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浅析我国虚拟现实产业发展关键问题

时间:2024-05-22 17:46:07 科技赋能

目前,各国纷纷从政府角度提出虚拟现实发展规划的顶层设计。

美国政府《国家网络与信息技术研发计划》在其财年预算中提出了八项研发重点,并计划明年投资约41亿美元用于相关研发工作。

其中,虚拟现实涉及的人机交互和信息管理领域的年度预算占比达到20%,在八个领域中排名第二。

欧盟在其“地平线”计划中列出了37个信息通信技术领域的项目,资金高达1亿欧元,其中4个直接涉及智能人机交互。

日本政府早在2018年就发布了至2020年的科技发展路线图,其中包括虚拟现实等技术。

在我国,虚拟现实受到了各部委的高度重视。

江西南昌、青岛、山东、福建福州、武汉、湖北、重庆等地政府已开始筹备建设VR产业基地。

但现阶段,我国虚拟现实产业总体规划尚不完善,缺乏全面、系统、分阶段的顶层设计。

五项关键技术构建VR技术体系,凸显集成创新。

VR/AR关键技术体系主要由近眼显示、异构计算、无线通信、跟踪交互、内容制作五类组成。

在VR近眼显示方面,OLED技术比LCD显示器有很多优势。

从技术原理来看,与LCD显示器相比,AMOLED的优势在于:延迟、重量/厚度、电池寿命、护眼、成本。

此外,柔性显示技术也成为AMOLED领域的重点方向。

在异构计算方面,高性能GPU技术呈现出硬件升级和算法优化的双轨发展趋势。

据统计,全球在用计算机总数为14.3亿台,其中支持高端VR终端的计算机不到1%。

与传统PC相比,现阶段VR的GPU处理能力至少要高7倍(2K分辨率、90Hz)。

虚拟现实等新型可穿戴终端要求超高清以上的分辨率、90Hz以上的刷新率、全景、低延迟、低功耗,推动了GPU技术的快速发展。

在无线通信方面,4KUHD以上分辨率、90Hz以上刷新率、全景、广视角、系统时延等高质量VR体验的要求与5G高带宽、低时延的应用场景高度契合。

在跟踪交互方面,传感器融合、多通道交互和机器视觉技术体现了跟踪交互向高精度、多样化、自然高效的发展方向。

在内容制作方面,由于VR的交互性,用户不再被动地观看给定的内容。

独家编导、全景拍摄、拼接编辑、压缩传输、操作系统等技术成为内容制作的重点。

VR/AR的整体技术趋势表现为单点技术与辐射式端管云的融合与创新。

虚拟现实是多个行业交叉融合的新兴领域。

电子、通信、文化等多个万亿级产业汇聚,打造新的发展模式。

目前,我国在高端芯片、新型显示、人工智能、5G通信等领域已经取得一定成果,通过这些领域的联合创新,以虚拟现实为产业起点,可以推动不同领域的跨界融合,进而定义新产品、新技术,甚至创造颠覆性的新市场、新标准。

我国VR产业有一定的发展基础,但在重点领域还存在短板。

首先,我国VR知识产权申请人过于集中于高校,申请领域单一,关键前沿技术专利储备不足。

从专利申请数量来看,中国、美国、韩国处于第一梯队。

然而,我国的专利申请过于集中在北京理工大学、北航等高校。

国内企业很少涉足海外市场;而国外巨头则广泛在我国提交了VR专利申请。

此外,我国主要以外观设计和实用新型专利为主,对关键前沿技术专利的掌控力不容乐观。

其次,适用于VR的高端屏幕、传感器、核心芯片等关键零部件市场被少数国外厂商垄断。

与手机等传统智能终端相比,过去一些关键设备的性能过高已经成为VR的性能门槛。

VR为新型显示、集成电路等重点领域科技产业升级注入了新的发展动力。

与此同时,我国在高性能AMOLED屏幕、GPU芯片、显示驱动芯片、光学镜头、图像和MEMS惯性传感器等领域国产化水平较低,仍难以实现稳定量产。

第三,我国部分VR厂商抄袭手机开发模式,缺乏对VR特性、关键技术和系统工程水平的研究投入。

由于VR与手机产业链参与者相似,且盒式VR占据市场主导地位,VR从业者通常会参考手机行业较为成熟的发展思路。

在此过程中,一些VR企业只是简单地剪切和移植手机解决方案,缺乏在追踪交互、内容制作、近眼显示等VR关键领域的研究储备。

第四,在VR内容制作、影视制作和游戏开发两大领域,中国企业还处于探索阶段。

第五,我国VR产业生态尚未形成。

国外ICT巨头在重点领域广泛布局。

谷歌、Facebook、三星、索尼等主流VR终端厂商纷纷开设VR内容工作室,推出VR拍摄相机及配套软件。

许多中小企业正围绕VR产业链的薄弱环节,进行有针对性的硬件研发和内容制作,然后成为上述ICT巨头的供应商或被其收购,最终形成《VR行业雁阵》。

相比之下,我国VR企业大多较为分散,企业间协同创新不足,在追踪交互、内容制作、近眼显示等关键领域布局的深度和广度有限。

有些企业干脆模仿、抄袭国外产品。

对我国VR产业发展的第一个建议是突破关键技术。

聚焦高性能OLED、融合显示、传感器融合、GPU、5G、人工智能等关键领域,加速技术突破。

加快关键零部件国产化进程,开发安全可靠的软硬件解决方案。

二是强化政策支持。

充分发挥政府推动产业发展的积极作用,结合产业发展重点,加大对技术创新、商业模式创新、服务创新等基础研究和成果转化的支持力度,逐步营造良好的产业环境。

支持VR创业和产学研结合。

政策法规体系,建立政产学研密切合作的成果共享机制。

三是建立健全标准和检测验证体系。

对接国内外相关标准,考虑人眼视觉特性和生理安全性,建立健全适合虚拟现实领域的关键技术标准,涵盖传感、通信、芯片、显示、交互等环节。

四是强化安全监管。

在光生物安全方面,我们积极有序地开展专业的安全检测和评估,例如红外辐射对眼睛的危害、视网膜热危害等。

此外,在为用户提供真实的虚拟现实社交体验的同时,我们还进行对骚扰、网络暴力等问题进行合理监管。

五是构建公共支持服务体系。

发展关键技术研发服务、测试验证、标准认证、大数据开放服务、创新创业服务、用户信息保护评级、应用软件认证等第三方专业服务企业和公共服务平台,加快原型机开发和应用软件认证等。

版本迭代,释放创新创业活力。