編者薦語：
虛擬現(xiàn)實是新一代信息技術(shù)的前沿方向、數(shù)字經(jīng)濟的前沿領(lǐng)域，正日益與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、5G等數(shù)字技術(shù)融合發(fā)展，給人類社會的生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式都帶來了深刻的變革。
近年來，虛擬現(xiàn)實正加速賦能千行百業(yè)，新場景、新模式、新業(yè)態(tài)層出不窮，在工業(yè)、文化、教育、醫(yī)療、消費等領(lǐng)域應(yīng)用不斷拓展。
工信部等先后出臺《關(guān)于加快推進(jìn)虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》、《虛擬現(xiàn)實與行業(yè)應(yīng)用融合發(fā)展行動計劃（2022—2026年）》等，助力相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。我國虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)初步構(gòu)建了以技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ)的生態(tài)體系，正邁入以產(chǎn)品升級和融合應(yīng)用為主線的戰(zhàn)略窗口期。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)與系統(tǒng)全國重點實驗室是首批全國重點實驗室，依托北京航空航天大學(xué)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)與系統(tǒng)全國重點實驗室是首批全國重點實驗室，依托北京航空航天大學(xué)，瞄準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實國際發(fā)展前沿，深入進(jìn)行理論研究、技術(shù)突破、系統(tǒng)研制和應(yīng)用示范。金科君創(chuàng)資本積極布局新興技術(shù)，投資的東方瑞豐、眾繪科技等企業(yè)，均為該實驗室的成果轉(zhuǎn)化項目。實驗室首席專家趙沁平院士是我國最早從事和推動虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究的專家之一，對虛擬現(xiàn)實的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了深刻的分析解讀。
以下文章來源于中國電子報，作者齊旭
3月31日，由中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院主辦的2023賽迪論壇在北京舉行。在電子信息分論壇上，中國工程院院士、北京航空航天大學(xué)教授趙沁平作題為《虛擬現(xiàn)實助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型》的主題演講。趙沁平指出，無論是優(yōu)質(zhì)虛擬現(xiàn)實內(nèi)容缺乏，還是產(chǎn)業(yè)生態(tài)不夠完善，很大的原因在于基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)投入不足。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實正在從1.0向2.0階段演進(jìn)，需要更強的智能化和互通性、演變性等技術(shù)創(chuàng)新，這就要求我國持續(xù)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實研究創(chuàng)新，使我國率先實現(xiàn)跨越，引領(lǐng)虛擬現(xiàn)實和混合增強智能的發(fā)展與應(yīng)用。
虛擬現(xiàn)實正加速推動各行業(yè)升級換代
虛實融合的數(shù)字體驗展現(xiàn)了未來數(shù)字世界發(fā)展的趨勢。無論是消費領(lǐng)域還是行業(yè)領(lǐng)域，“虛擬現(xiàn)實+”正在催生各行業(yè)生產(chǎn)模式變革。目前，虛擬現(xiàn)實已經(jīng)在工業(yè)制造、航空航天、國防軍事、公共安全、醫(yī)療衛(wèi)生、教育培訓(xùn)、智慧城市、文化旅游、融合媒體、體育健康、商貿(mào)創(chuàng)意、演藝娛樂等眾多行業(yè)和大眾生活領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，推動行業(yè)升級換代，形成新的大眾消費體驗和領(lǐng)域。
趙沁平指出，虛擬現(xiàn)實作為數(shù)字經(jīng)濟的七大重要產(chǎn)業(yè)之一，技術(shù)譜系很寬廣，發(fā)展到現(xiàn)在，技術(shù)體系初步形成，細(xì)分技術(shù)也在不斷發(fā)展和成熟。無論是虛擬現(xiàn)實設(shè)備，還是計算、渲染、建模、內(nèi)容生成、通信等底層技術(shù)和應(yīng)用，都取得了比較好的發(fā)展，而且發(fā)展速度越來越快。
研究院數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域投融資規(guī)模較前漲幅超過100%，2022年虛擬現(xiàn)實相關(guān)企業(yè)超萬家；從“中國VR50強企業(yè)”年銷售額分布情況看，2021年，年銷售額超過1億元的企業(yè)占比首次超過50%，2022年則增長到28家。據(jù)預(yù)測，2025年我國虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過2500億元。
補齊產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板要向“基礎(chǔ)研究創(chuàng)新”要答案
