2015年以來,隨著消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品不斷推出,虛擬現(xiàn)實(shí)成為廣受關(guān)注的發(fā)展熱點(diǎn),虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)也迎來了發(fā)展的重要戰(zhàn)略窗口期。作為繼計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)之后極具可能的又一通用性計(jì)算平臺(tái),虛擬現(xiàn)實(shí)的真正價(jià)值或意義體現(xiàn)在與制造等行業(yè)領(lǐng)域的深度融合和廣泛應(yīng)用,將最終撬動(dòng)上萬億美元的產(chǎn)值效益。
為緊跟國(guó)際發(fā)展大勢(shì),加快推動(dòng)我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)在各行業(yè)領(lǐng)域的融合應(yīng)用,賽迪智庫(kù)日前在京發(fā)布《虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用白皮書》。該白皮書對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈以及國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行了梳理,重點(diǎn)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)各行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)、存在瓶頸及未來需求進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展進(jìn)行了展望,并提出了若干措施建議。
白皮書認(rèn)為,虛擬現(xiàn)實(shí)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括軍事、制造、娛樂、教育、醫(yī)療健康、文化藝術(shù)、旅游等,不同行業(yè)領(lǐng)域與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合的特點(diǎn)各異,應(yīng)用中存在的問題或制約瓶頸也不盡相同。賽迪智庫(kù)電子信息產(chǎn)業(yè)研究所副所長(zhǎng)溫曉君博士坦言,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用有落地,且比較典型。事實(shí)上,對(duì)于汽車行業(yè)而言,與虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合,也是未來的發(fā)展方向之一。
VR未來的產(chǎn)業(yè)規(guī)模體量龐大
白皮書指出,虛擬現(xiàn)實(shí)是融合三維顯示技術(shù)、三維建模技術(shù)、傳感測(cè)量技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)等多種前沿技術(shù)的綜合技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)以臨境、交互性、想象為特征,創(chuàng)造了一個(gè)虛擬的三維交互場(chǎng)景,用戶借助特殊的輸入輸出設(shè)備,可以體驗(yàn)虛擬世界并與虛擬世界進(jìn)行自然的交互。
廣義的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualReality,VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AugmentedReality,AR)、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)(MixedReality,MR)。
國(guó)外多家大型市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)對(duì)2020年全球VR產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)在150億~300億美元之間;咨詢公司Gartner預(yù)計(jì)VR產(chǎn)業(yè)在2020年達(dá)到400億美元規(guī)模。2015年我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為15.4億元人民幣,預(yù)計(jì)2016年將達(dá)到56.6億元,2020年將超過550億元。
就國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況而言,其呈現(xiàn)以下幾個(gè)發(fā)展特點(diǎn):
巨額投資刺激產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)快速發(fā)展。近年來,F(xiàn)acebook、谷歌、微軟和蘋果等巨頭科技公司紛紛通過投資、并購(gòu)、孵化等方式介入虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)鏈布局,GoPro、HTC、Nvidia、高通和三星等知名企業(yè)也開始發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。2014年和2015年,VR/AR領(lǐng)域共進(jìn)行了225筆風(fēng)險(xiǎn)投資,投資額達(dá)到35億美元,極大地促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)在硬件、軟件、內(nèi)容、應(yīng)用和服務(wù)等諸多環(huán)節(jié)上的快速發(fā)展。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建成龍頭企業(yè)發(fā)展重點(diǎn)。由于虛擬現(xiàn)實(shí)盈利模式將和智能手機(jī)盈利模式存在相似之處,構(gòu)建硬件商、消費(fèi)者、開發(fā)者三方共贏的“平臺(tái)+應(yīng)用”閉環(huán)生態(tài)圈已成為虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)發(fā)展主流。Facebook、谷歌、微軟和蘋果等科技巨頭紛紛投資、收購(gòu)、開發(fā)包括硬件、軟件、內(nèi)容、應(yīng)用和服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),積極建立從開發(fā)、制造到消費(fèi)的生態(tài)系統(tǒng)。
