虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

[摘 要]從20世紀(jì)60年代出現(xiàn)虛擬現(xiàn)實原型機(jī)以來，虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的難關(guān)被逐步攻克，到2015年、2016年，虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)初步成型，投資與需求也呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢。虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實在技術(shù)上一脈相承，但在應(yīng)用場景、發(fā)展勢頭上卻大相徑庭。虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實開創(chuàng)了一種全新的人機(jī)交互方式，其創(chuàng)新潛力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步完善、內(nèi)容的逐步豐富，以及用戶體驗的逐漸改善，虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)將被普及，并推動許多其他領(lǐng)域的創(chuàng)新與變革。

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實；增強(qiáng)現(xiàn)實；技術(shù)普及；行業(yè)發(fā)展；創(chuàng)新潛力

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.12.029

1 虛擬現(xiàn)實vs增強(qiáng)現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR），是綜合利用傳感、仿真、網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接口等技術(shù)，在硬件設(shè)備上生成可交互的三維環(huán)境，從而提供沉浸感覺的一門交叉技術(shù)前沿學(xué)科。其中，設(shè)備生成的、可交互的三維環(huán)境稱為虛擬環(huán)境（Virtual Environment，VE）。

增強(qiáng)現(xiàn)實（Augmented Reality，AR），是虛擬與現(xiàn)實的連接入口，與虛擬現(xiàn)實主張的虛擬世界沉浸不同，為了達(dá)到更震撼的現(xiàn)實增強(qiáng)體驗，AR注重的是虛擬與現(xiàn)實的連接?！癆R”的定義很廣泛，技術(shù)種類眾多，目前主流的“AR”是指通過設(shè)備識別判斷（二維、三維、GPS、體感、面部等識別物），將虛擬信息疊加在以識別物為基準(zhǔn)的某個位置，并顯示在設(shè)備屏幕上，可實時交互虛擬與現(xiàn)實世界的技術(shù)。其中，識別、虛實結(jié)合、實時交互是增強(qiáng)現(xiàn)實的特點。

從技術(shù)上看，可以說，從以“建構(gòu)現(xiàn)實”為目標(biāo)的VR技術(shù)到以“復(fù)歸現(xiàn)實”為宗旨的AR技術(shù)，兩者一脈相承且緊密相關(guān)，它們都是基于肢體語言——頭部或手部運(yùn)動來控制系統(tǒng)，且都可以被視為推動新型人機(jī)交互形態(tài)的技術(shù)因素。

從目前的應(yīng)用來看，VR和AR則有著完全不同的應(yīng)用場景和市場。VR讓用戶沉浸在想象的或者模擬的世界中，可以同時服務(wù)于企業(yè)和消費者，其硬件設(shè)備主流生產(chǎn)商來自O(shè)culus、Sony PlayStationVR、HTCVive和 Samsung Gear VR；AR目前則向著服務(wù)企業(yè)的方向發(fā)展，其硬件設(shè)備主流生產(chǎn)商來自Microsoft HoloLens、Google Glass和Magic Leap。當(dāng)然，也有些領(lǐng)域兩個技術(shù)都可以應(yīng)用，如電子游戲領(lǐng)域，盡管目前大部分電子游戲以VR開發(fā)為主，但Microsoft HoloLens正在開發(fā)AR游戲——Minecraft。

從目前的發(fā)展來看，高盛2016年1月發(fā)布的虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實報告——Virtual & Augmented Reality：Understanding the Race for the Next Computing Platform指出：目前，軟件應(yīng)用有75%來自VR，只有25%來自AR。盡管VR和AR在技術(shù)上都還需要不斷地完善，但AR有更多技術(shù)難題需要攻克，例如在顯示技術(shù)問題和對現(xiàn)實環(huán)境的實時信息處理校準(zhǔn)方面的問題等。并且考慮到VR技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展勢頭以及基本成型的整合了供應(yīng)商和合作者的生態(tài)系統(tǒng)，VR目前的發(fā)展要比AR好。

2 虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2014年，F(xiàn)acebook耗資20億美元收購Oculus，成為行業(yè)內(nèi)的轟動事件。此后，全球越來越多的企業(yè)開始涉足VR/VR領(lǐng)域，市場逐漸呈現(xiàn)規(guī)模爆發(fā)之勢。2016年，大量頭戴眼鏡盒子、外接式頭戴顯示器等VR設(shè)備進(jìn)一步向消費級市場拓展。百思買、亞馬遜等網(wǎng)站最新信息顯示，Sony擬于2016年10月發(fā)售的PlayStation VR在接受預(yù)定后不久就被預(yù)訂一空，Oculus Rift和HTC Vive的預(yù)訂在正式開訂后幾分鐘內(nèi)就被消費者秒搶。消費市場對HMD產(chǎn)品的追捧無疑會加速整個VR/VR行業(yè)的發(fā)展。VR/VR行業(yè)目前的發(fā)展情況梳理如下。

