20年来，虚拟现实成为广受关注的发展热点，虚拟现实产业也迎来了重要的战略发展窗口期。
作为一种新的通用计算平台，虚拟现实的真正价值或意义将体现在其与行业领域的深度融合和广泛应用，最终将撬动数万亿美元的产值，从而改变人类对世界的认识并改造它。
。
为世界的运作方式带来颠覆性的改变。
赛迪智库专家持续跟踪这一热点，对其军事、制造、娱乐、教育、医疗卫生、文化艺术、旅游等主要应用领域进行深入研究。
2019年9月7日，赛迪智库召开了主题为“虚拟现实行业应用的引爆点”的报告会，并发布了《虚拟现实产业与应用发展白皮书》。
赛迪智库电子信息产业研究院副院长温晓军博士就此发表了精彩演讲。
现将温博士报告全文PPT及演讲摘要发布给读者。
虚拟现实的对象是“人”而不是“物”。
虚拟现实基于人们的直观体验，是人类认识和改造世界的新方式。
与其他直接作用于“物”的技术不同，虚拟现实本身并不是一种生产工具。
它通过影响人们的认知体验来间接作用于“事物”，从而提高效率。
虚拟现实是一种易于使用、易于理解的对客观世界的改造。
一是抽象事物的具体化，包括一维、二维、多维到三维的转换，以及信息数据的可视化建模。
二是观察视角的自主性，可以突破空间物理尺寸的限制，进行增强观察、全景观察、自然运动观察，且观察视野不受空间物理尺寸的限制。
屏幕。
三是交互方式的自然化。
将传统键盘、鼠标的输入输出方式转变为手眼协调的自然人机交互方式。
狭义上的虚拟现实特指VR，其特点是具有想象力，创造出与用户交互的虚拟世界场景。
广义的虚拟现实包括VR、AR、MR，是虚构世界与现实世界的辩证统一。
虚拟现实具有沉浸性、交互性、想象性等特点，融合了三维显示技术、三维建模技术、传感器测量技术、人机交互等前沿技术。
创建了一个三维互动场景。
借助特殊的输入和输出设备，用户可以体验虚拟世界并与虚拟世界自然地交互。
虚拟现实是互联网未来的入口和交互环境。
虚拟现实技术体系包括感知、建模、呈现和交互四个方面。
其中，感知技术是对环境和自身数据的收集和获取，包括眼睛、头部、身体动作捕捉、位置定位等；建模技术是对环境对象和内容的机器语言抽象，包括几何建模、物理建模、生理建模、行为智能建模等；呈现技术是人类视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官的表达，包括3D显示（视差、光场、全息）、3D音效、图像渲染、AR无线Seam融合等；交互技术是虚拟环境中人与物体之间的交互操作，包括触觉力反馈、语音识别、体感交互技术等。
消费产品的出现成为虚拟现实产业化的起点。
虚拟现实的概念由来已久，相关技术已在军事、航天领域得到深入应用。
今年以来，随着虚拟现实消费产品的不断推出，虚拟现实真正成为电子信息领域最受关注的产业之一。
虚拟现实产业有望成为继计算机、智能手机之后全球新的通用计算平台。
虚拟现实产业链大致可分为关键部件、软件、设备、应用和内容生产四个部分。
关键部件包括处理器芯片、显示器件、光学器件、传感器等。
软件包括操作系统、软件工具包（SDK）、UI、中间件等。
设备包括主机系统（PC、一体机、手机） ）、显示终端、交互终端、内容采集、编辑的终端设备。
应用和内容制作包括行业应用软件的开发以及内容的制作和分发。
国内企业主要分布在装备制造环节。
国内显示器件厂商主要以布局为主。
VR用高清OLED屏幕技术尚未完全攻克，无法稳定量产。
在处理器芯片、高端传感器器件、软件和应用内容的开发方面，中国企业数量较少，短板尤为明显。
巨额投资刺激产业链各环节快速发展。
近年来，Facebook、谷歌、微软、苹果等科技巨头通过投资、并购、孵化等方式介入虚拟现实产业链。
