信通院-2017年AR_VR_虚拟（增强）现实白皮书_59页_5mb

CAICT虚拟（增强）现实白皮书总结（2017年）

核心内容

虚拟现实（VR）和增强现实（AR）作为新一代信息通信技术的关键领域，具有应用空间大、产业潜力大、技术跨度大的特点。它们对带动核心元器件、泛智能终端、网络传输设备、云设备、电信服务、软件与行业信息服务的转型升级具有重要意义。

虚拟现实技术与产业生态的演进，使得其从单一终端设备发展为涵盖器件/设备、工具/平台与内容/应用的完整体系。该技术的演进方向以沉浸感提升、眩晕控制、感知交互、网络传输与渲染处理为核心，推动产业向“虚拟现实+”时代发展。

主要观点

1. 虚拟现实概念演进：从终端设备向沉浸体验演变，强调技术、生态与应用的融合创新。
2. 产业发展驱动因素：门槛降低、资本聚焦与政策支持共同推动了虚拟现实的快速发展。
3. 技术架构：虚拟现实形成“五横两纵”的技术架构，包括近眼显示、感知交互、网络传输、渲染处理与内容制作五大技术领域，以及关键器件/设备与开发工具/平台两个纵向体系。
4. 沉浸体验分级：虚拟现实的沉浸感分为初级沉浸（EI）、部分沉浸（PI）、深度沉浸（DI）与完全沉浸（FI）四个等级，分别对应不同的视频分辨率、单眼分辨率、网络带宽与网络RTT需求。
5. 终端形态演变：虚拟现实终端由单一向多元、由分立向融合方向演变，手机式VR仍为主流，预计未来将与主机式、一体式VR融合。
6. 关键技术趋势：包括近眼显示技术、感知交互技术、网络传输技术、渲染处理技术等，各有其发展方向与技术瓶颈。
7. 产业生态与竞争：感知交互与内容制作成为虚拟现实下一阶段的发展重点，同时知识产权竞争日益激烈。
8. 国际与国内产业差距：我国在虚拟现实产业上与国际一流水平差距不大，但部分领域仍需加强技术储备与专利布局。
9. “虚拟现实+”时代开启：虚拟现实正在向工业、医疗、教育、军事等多个领域渗透，成为推动生产方式与生活方式变革的重要技术。

关键信息

技术趋势

• 近眼显示技术：提升角分辨率与广视场角，控制眩晕，AMOLED与LCOS/OLEDoS成为主流。
• 感知交互技术：追踪定位、环境理解与多通道交互成为重点，涉及手势识别、SLAM、眼球追踪等。
• 网络传输技术：呈现大带宽、低时延、高容量、多业务隔离等趋势，5G、Wi-Fi、PON等技术成为关键支撑。
• 渲染处理技术：通过渲染优化算法与渲染能力提升实现高效、高质量的视觉体验，包括注视点渲染、云端渲染、光场渲染等。

产业生态

• 虚拟现实产业生态由器件设备、工具平台与内容应用组成，与智能终端产业相似但差异较大。
• 感知交互与内容制作成为下一阶段发展重点，内容制作包括游戏/社交与视频/直播等。
• 专利申请量快速增长，我国在虚拟现实专利申请方面增速显著，但部分技术领域与国外存在差距。

发展建议

1. 强化跨领域技术储备：聚焦融合创新，推动关键技术突破。
2. 深化开发工具/平台发展：推广应用服务，提升内容开发能力。
3. 构建公共服务平台：提升产业化服务能力，推动产业协同发展。

图表索引

• 图1：虚拟现实沉浸感分级体验
• 图2：虚拟现实沉浸体验-网络需求视图
• 图3：全球VR主要终端形态渗透率
• 图4：虚拟现实终端品类划分
• 图7：虚拟现实“五横两纵”技术架构
• 图8：虚拟现实“五横”技术体系
• 图9：全球虚拟现实知识产权热点领域
• 图10：虚拟现实近眼显示关键技术路标
• 图12：虚拟现实感知交互关键技术路标
• 图18：虚拟现实网络传输关键技术路标
• 图19：虚拟现实渲染处理关键技术路标
• 图20：我国虚拟现实产业视图
• 图29：国内外虚拟现实近眼显示产业梯队
• 图30：国内外虚拟现实网络传输产业梯队
• 图31：国内外虚拟现实渲染处理产业梯队
• 图32：国内外虚拟现实感知交互产业梯队
• 图33：虚拟现实典型应用领域

重要数据

• 2016年全球手机式VR存量市场份额：超过80%
• 2016年全球虚拟现实投资金额：23亿美元（不含并购），同比增长200%
• 2020年预计全球主机式与一体式VR用AMOLED渗透率：95%
• 2020年后预计实现的VR技术：4K+分辨率、120Hz+刷新率、MicroLED产业化
• 5G关键能力指标：1ms E2E时延、10Gbps吞吐量、每平方公里100万连接数

未来展望

• 虚拟现实将从硬件驱动转向内容驱动，内容制作成为体验提升的核心。
• 云渲染与异构计算将推动渲染效率提升，降低终端硬件要求。
• “虚拟现实+”将推动VR在工业、医疗、教育等多个领域的深度融合。
• 5G与新型显示技术将为虚拟现实带来更佳的沉浸体验与更广泛的应用场景。

总结

虚拟现实技术与产业正迎来快速发展阶段，其核心在于提升沉浸感与优化用户体验。技术层面，近眼显示、感知交互、网络传输与渲染处理成为关键突破点。产业层面，内容制作与感知交互成为未来重点，知识产权竞争日益激烈。我国在虚拟现实产业上虽与国际水平差距不大，但需进一步加强技术储备与专利布局，推动“虚拟现实+”时代的到来，实现产业与技术的全面升级。