發(fā)展重點(diǎn)從消費(fèi)端向行業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)移。由于虛擬現(xiàn)實(shí)普及至少還需要2~3年時(shí)間,且虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品還需要從沉浸感和體驗(yàn)感方面進(jìn)行優(yōu)化,現(xiàn)階段生產(chǎn)廠商很難從消費(fèi)端用戶獲得硬件銷售收益,因此多家虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)業(yè)公司開始轉(zhuǎn)向行業(yè)應(yīng)用端用戶,以為行業(yè)用戶提供解決方案和培訓(xùn)業(yè)務(wù)為生存方向。
就中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模而言,相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2015年中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為15.4億元人民幣,預(yù)計(jì)2016年將達(dá)到56.6億元,2020年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超過550億元,2020年中國(guó)VR設(shè)備出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)到820萬臺(tái),用戶數(shù)量超過2500萬人。
目前,我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)企業(yè)主要分為兩大類別:一是成熟行業(yè)依據(jù)傳統(tǒng)軟硬件或內(nèi)容優(yōu)勢(shì)向虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域滲透,其中智能手機(jī)及其他硬件廠商大多從硬件布局;二是新型虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)公司,包括生態(tài)型平臺(tái)型公司和初創(chuàng)型公司,以互聯(lián)網(wǎng)廠商為領(lǐng)頭羊在硬件、平臺(tái)、內(nèi)容、生態(tài)等領(lǐng)域進(jìn)行一系列布局。
就現(xiàn)有情況來看,國(guó)內(nèi)VR行業(yè)具有如下特點(diǎn):資本市場(chǎng)前景良好,融資創(chuàng)新積極性較高。預(yù)計(jì)2020年國(guó)內(nèi)VR設(shè)備出貨量820萬臺(tái),用戶量超過2500萬人,與2020年全球VR硬件市場(chǎng)預(yù)計(jì)規(guī)模28億美元比較,國(guó)內(nèi)VR硬件市場(chǎng)規(guī)模將占全球的34.6%。目前硬件制作商是國(guó)內(nèi)VR行業(yè)現(xiàn)階段行業(yè)融資發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè),VR硬件開發(fā)商的融資總占比占到整個(gè)VR行業(yè)的51.9%。此外,內(nèi)容開發(fā)受市場(chǎng)認(rèn)可,線下體驗(yàn)館增長(zhǎng)迅速。初創(chuàng)企業(yè)集結(jié),巨頭企業(yè)處于觀望狀態(tài)。
在汽車等領(lǐng)域應(yīng)用已落地
據(jù)溫曉君介紹,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)的諸多領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用,其中,在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用有落地,且比較典型。
具體來說,虛擬現(xiàn)實(shí)在制造業(yè)的應(yīng)用主要包括虛擬研發(fā)、虛擬裝配、設(shè)備維護(hù)檢修和培訓(xùn)等。
在研發(fā)環(huán)節(jié),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以展現(xiàn)產(chǎn)品的立體面貌,使研發(fā)人員能夠全方位構(gòu)思產(chǎn)品的外形、結(jié)構(gòu)、模具及零部件配置使用方案。特別是在飛機(jī)、汽車等大型裝備產(chǎn)品的研制過程中,運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能大幅提升產(chǎn)品性能的精準(zhǔn)性。波音公司將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于777型和787型飛機(jī)的設(shè)計(jì)上,通過虛擬現(xiàn)實(shí)的投射和動(dòng)作捕捉技術(shù),完成了對(duì)飛機(jī)外形、結(jié)構(gòu)、性能的設(shè)計(jì),所得到的方案與實(shí)際飛機(jī)的偏差小于千分之一英寸。據(jù)統(tǒng)計(jì),采用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)的波音777飛機(jī),設(shè)計(jì)錯(cuò)誤修改量減少了90%、研發(fā)周期縮短了50%、成本降低了60%。
在裝配環(huán)節(jié),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前主要應(yīng)用于精密加工和大型裝備產(chǎn)品制造領(lǐng)域,通過高精度設(shè)備、精密測(cè)量、精密伺服系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的協(xié)同,能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)致均勻的工件材質(zhì)、恒溫恒濕潔凈防震的加工環(huán)境、系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差極低的加工系統(tǒng)間的精準(zhǔn)配合,提高裝備效率和質(zhì)量。