GoPro、HTC、Nvidia、高通、三星等知名公司也开始研发虚拟现实技术。
2017年和2017年，VR/AR领域共获得风险投资，投资金额达35亿美元，极大推动了虚拟现实产业在硬件、软件、内容等多方面的快速发展。
、应用程序和服务。
产业生态建设成为龙头企业发展的重点。
由于虚拟现实的盈利模式将类似于智能手机的盈利模式，构建硬件厂商、消费者、开发者共赢的“平台+应用”闭环生态系统已成为发展主流虚拟现实行业。
Facebook与三星通过软硬件优势互补，在虚拟现实产品领域开展了深度合作。
索尼围绕现有游戏机构建了开放的应用开发平台，并努力从内容和应用端完善生态系统。
发展重点开始转向行业应用。
由于虚拟现实的普及至少还需要2-3年的时间，而且虚拟现实产品在沉浸感和体验方面还需要优化，因此现阶段厂商很难从消费用户那里获得硬件销售收入。
因此，不少虚拟现实初创公司开始转向行业应用用户，为行业用户提供解决方案和培训服务作为自己的生存方向。
我国虚拟现实企业目前主要分为两类：一是成熟产业基于传统软件、硬件或内容优势向虚拟现实领域渗透，其中智能手机等硬件厂商多以硬件布局为主；其次，新的虚拟现实产业公司，包括以互联网厂商为龙头的生态平台公司和初创公司，在硬件、平台、内容、生态等领域进行一系列布局。
目前，国内VR产业具有资本市场前景良好、融资创新热情高的特点。
预计国内VR设备年出货量将超过1万台，用户数量将超过1万。
与预计每年28亿美元的全球VR硬件市场规模相比，国内VR硬件市场将占全球市场的34.6%。
目前，硬件厂商是国内VR行业现阶段产业融资发展的重点行业。
VR硬件开发商融资总额占整个VR行业的51.9%。
内容开发得到市场认可，线下体验中心快速增长。
由于国内VR市场主流设备仍以移动VR眼镜为主，因此国内VR视频内容开发数量远大于VR游戏内容。
国内VR平台上已经有一些视频和游戏。
与此同时，国内线下VR体验中心数量近年来快速增长，已超过全国20%。
初创企业云集，巨头企业观望。
由于硬件设备不一致、产业链和标准不完善、缺乏VR内容和沉浸式体验、用户群体小众等因素，VR企业大多是初创企业。
多数巨头保持观望态度，投资也以集中为主。
天使轮中。
与O2O行业最初的发展过程类似，国内虚拟现实创业目前也是资本引导下的实验性发展。
一旦某个细分领域出现爆发迹象，巨头和风险投资就会迅速跟进。
虚拟现实产业市场前景良好。
国内外多家大型市场研究机构预计，2020年全球VR产业规模在1亿至1亿美元之间；咨询公司Gartner预测，2020年VR产业规模将达到1亿美元。
2018年我国虚拟现实产业市场规模约为15亿元人民币，预计2018年将达到56.6亿元人民币，将接近2018年1亿元。
2018年中国虚拟现实行业市场规模15.4亿元，预计2020年将达到56.6亿元，全年市场规模有望突破1亿元。
预计中国VR设备年出货量将达到1万台，用户数量将超过1万。
虚拟现实产业爆发的制约因素。
首先是技术成熟度，包括常见技术问题的突破，如广视角、低眩晕、低延迟、真3D等。
二是明确演进路径，桌面还是移动，VR还是AR。
三是产业链支撑，包括硬件支撑、应用开发、内容制作等。
第四是消费者认可度，包括用户体验、使用习惯、价格因素等。
第五是行业应用推广程度，能否在行业应用中找到突破口，产生可观的利润。
VR在武器系统性能评估与设计、作战训练、大型军事演习和战役指挥等方面发挥了重要作用，并产生了巨大的经济效益。
美国初步构建了一些洲际规模的分布式虚拟环境，并将人力控制、半自主的部队引入虚拟战斗空间，在世界上处于领先地位。