“無論是虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)也好，還是虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展也好，目前我國還存在一些問題，特別是和發(fā)達(dá)國家相比，我們還有較大差距。”在趙沁平看來，具體表現(xiàn)在技術(shù)創(chuàng)新、內(nèi)容研發(fā)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)三個方面。
一是全行業(yè)對虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)性的科研不足。技術(shù)研發(fā)單點改進(jìn)多、系統(tǒng)性的突破少；應(yīng)用研發(fā)多，基礎(chǔ)性創(chuàng)新少；娛樂性應(yīng)用多，戰(zhàn)略性行業(yè)應(yīng)用少；視覺展示體驗多，交互式體驗少，且交互層次淺。
“產(chǎn)業(yè)的競爭越來越向科技創(chuàng)新前移，甚至向基礎(chǔ)研究創(chuàng)新前移?！壁w沁平以人工智能大模型為例表示，雖然業(yè)內(nèi)已經(jīng)提出較長時間，我國也有一些單位在搞大模型研發(fā)，但十年下來，ChatGPT先出來了，“說明我們的企業(yè)在這方面的投入也好、堅持也好，都有待加強”?！叭绻覀兪冀K是跟蹤追趕，就會止步于代工，生產(chǎn)低維的產(chǎn)品，或當(dāng)‘二鍋頭’，所以必須在產(chǎn)業(yè)振興上把關(guān)注點前移到科技創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新。”他說。
二是優(yōu)質(zhì)的虛擬現(xiàn)實內(nèi)容缺乏，這是一個老問題。內(nèi)容產(chǎn)出量少，頻度不夠，市場規(guī)模受影響。內(nèi)容質(zhì)量與硬件性能不匹配，需要更優(yōu)質(zhì)、更豐富的內(nèi)容來提升用戶體驗，特別是在大眾消費領(lǐng)域。
在趙沁平看來，內(nèi)容的生產(chǎn)和頻度不夠，大眾消費就會受影響。而內(nèi)容的產(chǎn)出和技術(shù)也有關(guān)，特別是和智能化、自動化內(nèi)容生成緊密相關(guān)，技術(shù)研發(fā)還要繼續(xù)加強，內(nèi)容生產(chǎn)廠家也需要進(jìn)一步努力。
三是產(chǎn)業(yè)生態(tài)需進(jìn)一步完善。盡管很多企業(yè)對產(chǎn)業(yè)鏈中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了“強鏈”行動，但全國虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新機制尚需進(jìn)一步形成。
“上面所說的問題，有很大一部分還是技術(shù)問題。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是螺旋式上升的，技術(shù)上升一階，應(yīng)用和業(yè)態(tài)就會相應(yīng)地螺旋式上升一階。”趙沁平說。
虛擬現(xiàn)實2.0需要更強的智能化和互通性、演變性
趙沁平看來，在虛擬現(xiàn)實1.0中，虛擬對象和環(huán)境與對應(yīng)的真實環(huán)境和對象是相互獨立的，也就是說，虛擬空間和數(shù)字空間是分離的。高性能計算、計算機圖形學(xué)、自然人機交互等技術(shù)結(jié)合集成，產(chǎn)生了虛擬現(xiàn)實1.0，具有沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination）的“3I”特征。
趙沁平表示，互聯(lián)網(wǎng)1.0是“計算機網(wǎng)”，連接對象是電腦，應(yīng)用主要是社交和市場營銷?；ヂ?lián)網(wǎng)2.0是“物聯(lián)網(wǎng)”，連接對象從電腦擴展到萬物，其應(yīng)用擴展至行業(yè)生產(chǎn)和生活服務(wù)。隨著虛擬現(xiàn)實、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)字孿生、元宇宙等新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，其核心需求是構(gòu)建虛實融合網(wǎng)絡(luò)。虛實融合網(wǎng)絡(luò)，我們稱其為泛聯(lián)網(wǎng)，其連接對象擴展到物理對象的數(shù)字孿生、人的化身和數(shù)字原生對象，再次突破互聯(lián)網(wǎng)連接邊界，成為互聯(lián)網(wǎng)3.0，為實現(xiàn)人類在物理世界與數(shù)字世界共享生存并自由穿梭的開辟了希望之路。
趙沁平認(rèn)為，互聯(lián)網(wǎng)3.0對虛擬現(xiàn)實技術(shù)提出了一系列新的創(chuàng)新需求，從而推動虛擬現(xiàn)實進(jìn)入2.0階段。在這一階段，只具有沉浸感、交互性、構(gòu)想性的虛擬現(xiàn)實1.0難以勝任，必須創(chuàng)新發(fā)展為具有“5IE”特征，即在原來3I的基礎(chǔ)上增加智能化（Intelligentize）、互通性（Interconnection）和演變性（evolutionary）。
智能化包括虛擬環(huán)境中智能對象及其智能行為建模、人機交互智能化與智能體化身的交互，以及內(nèi)容生產(chǎn)的智能化?；ネㄐ詣t是虛擬對象/環(huán)境和對應(yīng)的真實對象/環(huán)境的多模態(tài)數(shù)據(jù)互通。演變性是虛擬對象模型隨著物理對象的形態(tài)和狀態(tài)變化，實時或及時地進(jìn)行同變，以及生命體和時變體模型可依據(jù)相應(yīng)規(guī)律自行演化。
“我所在的北航虛擬現(xiàn)實技術(shù)與系統(tǒng)全國重點實驗室，目標(biāo)就是瞄準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實2.0?！壁w沁平說，就是持續(xù)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實研究創(chuàng)新，使我國率先實現(xiàn)從“3I”的虛擬現(xiàn)實1.0 到“5IE”的虛擬現(xiàn)實2.0的跨越，引領(lǐng)虛擬現(xiàn)實和混合增強智能的發(fā)展與應(yīng)用。