2.1 投資熱度持續(xù)走高

國外主要大公司對VR/AR均有投資行為，投資規(guī)模也非常龐大。如，微軟1.5億美元買下81項虛擬現(xiàn)實專利；Facebook在2015年陸續(xù)收購視覺公司Surreal Vision、13th Lab，手勢控制技術(shù)公司Nimble VR，游戲開發(fā)引擎公司RakNet等；Google先后投資了Magicleap、立體聲技術(shù)團(tuán)隊Thrive Audio、VR場景公司AltspaceVR、VR游戲開發(fā)商Resoulti on Gameshou，以及VR渲染能力制造商Skillman & Hackett；蘋果公司則在2016年收購了VR應(yīng)用開發(fā)商Metaio和面部捕捉技術(shù)公司Faceshift。

國內(nèi)，不斷有新的VR天使投資基金、A輪投資基金，以及并購型基金成立。從2015年11月國內(nèi)二級市場第一次熱炒VR概念股，大量投資二級市場的資本機(jī)構(gòu)開始關(guān)注并接入VR。國內(nèi)不少先期進(jìn)入VR領(lǐng)域的企業(yè)，均獲得了資本的青睞，暴風(fēng)魔鏡A輪拿到了1000萬美元的融資，成為背書最為雄厚的VR企業(yè)。睿悅、樂相科技、3Glasses在內(nèi)的企業(yè)B輪融資額度均接近億元。

據(jù)CB Insights數(shù)據(jù)，國內(nèi)外近兩年的融資仍以早期階段融資為主，體現(xiàn)出本行業(yè)的初生狀態(tài)與未來增長機(jī)會。一份更長年度的數(shù)據(jù)顯示，資本在有關(guān)工業(yè)、商業(yè)、硬件設(shè)備領(lǐng)域的投資熱度遠(yuǎn)高于游戲領(lǐng)域。這或許表明，虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實行業(yè)從起步開始，就在尋找消費級與企業(yè)級服務(wù)的雙向突破與并行機(jī)會。

2.2 全球大企業(yè)競相進(jìn)入

全球大企業(yè)爭相進(jìn)入VR/AR領(lǐng)域。比如，微軟直接推出VR+AR設(shè)備HoloLens；蘋果既有投資行為，也有將其手機(jī)、AppStore等與VR結(jié)合的業(yè)務(wù)；國外已有團(tuán)隊推出了適用于iPhone6系列手機(jī)的VR設(shè)備。到目前為止，全球100強(qiáng)企業(yè)已有超過一半涉足VR領(lǐng)域，或有投資行為，或直接將VR與業(yè)務(wù)結(jié)合。其中，投入VR/AR的國際科技巨頭如下表所示。

2.3 用戶認(rèn)知不斷提升

歐美地區(qū)對VR/AR的認(rèn)知較早。2015年11月，Touchstone Research（線上市場調(diào)研機(jī)構(gòu)）和Greenlight VR（虛擬現(xiàn)實情報分析公司）共同完成的美國市場用戶調(diào)查顯示：10%的受訪者表示自己很了解VR/AR，80%的受訪者表示知道VR技術(shù)；國外超市銷售渠道反饋，VR設(shè)備已可實現(xiàn)自動銷售。

國內(nèi)對VR/AR的認(rèn)知要晚些。近一年國內(nèi)VR/AR設(shè)備銷售數(shù)字顯示，國內(nèi)對VR概念有所認(rèn)識的用戶有1000萬人以上，用戶的認(rèn)知主要是借助線下VR體驗店和手機(jī)VR頭盔兩個途徑；體驗過VR內(nèi)容的用戶有200萬人以上；MagicLeap的宣傳文案、奇幻咔咔在微信用戶群的傳播是影響大眾對AR認(rèn)知的主要途徑。

2.4 產(chǎn)業(yè)鏈條基本成型

虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)鏈由硬件、軟件和產(chǎn)品三部分組成。硬件方面，可以分為基礎(chǔ)、應(yīng)用、終端三個級別?；A(chǔ)硬件包括傳感器、芯片（CPU、Wi-Fi、存儲等）、顯示屏、GPU（顯示芯片）、材料等對VR/AR構(gòu)成基本物質(zhì)支持的硬件；應(yīng)用硬件包括大量傳統(tǒng)操控設(shè)備，以及對視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、肌肉、腦電等進(jìn)行感官模擬，動作模擬等應(yīng)用層面的信號模擬硬件；終端硬件指提供給用戶使用的終端設(shè)備，包括綜合設(shè)施以及一些簡單的娛樂設(shè)施。軟件方面，同樣可以劃分為基礎(chǔ)、應(yīng)用和終端三個層面。詳情如圖1至圖3所示。

