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我国虚拟现实产业发展的关键问题:急需突破关键技术
点击次数:451  发布日期:2017-4-20
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虚拟(增强)现实产业大发展的时机已至,我国缺少相关统筹规划

目前,各国相继从政府视角提出有关虚拟现实发展规划的顶层设计。美国政府的“国家网络与信息技术研发计划”在其2016财年预算中提出了八项研发重点,计划未来一年投入约41亿美元开展相关研发工作。其中,对虚拟现实所涉及的人机交互和信息管理领域的预算每年占比达20%,在八个领域中位列第二。欧盟在经费高达800亿欧元的“地平线2020”计划中列出了信息与通信技术领域的37个项目,直接涉及智能人机交互的有4个。日本政府早在2007年就发布了到2025年的科学技术发展路线图《创新25战略》,将虚拟现实等技术纳入其中。

在我国,虚拟现实受到了各部委的高度重视,江西南昌、山东青岛、福建福州、湖北武汉、重庆等地政府均开始筹建VR产业基地。然而,现阶段我国虚拟现实产业统筹规划尚不完善,缺乏全面、系统、分阶段的顶层设计。

五大关键技术构建VR技术体系,凸显融合创新

VR/AR关键技术体系主要由5类组成,即近眼显示、异构计算、无线通信、追踪交互、内容生产。

在VR近眼显示方面,OLED技术比液晶显示具备多方面优势。从技术原理看,相比液晶显示,AMOLED优势在于:延迟、重量/厚度、续航、护眼、成本。此外,柔性显示技术成为AMOLED领域重点方向。

在异构计算方面,高性能GPU技术呈现硬件升级与算法优化的双轨发展态势。据统计,2016年全球使用中的电脑总数为14.3亿台,其中支持高端VR终端的电脑不足1%。与传统PC相比,现阶段VR的GPU处理能力须至少提高7倍(2K分辨率、90Hz)。虚拟现实等可穿戴新型终端对UHD以上分辨率、90Hz以上刷新率、360度全景、低时延与低功耗的要求推动GPU技术快速发展。

在通信传输方面,优质VR体验对4K UHD以上分辨率、90Hz以上刷新率、360度全景、广视角与系统延迟的要求与5G高带宽、低时延的应用场景高度契合。

在追踪交互方面,传感融合、多通道交互与机器视觉技术反映了追踪交互向高精度、多元化与自然高效的发展方向。

在内容生产方面,由于VR的交互特性,用户不再被动观看既定内容,专属编导、全景拍摄、缝合编辑、压缩传输、操作系统等技术成为内容生产领域重点。

VR/AR总体技术趋势表现为单点技术间的融合创新,辐射端管云。虚拟现实是多个产业交叉融合的新兴领域,电子、通信、文化等数个万亿级产业汇聚在一起,塑造出新的发展模式。目前,我国已经在高端芯片、新型显示、人工智能、5G通信等领域取得了一定成果,通过对这些领域的组合式创新,以虚拟现实为产业抓手,能够推动不同领域的跨界融合,进而定义新产品与新技术,乃至裂变出颠覆式的新市场和新标准。

我国VR产业具备一定发展基础,但关键领域存在不足

一是我国VR知识产权申请主体过于集中在高校、申请地域单一以及对关键前沿技术专利储备不足。从专利申请数量看,中美韩位于第一梯队,然而,我国专利申请过于集中在北理工、北航等高校,国内企业在海外市场鲜有布局;而国外巨头在我国广泛提交VR专利申请。此外,我国以外观设计与实用新型类专利为主,对关键前沿技术专利掌控情况并不乐观。

二是适用于VR的高端屏幕、传感器、核心芯片等关键器件市场为少数国外厂商垄断。相比手机等传统智能终端,以往部分关键器件的性能过剩成为VR的性能门槛,VR为新型显示、集成电路等重点领域的技术产业升级注入发展新动能。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、图像及MEMS惯性传感器等领域国产化水平较低,尚难实现稳定量产。

三是我国部分VR厂商照搬手机发展模式,缺乏对VR特性、关键技术与系统工程层面的研究投入。由于VR与手机产业链参与主体相近,且盒子式VR主导市场,VR从业者通常参考手机产业较为成熟的发展思路。在这一过程中,部分VR企业简单裁剪移植手机解决方案,缺乏针对追踪交互、内容生产、近眼显示等VR关键领域的研究储备。

四是在影视摄制与游戏开发两大主要VR内容生产领域,我国企业尚处于探索阶段。

五是我国VR产业生态尚未成形。国外ICT巨头在重点领域广泛布局,如谷歌、Facebook、三星、索尼等主流VR终端厂商开设了VR内容工作室,并推出了VR拍摄相机及配套软件。众多中小企业围绕VR产业链中的薄弱环节进行针对性的硬件研发和内容制作,进而成为上述ICT巨头的供应商或被其并购,最终形成“VR产业雁阵”。相比之下,我国VR企业多各自为政,企业间的协同创新力度不足,且在追踪交互、内容生产、近眼显示等重点领域的布局深度与广度有限,部分企业简单模仿、抄袭国外产品。

对我国VR产业发展建议

一是突破关键技术。聚焦高性能OLED、融合显示、传感融合、GPU、5G、人工智能等关键领域,加快技术突破。加速推进关键元器件国产化进程,研发安全可靠的软硬件解决方案。

二是加强政策扶持。充分发挥政府在推进产业发展方面的积极作用,结合产业发展重点,加大对技术创新、商业模式创新和服务创新等基础研究与成果转化的扶持力度,逐步构建支持VR创业和产学研用结合的政策法规体系,建立官产学研用紧密合作的成果共享机制。

三是建立健全标准与测试验证体系。对接国内外相关标准,考虑人眼的视觉特性与生理安全,建立健全适用于虚拟现实领域,覆盖传感、通信、芯片、显示、交互等环节的关键技术标准。

四是加强安全监管。在光生物安全性方面,积极有序开展专业化的安全测试与评估,如眼睛红外辐射危害、视网膜热危害等。此外,为用户提供真实虚拟现实社交体验的同时,对骚扰、网络暴力等进行合理监管。

五是构建公共支撑服务体系。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、用户信息保护评级及应用软件认证等第三方专业化服务企业和公共服务平台,加快原型研发与版本迭代速度,释放创新创业活力。(文章来源:人民邮电报)