2017年-数据局_中国信通院：虚拟增强现实白皮书2017年_59页_2mb

CAICT虚拟（增强）现实白皮书（2017年）总结

核心内容

虚拟现实（VR）与增强现实（AR）是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。该技术对带动核心元器件、泛智能终端、网络传输设备、云设备、电信服务、软件与行业领域信息服务的转型升级具有重要意义。

本白皮书提出虚拟现实的内涵形态、体验进阶层次、技术架构、细分体系及技术发展路标，对我国典型虚拟现实企业进行产业链归纳，形成产业细分地图，并提出发展建议。

主要观点

1. 虚拟现实技术体系：

   • 虚拟现实技术体系划分为“五横两纵”：五类横向技术领域（近眼显示、感知交互、网络传输、渲染处理、内容制作）和两类纵向支撑技术（关键器件/设备、内容开发工具/平台）。
   • 技术发展呈现多领域交叉融合的特点，强调融合创新。

2. 沉浸感与眩晕控制：

   • 沉浸感提升是虚拟现实发展的核心目标，主要依赖高角分辨率、广视场角显示等技术。
   • 眩晕控制是技术难点，需解决辐辏调节冲突（VAC）和视觉与其他感官通道冲突等问题。

3. 显示技术发展：

   • AMOLED和LCOS/OLEDoS成为近眼显示技术的主要发展方向。
   • 预计2017-2019年，VR用AMOLED和AR用LCOS/OLEDoS的渗透率将分别达到95%。

4. 感知交互技术：

   • 跟踪定位、环境理解、多通道交互是感知交互发展的核心。
   • SLAM技术成为环境理解的关键，未来将扩展至语义与几何理解。
   • 多焦显示、注视点渲染、眼球追踪等技术将成为主要趋势。

5. 网络传输技术：

   • 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。
   • 新型Wi-Fi、大容量PON、5G成为接入网络发展的主要方向。
   • 低延迟数据中心和云渲染技术成为VR计算能力云化的关键。

6. 渲染处理技术：

   • 渲染处理技术遵循“渲染优化算法”与“渲染能力提升”的双轨发展路径。
   • 云渲染、注视点渲染、异构计算、光场渲染等技术成为重点发展方向。

关键信息

一、发展背景

1. 虚拟现实概念演进：

   • 虚拟现实概念从终端设备向沉浸体验演变。
   • VR与AR在关键技术、产业生态和应用领域上有所差异，但整体呈现“形散神聚”的发展趋势。

2. 产业兴起因素：

   • 硬件成本显著降低，从数万降至数百美元。
   • 资本投资聚焦于内容制作和开发工具，2016年全球投资金额达23亿美元。
   • 各国政府将虚拟现实发展上升为国家战略，推动产业布局和技术创新。

3. 移动互联网向AI时代演进：

   • VR与AR成为移动互联网向人工智能时代演进的重要方向。
   • VR侧重大众市场（游戏、社交、直播等），AR侧重垂直应用（工业、军事等）。

二、关键技术趋势

1. “五横两纵”技术架构：

   • 包括近眼显示、感知交互、网络传输、渲染处理、内容制作等五类技术，以及关键器件和内容开发工具/平台。

2. 近眼显示技术：

   • 高角分辨率和广视场角成为提升沉浸感的关键。
   • 眩晕控制技术发展迅速，包括多焦显示、注视点渲染、眼球追踪等。

3. 感知交互技术：

   • 追踪定位技术由外向内发展，Inside-Out成为主流。
   • 环境理解技术由有标识点识别向无标识点的场景分割与重建发展。
   • 多通道交互技术（视觉、听觉、触觉等）成为提升沉浸体验的重要手段。

4. 网络传输技术：

   • 新型Wi-Fi、大容量PON、5G成为主要发展方向。
   • 网络架构扁平化、智能管道、按需组播、多业务隔离成为技术趋势。

5. 渲染处理技术：

   • 渲染优化算法与渲染能力提升并行发展。
   • 云渲染、注视点渲染、异构计算、光场渲染等技术成为未来重点。

三、产业生态趋势

1. 产业生态构成：

   • 虚拟现实产业生态包括器件设备、工具平台与内容应用。
   • 与传统智能终端产业相似，但技术门槛和应用场景差异较大。

2. 发展重点方向：

   • 感知交互与内容制作成为下一阶段发展重点。
   • 感知交互技术涉及3D建模、眼球追踪、力反馈等。
   • 内容制作聚焦游戏/社交、视频/直播等大众市场，以及工业、医疗等垂直领域。

3. 知识产权竞争：

   • 全球虚拟现实专利申请数量快速增长，我国专利申请增速显著。
   • 美国、日本、韩国等国家在关键技术领域专利布局全面，我国需加强专利储备。

4. 国内外产业差距：

   • 在近眼显示、网络传输、渲染处理等关键技术领域，我国与国际一流水平存在差距。
   • 产业梯队中，我国在部分领域处于追赶阶段，需加快技术积累和专利布局。

四、发展建议

1. 强化跨领域技术储备：

   • 聚焦融合创新，推动VR/AR技术与AI、物联网等技术结合。

2. 深化开发工具与平台发展：

   • 推动内容开发工具和平台的成熟，提升内容制作能力。

3. 构建公共服务平台：

   • 提升产业化服务能力，推动技术标准制定与行业协同。

重要图表索引（摘要）

• 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：虚拟现实技术“五横两纵”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：近眼显示关键技术路标
• 图12：感知交互关键技术路标
• 图18：网络传输关键技术路标
• 图19：渲染处理关键技术路标
• 图20：我国虚拟现实产业视图
• 图29-33：国内外虚拟现实产业梯队对比

总结

虚拟现实技术正处于快速发展阶段，其在沉浸感、感知交互、网络传输、渲染处理和内容制作等关键技术领域呈现出显著趋势。产业生态逐渐成熟，但与国际一流水平仍存在差距。我国在虚拟现实领域虽起步较晚，但具备一定的技术积累和政策支持，未来需加强跨领域技术储备、深化开发工具平台发展、构建公共服务平台，以推动虚拟现实产业的可持续发展。