圖1 VR/AR產(chǎn)業(yè)圖譜

圖2 VR/AR硬件圖譜

圖3 VR/AR軟件圖譜

以上產(chǎn)業(yè)鏈條的具體發(fā)展情況如下：

芯片端方面：ARM積極推進(jìn)芯片層面支持，GPU廠商已經(jīng)全面進(jìn)入；

程序語言方面：出現(xiàn)為VR設(shè)計的程序語言，產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)扎實；

引擎方面：Unity 5.1加入對VR的支持，多家引擎公司宣布進(jìn)入VR；

操作系統(tǒng)方面：谷歌、三星基于VR安卓版本的研發(fā)與系統(tǒng)優(yōu)化逐漸成熟，更多包括基于Windows 10的VR 操作系統(tǒng)正在或即將推出；

工具方面：各種類型內(nèi)容編輯器、交互/聲音SDK已經(jīng)出現(xiàn)；

內(nèi)容方面：VR游戲作品日漸成熟，更多行業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品在研發(fā)中；

渠道方面：出現(xiàn)不少內(nèi)容分發(fā)平臺，硬件銷售渠道正在建立；

資本方面：國內(nèi)外新成立眾多VR/AR基金，各種資本機(jī)構(gòu)推出VR/AR研究報告；

平臺方面：出現(xiàn)了針對C端用戶和B端開發(fā)者的在線虛擬平臺；

由此可見，VR/AR產(chǎn)業(yè)從產(chǎn)品、資本、市場，到渠道、客戶、用戶，盡管部分鏈條才剛剛建立，但整個產(chǎn)業(yè)鏈條已然具備。

2.5 軟硬件技術(shù)仍未成熟

2.5.1 硬件技術(shù)

目前開發(fā)以及投放到市場上的主要VR/AR硬件設(shè)備的情況如下。

PC式VR方面：VR頭顯的硬件技術(shù)仍在不斷完善中，分辨率、刷新率、可視角度是VR頭顯三大性能指標(biāo)，人體工學(xué)因涉及用戶佩戴是否舒適問題，也異常重要。現(xiàn)有的VR頭顯技術(shù)使設(shè)備顯得臃腫，用戶體驗欠佳，一些企業(yè)正在嘗試投影式VR頭顯方式。目前，以O(shè)culus、HTC/Valve、索尼為代表的三家廠商是VR頭顯設(shè)備的“領(lǐng)頭羊”，部分科研機(jī)構(gòu)正在研發(fā)更適合VR的鏡片。

移動VR方面：總體來講，移動VR設(shè)備尚需重大改進(jìn)。三星與Oculus聯(lián)手，在移動端的技術(shù)優(yōu)勢明顯。國內(nèi)公司小鳥看看在2015年12月發(fā)布的Pico1設(shè)備，直接配有觸摸板，并采取藍(lán)牙方式與手機(jī)聯(lián)結(jié)，可算是一次重大創(chuàng)新。

VR一體機(jī)方面：目前國內(nèi)外所出產(chǎn)的量產(chǎn)級一體機(jī)設(shè)備，因受性能、材質(zhì)等的限制，還不能達(dá)到消費級體驗的要求，需要進(jìn)一步提升設(shè)備性能，改良用戶佩戴體驗。

交互設(shè)備方面：用于VR內(nèi)容交互的設(shè)備呈現(xiàn)多樣化趨勢。目前，動捕設(shè)備成熟化較快，成本下降也快；LeapMotion、Omni等被大眾關(guān)注的交互設(shè)備因缺乏成熟產(chǎn)品，未投入實用；肌電模擬、眼球追蹤等交互設(shè)備成為科技新亮點，但仍然處于探索與研究過程中，成熟尚需時日。

2.5.2 軟件技術(shù)

基礎(chǔ)程序語言、顯示技術(shù)、引擎、開發(fā)工具等軟件技術(shù)對VR的支持剛剛開始，需要開發(fā)者以全新的理念來考慮內(nèi)容制作與策劃。高沉浸感、低眩暈技術(shù)需要不斷完善。

2.6 平臺與生態(tài)建設(shè)受到業(yè)界重視

國外，三星依靠GearVR成立了自己的移動應(yīng)用商店；Oculus依托硬件在做自己的內(nèi)容平臺； HTC也宣稱要推出自己的內(nèi)容服務(wù)平臺；AltspaceVR、WeVR、Improbable、High Fidelity等或服務(wù)于開發(fā)者，或服務(wù)于用戶，也成為了著名的內(nèi)容平臺。

國內(nèi)，早期推出VR頭顯設(shè)備的企業(yè)，大多轉(zhuǎn)向了平臺方向，如：樂視、愛奇藝發(fā)布了自己的VR App，要在VR端占據(jù)視頻流量入口；騰訊聲稱企業(yè)的VR戰(zhàn)略就是平臺與生態(tài)；較早進(jìn)入VR領(lǐng)域的南京睿悅信息，依托交互SDK建立起了自己的平臺與生態(tài)體系。