虚拟现实仿真在我国军事领域的应用发展迅速。
建成了导弹、卫星、飞机、舰船等武器仿真系统。
建成了防空、导弹攻防、多武器攻防等模拟对抗平台。
在软件、技术、标准规范等方面取得了一批成果。
如果军事虚拟现实技术出现问题或瓶颈，积极推动军事虚拟现实技术的发展，有助于我国迎头赶上。
与国外相比，我国的一些军事虚拟现实技术亟待改进。
主要表现在：一是半实物仿真系统只能模拟单一武器的性能，无法服务于武器装备的全寿命、全系统设计；二是系统对策体系规模、功能和组织管理不具备可扩展性，功能覆盖不全面；三是架构、建模、可信评估技术、标准规范、仿真环境等技术领域存在差距。
未来需求及趋势分析 近年来，虚拟现实技术在航空航天、军事领域的成功应用，取得了巨大的经济效益和社会效益，促使世界发达国家进一步加大对VR技术研究的支持力度。
VR技术在武器系统性能评估、武器操作训练、指挥大型军事演习三个方面可以在模拟应用中极大降低成本、大幅提高效率、消除意外伤亡等方面发挥重大作用。
因此，未来VR技术的研究需要围绕提高这三种能力的系统和环境进行。
进一步的研究趋势包括分布式虚拟环境、虚拟环境建模、分布式交互式环境数据库、虚拟环境显示、数据融合和输出、各个层次（包括地形渲染、天气描述、运动和传感、武器系统和效果、计算机生成半仿真）自主力量等）、分布式多维人机交互和标准化等。
虚拟现实技术已经在全球制造业的研发、装配、维护、培训等方面取得了初步应用。
在研发过程中，虚拟现实技术可以展示产品的三维外观，让研发人员能够充分构思产品的形状、结构、模具和部件的配置和使用方案。
尤其是在飞机、汽车等大型装备产品的研制过程中，利用虚拟现实技术可以大大提高产品性能的准确性。
波音公司将虚拟现实技术应用到了X型和X型飞机的设计中。
通过虚拟现实投影和动作捕捉技术，完成了飞行器外观、结构、性能的设计。
最终的计划与实际飞机之间的偏差小于千分之一英寸。
据统计，利用虚拟现实设计的波音飞机，设计误差修改减少了90%，开发周期缩短了50%，成本降低了60%。
在装配过程中，虚拟现实技术目前主要应用于精密加工和大型装备产品制造领域。
通过高精度设备、精密测量、精密伺服系统和虚拟现实技术的协同，可以实现工件材质细致均匀、恒温恒湿洁净度、防震加工环境与加工系统的精准配合，低系统误差和随机误差提高了设备??效率和质量。
中国一拖集团应用我国本土企业满恒数码研发的“数字虚拟现实显示系统”打造虚拟装配车间，可实现车间内部全景漫游。
它不仅可以多角度观察每个装配工位，还可以精确跟踪装配情况。
工件的生产过程为我国大型农业装备制造业的发展注入了新鲜血液和强大动力。
在设备维护和维修方面，虚拟现实技术应用于复杂系统的维护，可以实现从出厂前到售后的全流程检查。
可以突破空间限制，缩短时间要求，提高服务效率，拓展服务内容，提升服务水平。
质量将推动制造业服务化迈上新台阶。
例如，美国福特、克莱斯勒和IBM合作开发了汽车制造的虚拟现实环境。
它可以在汽车出厂前检测出设计缺陷并协助修正，大大缩短新车的开发周期。
未来，通过远程数据传输，虚拟现实技术将有助于实现实时、远程、预测性的监控和维护服务。
培训方面，利用虚拟现实技术建立虚拟实训基地，立体展示制造场景，通过全方位的感官体验，帮助学生获得高度模拟、可重复、低风险的学习体验，对制造业从业者有利。
提前熟悉制造场景，提高应用技能。
目前，国内外多家企业已利用虚拟现实技术开展培训工作。
例如，英国皇家装甲公司利用虚拟现实技术在新型14.5吨车辆上进行车辆训练模拟，实现了特种车型驾驶员的操作训练。
