工信部《虚拟现实产业发展白皮书50》

工信部《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。概述与点评《白皮书》指出，虚拟现实的行业应用有望全面展开，文化内容将日趋繁荣，技术体系和产业格局也将初步形成，我国虚拟现实产业若不尽快布局，将再次陷入落后和追赶国外的局面。未来应该提前谋划布局做好顶层设计，通过财政专项支持虚拟现实技术产业化，实现核心技术突破，加强文化和品牌建设。易观智库分析师佘双琳认为：“虽然白皮书主要是行业认知层面的概述，并不涉及政策指导，但作为官方文件足以说明国家对于虚拟现实行业价值的肯定。正如白皮书所指，虚拟现实的应用还存在较多的难题。就目前而言，VR产业发展有两大关键点，即硬件与内容。首先要成为消费级的应用，硬件必须在满足消费者的价格要求同时，还要保证良好的用户体验，能够长期被消费者使用。其次，要建立内容平台，对消费者产生持续的吸引力。同时，还要保证VR内容具备盈利的价值，使消费者具有对内容有付费意愿，这样才能促进内容平台的持续发展。”前言信息产业是我国国民经济的基础性、战略性、先导性产业，对我国经济结构调整具有重要的示范意义，是稳增长、促改革的主战场。我国是全球领先的信息产业大国，以虚拟现实等产品为代表的一批市场反响好、用户体验佳的创新性产品推动了供给侧改革，成为提升消费类电子产品有效供给能力的重要手段。虚拟现实技术起源于20世纪60年代，是指借助计算机系统及传感器技术生成三维环境，创造出一种崭新的人机交互方式，通过调动用户各种感官（视觉、听觉、触觉、嗅觉等）来享受更加真实的、身临其境的体验。随着硬件性能的提升和成本的大幅度降低，近年来虚拟现实产品获得了广泛发展，特别是2016年美国消费电子展上，虚拟现实产品成为展会的绝对主角。在工业和信息化部电子信息司指导下，中国电子技术标准化研究院组织编写了《虚拟现实产业发展白皮书》。本白皮书全面阐述国内外虚拟现实产业发展现状、技术特点、关键技术环节和主要应用领域等，并分析未来提升空间，给出相应的政策建议。最后，列出了当前国内外已发布的部分典型虚拟现实产品。本白皮书主要起草人：刘华益、汪莉、单磊、杨震、贾博文、赵晓莺、张素兵、孙齐锋、路程、王聪。目录一、虚拟现实发展情况综述4（一）我国虚拟现实产业发展情况4（二）国际虚拟现实产业发展情况5（三）虚拟现实标准化情况7二、虚拟现实技术特点10（一）技术综述10（二）虚拟现实产业链12（三）虚拟现实技术演进方向13（四）虚拟现实技术瓶颈和急需解决问题16三、关键领域应用19（一）军事领域19（二）游戏娱乐领域19（三）医学领域20（四）工业领域20（五）教育文化领域21四、我国虚拟现实提升空间21（一）需提升硬件性能以支撑数据快速处理21（二）需完善应用生态环境以拓展应用范围22（三）需加强公共服务解决行业共性问题23五、政策建议23（一）提前谋划布局做好顶层设计24（二）推进产业化和行业应用25（三）加强文化和品牌建设27附件：部分典型产品代表29（一）蚁视（VR头盔）29（二）深圳3Glasses（VR头盔和一体机）33（三）乐相大朋（一体机）34（四）乐视（手机VR头盔）35（五）HTC（VR头盔）36（六）三星（手机VR头盔）36（七）索尼Morpheus（VR头盔）36（八）微软HoloLens（AR头盔）36（九）OculusRift（VR头盔）36一、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，VirtualReality）、增强现实（AR，AugmentedReality）和混合现实（MR，MixedReality）。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，AugmentedVirtualEnvironment）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。如腾讯、暴风科技、乐视网等。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VortualBoy游戏机，电影方面有《异度空间》(LawnmowerMan)、《时空悍将》(Virtuosity)和《捍卫机密》(JohnnyMnemonic)，书籍方面有《雪崩》(SnowCrash)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(MichaelAbrash)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。表1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/IECJTC1/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/IECJTC1/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），SC24和SC29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AdvancedTelevision报道，英国数字媒体技术革新合作中心DTG(DigitalTVGroup)的CEORich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