3 虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實能夠普及的關(guān)鍵因素

縱觀歷史上新科技的發(fā)展歷程，包括PC、3D電影、智能手機(jī)、谷歌眼鏡、PDA、Applewatch、3D打印，凡是最后普及成功的新科技都有兩個相同點：①抓住需求痛點，沒有更適合的替代品；②硬件瓶頸突破，主流設(shè)備價格可控。

從第①點來看，VR/AR開創(chuàng)了一個全新的人機(jī)交互方式。人機(jī)交互從最開始的命令行窗口，到后來的Win系統(tǒng)圖形界面，發(fā)展到現(xiàn)在廣泛使用的觸摸交互。大眾熱愛智能手機(jī)是因為觸屏讓使用更加方便，而VR/AR技術(shù)則把這種便捷性推向更高的可能，因為它允許人們用肢體語言控制設(shè)備，并體驗到3D效果，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的交互，這種真實的體驗感會成為VR/AR發(fā)展的一個非常大的驅(qū)動因素。

從第②點來看，目前所有主流制造商的VR/AR產(chǎn)品，價格都比較昂貴。這是因為：雖然VR/AR頭戴式設(shè)備與智能手機(jī)有著很多相似的組件，例如，顯示器、運(yùn)動傳感器、處理器、存儲器以及無線連接設(shè)備。但是，VR/AR設(shè)備也有其特有的組件，如3D鏡頭和定位系統(tǒng)，而這些特有組件是目前VR/AR設(shè)備價格居高不下的原因。不過，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和VR/AR技術(shù)的快速發(fā)展，一方面，頭戴式設(shè)備生產(chǎn)商將能通過獲得更多市場份額來降低產(chǎn)品價格；另一方面，就像個人電腦和智能手機(jī)每年以5%～10%的幅度逐漸降價一樣，VR/AR設(shè)備也會因為3D鏡頭、定位系統(tǒng)、CPU、電子屏幕、鏡片、電路設(shè)備等技術(shù)瓶頸的突破，以及成本的降低而以更低廉的價格普及大眾。

綜合以上兩點，不難推出，隨著技術(shù)壁壘的攻克，用戶體驗的改善，以及內(nèi)容和應(yīng)用程序的發(fā)展，VR/AR技術(shù)有能力跳出小眾市場，像智能手機(jī)一樣無處不在。技術(shù)總是從小眾市場起步，逐步發(fā)展成為平臺的。例如，統(tǒng)治音樂市場的iPod，在加入蜂窩技術(shù)后發(fā)展成了iPhone之后，第三方應(yīng)用程序登錄智能手機(jī)，為消費者和企業(yè)開辟了全新的市場。從長遠(yuǎn)來看，如果VR/AR設(shè)備能像眼鏡一樣輕便，那么它也同樣能把多種設(shè)備合一，形成手機(jī)、電腦、VR/AR設(shè)備三足鼎立的局面。

4 結(jié) 論

在良好的市場預(yù)期與資本的推動下，VR/AR有望很快突破行業(yè)發(fā)展瓶頸，并改變整個商業(yè)模式和人們的行為方式，成為下一個風(fēng)口。這可以從需求端、供給端兩個方面來進(jìn)行理解。

（1）需求端：無論是產(chǎn)業(yè)級市場，還是消費級市場，真實場景的體驗需求成為 VR/AR需求的重要驅(qū)動因素。VR/AR產(chǎn)品可以匹配更高層次的需求實現(xiàn)，同時其核心功能上具有不可替代性，手勢識別、動作捕捉等變革性的交互方式及沉浸性，決定了其在某些領(lǐng)域存在著不可替代的需求。

（2）供給端：技術(shù)進(jìn)步將使產(chǎn)品從笨重到輕便發(fā)展，并大幅提升用戶體驗；市場的擴(kuò)大會帶來成本的大幅降低，從而使硬件普及，并出現(xiàn)顛覆性產(chǎn)品；資本扶持會帶動產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，使內(nèi)容不斷豐富，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，從而形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展正向循環(huán)。

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[5]高盛發(fā)布VR/AR報告，創(chuàng)業(yè)者可“押注”這九大應(yīng)用[EB/OL].http：//blog.sina.com.

[基金項目]本文系2016—2017年度蘇州市“高技能人才培養(yǎng)研發(fā)”市級課題“蘇州‘智能制造人才現(xiàn)狀與培養(yǎng)對策研究”（項目編號：GJNP201604）的階段性研究成果。

[作者簡介] 張梅燕（1978—），女，回族，江蘇豐縣人，蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。研究方向：智慧城市。