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1、虚拟现实行业应用的引爆点 暨虚拟现实产业与应用发展白皮书发布会,二一六年九月,中国电子信息产业发展研究院,电子信息产业发展研究所 温晓君,技术,产业,应用,投资,标准,虚拟现实,话题之王：虚拟现实,报告内容,如何认识虚拟现实,虚拟现实行业应用的引爆点,如何看待虚拟现实产业,几点建议,1,2,3,4,一、如何认识虚拟现实,虚拟现实以人的直观感受体验为基本评判依据，是人类认识世界、改造世界的一种新的方式手段。 虚拟现实本身并不是生产工具，它通过影响人的认知体验，间接作用于“物”，进而提升效率。,虚拟现实的作用对象是“人”而非“物”,消费端（2C）：改进认知体验,行业应用端（2B）：提升效率,抽象事
2、物的具象化：一维、二维、多维到三维；信息数据的可视化建模 观察视角的自主化：突破空间物理尺寸局限，增强式观察，全景式观察，自然 运动观察；观察视野不受屏幕物理尺寸局限 交互方式的自然化：传统键盘、鼠标的输入输出方式到手眼协调的自然人机交互,虚拟现实是对客观世界的易知、易用化改造,简化认知， 解放想象力、 创新力,虚拟现实是虚构世界与真实世界的辩证统一,VR：以想象为特征，创造与用户交互的虚拟世界场景。 以假乱真 AR：以虚实结合为特征，将虚拟物体和信息和真实世界叠加，实现对现实的增强。 亦真亦假 MR：将虚拟世界和真实世界融合创造为一个新三维世界，其中物理实体和数字对象实时并存并有相互作用。
3、真假不分,假作真时真亦假，无为有处有还无。 红楼梦,虚拟现实是互联网未来的入口与交互环境,文化娱乐,虚拟现实,眼部、头部、肢体动作捕捉，位置定位等,几何建模、物理建模、生理建模、行为智能建模等,3D显示（视差、光场、全息）、3D音效、图像渲染、无缝融合等,触觉力觉反馈，语音识别，体感交互等,虚拟现实的技术体系,感知,建模,呈现,交互,二、如何看待虚拟现实产业,虚拟现实概念由来已久，相关技术在军事、航天领域已有深入应用。 2015年以来，随着虚拟现实消费级产品的不断推出，虚拟现实才真正成为电子信息领域最受关注的产业之一。 消费级VR产品定位：普适型计算平台,消费端产品推出成为虚拟现实产业化起点,
4、1929年飞行模拟器“蓝盒子”，这是人类系统模拟物理现实的初次尝试,SONY PS VR,Oculus Rift,HTC VIVE,Google Cardboard,Samsung Gear VR,Microsoft Hololens,标志性产品：,虚拟现实产业链构成,虚拟现实产业链大致可分为关键零部件、软件、设备、应用与内容制作四大部分。 关键零部件包括处理器芯片、显示器件、光学器件、传感器等。 软件包括操作系统、软件工具包（SDK）、UI、中间件等。 设备包括了主机系统（PC、一体机、手机VR眼镜）、显示终端、交互终端，还包括内容采集与制作的终端设备等。 应用与内容制作包括了行业应用软件的
5、开发和内容的制作、分发等。,国内外虚拟现实产业链各环节重点企业,国外虚拟现实产业发展特点,巨额投资刺激产业链环节快速发展 2014年和2015年，VR/AR领域共进行225笔风险投资，投资额达到35亿美元 产业生态构建成龙头企业发展重点 硬件商、消费者、开发者三方共赢的“平台+应用”闭环生态圈已成为虚拟现实行业发展主流 发展重点开始向行业应用转移 现阶段生产厂商很难从消费端用户获得硬件销售收益，多家虚拟以为行业用户提供解决方案和培训业务为生存方向,国内虚拟现实产业发展特点,资本市场前景良好，融资创新积极性较高。预计2020年国内VR设备出货量820万台，市场规模将占全球的34.6%。硬件制作商