在設(shè)備維護(hù)檢修方面,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的檢修工作中,能夠?qū)崿F(xiàn)從出廠前到銷售后的全流程檢測(cè),能夠突破空間限制、縮短時(shí)間需要,提高服務(wù)效率、拓展服務(wù)內(nèi)容、提升服務(wù)質(zhì)量,將制造業(yè)服務(wù)化推向新的階段。例如,美國(guó)福特公司聯(lián)合克萊斯勒公司與IBM合作開發(fā)了應(yīng)用于汽車制造的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,在汽車出廠前可以檢驗(yàn)出其存在的設(shè)計(jì)缺陷,并輔助修正,大大縮短了新車研發(fā)周期。未來,通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將幫助實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、預(yù)判性的監(jiān)測(cè)維修服務(wù)。
在培訓(xùn)方面,通過利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立虛擬培訓(xùn)基地,能夠立體展現(xiàn)制造場(chǎng)景,幫助學(xué)員通過全方位的感知體驗(yàn),獲取高仿真的、可重復(fù)的、低風(fēng)險(xiǎn)的學(xué)習(xí)體驗(yàn),有利于制造業(yè)從業(yè)人員提前熟悉制造場(chǎng)景、提升應(yīng)用技能。當(dāng)前,已經(jīng)有許多國(guó)內(nèi)外企業(yè)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展培訓(xùn)工作。例如,英國(guó)皇家裝甲公司采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),對(duì)14.5噸的新型車輛進(jìn)行車輛訓(xùn)練模擬,實(shí)現(xiàn)了對(duì)專用車型駕駛員的操作培訓(xùn)。
幾大瓶頸待突破
溫曉君指出,盡管虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)制造業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展前景看好,但與國(guó)外相比,我國(guó)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)上亟待改進(jìn),具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
數(shù)字化集成模型技術(shù)仍處于概念階段。虛擬現(xiàn)實(shí)制造要求針對(duì)數(shù)字化產(chǎn)品集成模型開展進(jìn)一步研究工作,具體體現(xiàn)在CAD模型中的信息含量、產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、信息重用機(jī)制等方面。
創(chuàng)新支持工具不豐富。目前僅有部分工具支撐產(chǎn)品創(chuàng)新支持技術(shù),但離需求仍有一定距離,主要體現(xiàn)在虛擬制造與知識(shí)結(jié)合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)支持、逆向設(shè)計(jì)支持、集成與交互式外觀設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面。
數(shù)字化技術(shù)不成熟,具體體現(xiàn)在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用軟件集成、數(shù)據(jù)組織和管理等方面。
仿真建模技術(shù)亟須突破,主要表現(xiàn)在虛擬加工分析、虛擬裝配集成建模和理論工藝、虛擬測(cè)試技術(shù)幾個(gè)方面。
隨著我國(guó)制造戰(zhàn)略的發(fā)展,未來虛擬現(xiàn)實(shí)制造需要高度重視和全面規(guī)劃、加強(qiáng)高質(zhì)量研究型人才培養(yǎng)和培訓(xùn)工作、大力普及CAD/CAM技術(shù)、加強(qiáng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)推廣,全面實(shí)施基于并行工程的虛擬制造。
賽迪智庫(kù)認(rèn)為,應(yīng)把握虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期,大力促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
一是加強(qiáng)戰(zhàn)略規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)。以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)等領(lǐng)域帶來的廣闊前景為契機(jī),設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)與各領(lǐng)域融合發(fā)展的路線圖,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展明確思路并提供政策引導(dǎo)。
二是推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。組織產(chǎn)、學(xué)、研、用各方面力量解決關(guān)鍵共性技術(shù)問題,鼓勵(lì)開發(fā)具有更好使用體驗(yàn)的創(chuàng)新性產(chǎn)品。
三是加快推廣行業(yè)應(yīng)用示范。結(jié)合“中國(guó)制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+人工智能”行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施,選取若干領(lǐng)域作為虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用推廣的突破口,逐步推廣虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用領(lǐng)域,設(shè)立應(yīng)用示范區(qū)。
四是推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)。推動(dòng)建立虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、產(chǎn)品和系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,開發(fā)相應(yīng)的評(píng)價(jià)工具,保障虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品性能和質(zhì)量。