从应用基础来看，我国在虚拟现实领域已形成多项科研成果，为其在制造业的推广应用奠定了基础。
北京航空航天大学与一汽集团联合开发的钣金成形软件，基本可以模拟汽车车门等复杂覆盖件的冲压成形工艺；沉阳铸造研究院开发的电渣铸造工艺模拟软件已应用于水轮机叶片曲面建模；合肥工业大学研发的双刀架数控车床加工仿真已应用于马鞍山钢铁车轮轮胎厂。
从应用实践来看，我国已初步将虚拟现实技术应用于航天、航空、汽车等高端制造领域。
中国商飞开发了新型民用飞机预研评估及关键技术研究的虚拟现实仿真系统；一汽、二汽、上汽等汽车企业已经使用UG、CATIA、PRO-E等三维软件进行产品设计。
经过多年的经验积累，我们已经具备了应用虚拟现实所需的数据基础。
从产业基础看，我国制造业位居世界第一，规模以上制造业企业超过32万家，产业门类齐全，产品类型丰富，产业体系健全，虚拟现实技术应用场景丰富，空间广阔。
空间。
问题或瓶颈：首先，基于集成的数字产品模型技术仍处于概念阶段。
虚拟现实制造需要基于集成数字化产品模型的研究工作，但相关技术还需要进一步研究，包括：CAD模型中的产品信息含量过低，现有的CAD模型无法支持产品的概念设计，存在缺乏好的产品信息重用机制。
二是产品创新支撑工具仍然不足。
目前，产品创新支撑技术已经有了一些支撑工具，但离产品创新支撑技术的要求还有一定距离。
主要表现在：缺乏创新设计支撑系统、缺乏知识与VM结合的工具、缺乏交互外观。
集成设计技术和VM的工具缺乏支持逆向（reverse）设计的工具。
目前逆向设计中还存在大量未解决的问题，如随机测量误差的测量数据处理技术、不完整的数据修复技术等需要进一步改进和完善。
第三，产品数字化技术尚不成熟，包括：产品数据管理与其他应用软件的集成、虚拟产品开发的产品数据组织系统、数字化产品模型相关数据的组织和管理等。
四是制造过程仿真建模方法和技术需要突破，主要表现在虚拟加工、虚拟装配、虚拟测试等方面：虚拟加工分析工具、面向对象的集成装配建模、装配工艺规划等方面的研究还没有。
却又丰富。
，基础理论和测试技术需要进一步研究。
未来需求及趋势分析随着我国制造战略的发展，未来虚拟现实制造需要高度重视和统筹规划，加强高素质研究人才的培养和训练，大力普及CAD/CAM技术，加强研究以及相关关键技术的开发和推广。
全面实施基于并行工程的虚拟制造。
虚拟现实技术在教育领域的应用主要包括科学研究、虚拟学习环境、人体模型仿真等。
虚拟现实在教育中的应用是教育技术发展的一次飞跃。
通过提供生动、沉浸、互动的体验，有助于营造“自主学习”的环境，实现传统的“以教促学”的学习方式。
转变为学习者通过自身与信息环境的互动获取知识和技能的新学习方式。
问题或瓶颈：一是VR技术在教育领域还不够成熟，虚拟学习、虚拟教学等模式在国内外尚未得到广泛应用。
其次，VR技术的复杂性及其非常规的教学模式无法被传统教育学校的学者完全接受。
第三，虚拟教学缺乏真实的人际互动，削弱了学习者之间的交流能力。
第四，虚拟教育无法有效识别真实环境中学习者的个性差异，无法为学习者提供有针对性的培训。
未来需求及趋势分析：一是虚拟教育、虚拟教室等应用将更加普及。
其次，VR技术与理论教育将有机结合，教育与社会需求的差距将缩小。
第三，虚拟现实技术将更广泛地应用于学习场景的营造，不断增强学习内容的形象性和趣味性。
1、应用环节及特点虚拟现实技术在医疗健康领域的应用主要包括学习培训、手术模拟、心理康复质量等。
虚拟现实技术通过提供逼真的环境和实时的触觉反馈，可以帮助医生提高手术熟练度和成功率，制定有效的虚拟康复训练计划帮助患者实现术后康复，帮助培训师快速掌握医疗要领。