6、是行业现阶段行业融资重点，硬件开发融资占行业总融资的51.9%。 内容生产热度提升，线下体验馆增长迅速。国内VR平台上已有约2700款视频和800款游戏，线下体验馆超过2000家。 初创企业集结，巨头企业观望。企业多为初创企业，巨头大多保持观望态度，投资也主要集中在天使轮，创业属于资本导向下的试探发展。,市场预期,2020年虚拟现实市场规模预测,2020年全球VR设备出货量预测,市场预期,2016-2020年中国VR市场规模,2016-2020年中国VR设备出货量预测,2016-2020年中国VR用户规模预测,技术成熟度：突破共性技术难题，如广视角、低眩晕、低延时、真三维等。明确演进路径，桌面
7、端或移动端，VR或AR。 产业链支持度：硬件配套，应用开发，内容生产。 消费者认可度：用户体验、使用习惯、价格因素等。 行业应用推广度：找到行业应用的突破口，形成可观收益。,虚拟现实产业爆发的制约因素,Pokemon Go开启“轻AR”时代,三、虚拟现实行业应用的引爆点,引爆点之一： 军事,有效提高战场生还率,虚拟战场环境 军事训练 武器系统设计与评估,据统计，未参加过实战的飞行员在首次执行任务时生还率只有60%，而经模拟对抗训练后，生还率可提高到90%以上。 美军利用“虚拟舰艇作战指挥中心”仅需5个月就能培训出合格军官。,我国军事领域虚拟现实技术应用的突出瓶颈 半实物仿真系统不能服务于武器装
8、备全寿命和全系统设计 体系对抗系统可扩展性不强，功能覆盖不全 在体系结构、建模、可信度评估技术、标准与规范、仿真环境等关键技术领域存在差距。 未来需求趋势分析 大规模军事演习指挥,问题分析,引爆点之二： 制造,打破二维平面设计桎梏,虚拟研发 全方位设计产品外形、结构、模具及零部件配置使用方案。,【案例】波音公司将虚拟现实技术应用于777型和787型飞机的设计上，通过虚拟现实的投射和动作捕捉技术，完成了对飞机外型、结构、性能的设计，所得到的方案与实际飞机的偏差小于千分之一英寸。据统计，采用虚拟现实设计的波音777飞机，设计错误修改量减少了90%、研发周期缩短了50%、成本降低了60%。,应用环节
9、,虚拟装配 精密加工、精密测量、精密伺服系统与虚拟现实技术协同提高装备效率和质量,【案例】中国一拖集团应用我国本土企业曼恒数字研发的“数字化虚拟现实显示系统”，打造出虚拟装配车间，可实现360度内部全景漫游，既能多角度观察每个装配工位，又能精准跟踪装配工件的生产工艺流程,应用环节,设备维护检修 实现产品全流程检测，提升服务质量,【案例】美国福特公司联合克莱斯勒公司与IBM合作开发了应用于汽车制造的虚拟现实环境，在汽车出厂前可以检验出其存在的设计缺陷，并辅助修正，大大缩短了新车研发周期。,培训 获取高仿真、低风险学习体验,【案例】英国皇家装甲公司采用虚拟现实技术，对14.5吨的新型车辆进行车辆训
10、练模拟，实现了对专用车型驾驶员的操作培训。,各国均将虚拟现实作为军事战略重点,虚拟现实技术在军事领域的应用日趋广泛,添加未标题,添加未标题,我国军事领域虚拟现实仿真应用得到飞速发展,添加未标题,应用案例,面临机遇,我国制造业具备应用虚拟现实技术的基础条件 从应用基础看，已经形成一批科研成果。 北京航空航天大学和一汽公司合作开发的板料成形软件，基本能够模拟车门等复杂覆盖件的冲压成型过程； 沈阳铸造研究所开发的电渣熔铸工艺模拟软件已经应用在水轮机组叶片曲面造型中； 合肥工业大学开发研制的双刀架数控车加工模拟已应用于马鞍山钢铁车轮轮箍厂。 从应用实践看，航天、航空、汽车等高端制造领域已实现初步应用。
