑膠、鎂合金，我們研發(fā)、應用了碳纖維材料和新型輕金屬材料，能夠減重30%以上；在縮小體積方面，用到了高度集成的系統(tǒng)級封裝技術，在集成復雜功能的同時，使體積更小。”
技術上的創(chuàng)新對于擴展現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關重要。歌爾股份營銷副總裁常剛認為，VR、AR設備是多技術、多感知交互融合的系統(tǒng)性平臺產(chǎn)品，在光學、聲學、材料、封裝技術等方面都有很高的要求。近年來，以近眼顯示技術、關鍵器件制造為代表的技術突破，明顯改善了VR、AR設備佩戴的舒適性。壓縮屏幕到人臉距離的同時，能夠保持畫面、聲音的清晰度，提升了用戶體驗。
追蹤定位、感知交互等技術也是擴展現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)突破的方向。“PICO在這些方面加大研發(fā)投入力度，取得了積極進展。在新產(chǎn)品中我們配置了毫米級精度和毫秒級延時的空間定位技術。后續(xù)還會在眼動追蹤、面部追蹤、自動瞳距調(diào)節(jié)等功能上有更進一步的升級。”易煊說。
“虛擬世界中，三維數(shù)據(jù)是最基礎的數(shù)據(jù)，就像搭積木一樣，沒有數(shù)據(jù)支撐，VR、AR等就會成為空中樓閣。”據(jù)景致三維元宇宙產(chǎn)業(yè)研究院負責人王文新介紹，擴展現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，離不開基礎數(shù)據(jù)支撐，因此也需要全自動3D圖像采集便攜設備、快速低成本建模應用軟件等數(shù)據(jù)工具的創(chuàng)新研發(fā)。
融合應用的創(chuàng)新生態(tài)正在形成
截至2022年底，已有20多個省份發(fā)布虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)相關建設規(guī)劃。近年來，各地各部門持續(xù)加強政策支持和規(guī)劃引領，工信部等先后出臺《關于加快推進虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》《虛擬現(xiàn)實與行業(yè)應用融合發(fā)展行動計劃（2022—2026年）》等，助力相關產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。據(jù)賽迪研究院預測，2025年國內(nèi)虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望超2500億元。
一方面，VR、AR、MR等領域創(chuàng)新活躍；另一方面，更需要持續(xù)創(chuàng)新。聯(lián)想集團較早開始布局AR研發(fā)，并將虛實映射、虛實疊加、虛實聯(lián)動等技術應用于生產(chǎn)、維修等各個環(huán)節(jié)，提升產(chǎn)業(yè)智能化水平；浪潮集團2022年發(fā)布了服務于大規(guī)模、高復雜、高逼真數(shù)字場景協(xié)同創(chuàng)建的服務器……隨著企業(yè)創(chuàng)新主體的不斷發(fā)力，擴展現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術基礎日益夯實，融合應用的創(chuàng)新生態(tài)正在形成。
同心視界智能科技有限公司成立于2017年，布局研發(fā)量子點顯示材料，向產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)進軍。“量子點顯示材料主要應用于QLED顯示技術，將解決VR、AR顯示屏幕畫質(zhì)不清晰、眩暈等問題。”公司總經(jīng)理張培順說，“在高科技行業(yè)，競爭非常激烈，我們必須積極搶占技術制高點。”
技術是“虛擬”的，產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻是實打?qū)嵉摹?023年2月，濰坊出臺《濰坊市打造元宇宙技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)之都行動計劃（2023—2026年）》，從產(chǎn)業(yè)技術攻關、產(chǎn)業(yè)鏈條延伸等五方面發(fā)力，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)調(diào)發(fā)展，打造結(jié)構(gòu)合理、生態(tài)完善的產(chǎn)業(yè)體系。
產(chǎn)學研用高效協(xié)同、大中小企業(yè)融通的創(chuàng)新體系在加快構(gòu)建。在濰坊，已形成了以歌爾股份為“鏈主”企業(yè)，共達電聲、華光光電等為骨干的消費電子產(chǎn)業(yè)鏈、光電產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。當?shù)?0所職業(yè)院校有近半開設了“元宇宙”相關專業(yè)，依托院校打造的山東省虛擬現(xiàn)實實訓基地每年培養(yǎng)相關人才1200余人。
責任編輯：平小娜