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2、现有问题或瓶颈：首先，将VR技术应用到医疗康复、药物研发等领域会带来一定的风险。
例如，尚未实现完全精确的模拟，这可能会给医疗过程带来不可靠性因素。
其次，用于医疗的VR产品质量无法保证。
公众接受度较低，尚未在医疗领域广泛使用和接受。
第三，医疗健康领域的VR产品价格昂贵，无法在医疗机构广泛普及。
1、应用环节及特点虚拟现实在文化艺术领域的应用主要包括文物古迹的修复、通过数字化手段展示文物艺术品、为雕塑、雕塑等艺术创作提供虚拟场景。
三维绘画，并作为建筑设计、汽车设计和室内设计的新工具。
虚拟现实作为传递、展示信息的媒介和新的设计工具，可以让艺术充满活力，将设计师的想法变成可见的虚拟物体和环境，恢复和展示已不复存在的文物，极大地提高表现能力。
为文化艺术的发展带来无限的想象空间。
2、存在的问题或瓶颈：一是文化艺术和VR技术人才缺乏。
其次，VR三维建模技术和图形渲染技术需要进一步突破，其在文化艺术领域的应用存在一定的局限性，如物理真实性、时间真实性、行为真实性、画面真实性弱等。
3、未来需求及趋势分析：一是VR技术在古迹修复、文物展示、艺术品设计等领域进一步普及。
其次，VR产品成本降低，可以适用于更广泛的消费群体。
一、应用环节及特点虚拟旅游是在真实旅游景观的基础上，充分利用虚拟现实技术，通过模拟或还原现实中的旅游景点，构建虚拟的旅游环境，为游客提供虚拟体验的旅游形式。
虚拟旅游可以细致、逼真、生动地再现旅游景点的风光和风光，为虚拟导游、地图导航、酒店预订、社区、虚拟古迹等带来实实在在的好处，并提供数字化保障。
虚拟现实技术可用于再现历史文物。
在大型国家级风景名胜区建设，推动旅游业进一步向高科技方向发展。
目前，虚拟旅游产业具有以下特点：虚拟现实游戏框架下的国际化产业。
基于三维网络虚拟现实技术在虚拟现实游戏中的快速发展，国外虚拟旅游产业也获得了勃勃生机。
一些国家的旅游部门，如爱尔兰旅游局、菲律宾旅游局，以及不少知名的旅游相关公司，如STA Travel、喜达屋、凯悦等，都在虚拟现实中开发了虚拟旅游诸如《第二人生》、《OpenSim》和《Project Wonderland》等游戏。
市场，作为旅游目的地吸引游客（表2）。
截至年底，全球旅游在线交易总额达1亿美元，其增速甚至高于IT行业。
个性化的互动增强了沉浸感。
虚拟旅游发展的特点主要是交互性增强、二维与三维技术相结合。
其中，增强互动性包括设置化身亲自参与，通过设置旅游景点构建实时更新的虚拟模型。
用户可以通过自己制定和收集的2D图片进行3D建模，并将2D信息与3D模型进行重叠，给人以更直观的图像，沉浸感和交互性大大增强。
二维与三维技术的结合涵盖了属性查询、导航信息、地物查询等丰富的虚拟现实二维技术，以及三维图像、空间信息、地物物体等三维技术外观，更有利于虚拟现实的表达。
国外虚拟旅游成功案例表展示了体验式产业与旅游大数据的结合。
国内虚拟旅游已经开始注重购物、娱乐、美食、住宿等旅游元素与虚拟旅游的结合。
2018年世界互联网大会上，中国联通、国家旅游局、全景客联合启动“旅游大数据指数+虚拟旅游体验”合作，整合黄果树景区实时旅游数据变化，如游客数量、游客性别和来源地。
、拥堵指数、天气舒适指数等，结合无人机拍摄的黄果树瀑布、青岩古镇全景。
更多应用案例如表15所示。
2.问题或瓶颈 国内虚拟旅游刚刚起步，发展空间巨大。
从技术上来说，国内虚拟旅游的发展主要依靠虚拟旅游网站的建设，但虚拟旅游系统还远远没有达到高度逼真、实时漫游的水平。
目前VR硬件设备价格较高，且设备仍存在帧率延迟、电池寿命有限等技术瓶颈。
如果要普及，还需要在技术和成本上有所突破。
国内普遍采用将现实技术嵌入二维电子地图、通过三维建模开发二维电子地图等实现技术。
这些准三维虚拟现实技术并不能完全表达实际内容。
未来，随着互联网技术的进步，正三维技术将在虚拟现实旅游领域获得应用。
从行业来看，虚拟现实旅游存在平台碎片化、人才匮乏等问题。
数据标准和规范较为广泛，一线旅游从业人员对信息技术的接受程度较低。
3、未来需求和趋势分析虚拟现实旅游未来的需求和发展趋势包括：对已经不存在或将不存在的旅游景观进行虚拟旅游；与酒店、旅行社、航空公司、汽车租赁公司等旅游相关行业相互合作，以获得更高的回报；降低虚拟现实硬件设备价格，解决帧率延迟、电池寿命等技术问题；建立立体虚拟现实、实时漫游技术标准，加快虚拟旅游网站建设。
汽车虚拟设计应用虚拟设计技术快速建立产品模型族，快速实现产品变型设计和系列化设计。
虚拟技术还可以通过网络技术和PDM（产品数据管理）技术的支持，实现异地设计和并行设计。
利用虚拟现实系统，可以将车身及内外装饰的全尺寸三维图像方便、真实地展现在设计者的眼前。
虚拟协同设计在汽车设计阶段，往往分为多个设计部门，使用不同的设计软件，对汽车的不同部位进行分工设计。
比如车身、内饰、发动机、零部件等，当这些部门完成各自的设计时，会发现数据格式不同，车身整体的各种匹配问题，机械问题。
虚拟协同设计平台为各部门创建三维模型实时协同工作机制，可以实时获取多个设计师在不同设计软件下的设计结果，快速整合，实现工作效率的快速提升。
汽车虚拟装配设计人员可以在产品原型实际加工之前全面检查装配间隙和零件之间的干涉，还可以通过程序自动检查装配状态。
可以大大提高实际装配成功率，减少零件生产的返工率。
虚拟实验是指建立整车或子系统的CAD模型后，在计算机上模拟真实的实验环境、实验条件、实验负载，进行虚拟仿真实验。
通过虚拟实验，可以在实际产品加工前预测其安全性、可靠性、动力性、空气动力性、经济性、舒适性等各种性能，同时对不合格的部件进行改进和设计。
虚拟测试还可以进行虚拟人体工程学评价、虚拟风洞测试、虚拟碰撞测试等。
虚拟培训在汽车制造生产过程中往往伴随着精细加工和零部件装配。
一个小小的错误就可能导致车体结构出现偏差而无法通过验收，导致返工等巨大损失。
通过虚拟培训，生产线员工可以提前了解生产装配流程，避免出错，提高工作效率，为企业降低经济损失风险。
应用场景和应用路径尚不明确。
国内企业对虚拟现实的技术特点和应用方法缺乏基本认识和整体把握。
行业各方面与虚拟现实技术之间的结合点尚不明确。
此外，缺乏应用场景设计、行业标准不一致，导致工业技术与虚拟现实技术难以结合。
虚拟现实技术的集成应用形成了明确的产业化引导，制约了应用范围的扩大。
我国相关产业发展水平较低，导致新技术应用效率与成本难以平衡。
以制造业为例，目前应用虚拟现实技术的企业主要集中在航空、汽车、仪器仪表等高端制造行业，以及样机设计、精密加工等高端制造环节。
我国低端加工制造业占比较大，进入高端制造的行业和企业还不够多。
涉及制造的前端原型设计和工艺模拟屈指可数，导致企业应用能力不足、应用意愿不强。
虚拟现实行业应用的供应链短板依然明显。
除了虚拟现实相关主控芯片、光学器件、高端传感器等方面普遍存在的短板外，国内在增强现实模块化产品设计、运维、仿真培训等虚拟现实内容和应用领域的工业供应制造业严重缺乏。
应用开发工具和开发平台、系统集成能力不强。
供应链短板的存在，严重增加了行业整合应用的成本，延缓了推广进程。