11、 中国商飞研发出虚拟现实仿真系统，用于新型民机的预先研究评估和关键技术攻关。,问题分析,我国制造领域虚拟现实技术应用的突出瓶颈 数字化产品集成模型技术：处于概念阶段 产品创新支持工具不丰富：缺乏创新设计支持系统、知识结合工具、交互式外型设计技术集成工具、支持逆向设计工具 产品数字化技术不成熟：数据组织和管理体系、应用软件集成。 仿真建模制造有待突破：虚拟加工、虚拟装配、虚拟测试 未来需求趋势分析 增强现实在智能制造中的融合应用,引爆点之三： 教育,应用环节 虚拟学习环境 人体模型仿真 存在问题或瓶颈 缺乏人际互动，无法进行针对性培养 新模式接受度小，教学效果无法检验 需求及趋势分析 虚拟课堂
12、学习情景创设,革新知识获取的渠道和交互方式,虚拟现实技术在军事领域的应用日趋广泛,添加未标题,添加未标题,我国军事领域虚拟现实仿真应用得到飞速发展,添加未标题,应用案例,引爆点之四： 医疗,虚拟手段弥补临床病例样本不足,应用环节 解剖学和病理学教学 外科手术训练和规划 精神康复治疗 存在问题或瓶颈 临床应用开发门槛高 价格昂贵无法大规模普及 需求趋势分析 人体病理模型建模 药物研制,虚拟现实技术在军事领域的应用日趋广泛,添加未标题,添加未标题,我国军事领域虚拟现实仿真应用得到飞速发展,添加未标题,应用案例,引爆点之五： 文化艺术,提升文艺鉴赏、创作的想象空间,应用环节 文物古迹复原 文物和艺术
13、品展示 工业外观设计 存在问题或瓶颈 缺乏文化艺术和VR技术结合性人才 三维建模技术、图形渲染技术需进一步突破 需求趋势分析 虚拟场景艺术创作 艺术品设计,圆明园大水法重建,古奥运再现,虚拟现实技术在军事领域的应用日趋广泛,添加未标题,添加未标题,我国军事领域虚拟现实仿真应用得到飞速发展,添加未标题,应用案例,引爆点之六： 旅游,个性化交互性增强沉浸感,虚拟现实游戏架构下的国际化产业 Second Life虚拟现实游戏中开发了虚拟旅游市场，吸引游客将其作为旅游目的地。 与旅游大数据结合的体验型产业 购物、娱乐、饮食、住宿等出行数据与虚拟旅游的结合,各国均将虚拟现实作为军事战略重点,虚拟现实技术
14、在军事领域的应用日趋广泛,添加未标题,添加未标题,我国军事领域虚拟现实仿真应用得到飞速发展,添加未标题,应用案例,分析预测,存在的问题和瓶颈 未达到高度逼真和实时漫游的水平 准三维虚拟现实技术不能够进行现实内容的完整表达 平台碎片化，数据标准和规范较为粗放 未来需求趋势分析 消失的遗迹虚拟旅游 虚拟旅游网站建设,引爆点之七： 汽车工业,产品端应用,增强现实辅助驾驶 【实例1】梅赛德斯-奔驰推出的F 015 Luxury in Motion概念车是一款自动驾驶汽车，挡风玻璃的显示屏可以展示各种不同的信息，和跟目的地相关的内容。 【实例2】宝马与高通推出Mini增强现实眼镜可以让驾驶者看到虚拟屏幕
15、上的所有数据。 【实例3】捷豹路虎打造的“360度虚拟城市风挡玻璃”（360 Virtual Urban Windscreen）能让车柱“隐形”，从而消除它们造成的盲点。,生产端应用,汽车虚拟设计 产品的变型设计 系列化设计 异地设计 并行设计 协同设计 汽车虚拟装配 程序自动检查装配状态 虚拟实验 虚 拟人机工程学评价 虚拟风洞试验 虚拟碰撞试验 虚拟培训,小结：虚拟现实支撑行业发展的共性结合点,小结：虚拟现实行业应用推进中的共性问题,应用场景和应用路径尚不清晰。应用场景设计缺失，产业标准不统一。 我国相关行业自身发展层级不高造成新技术应用的效率成本难以平衡。以制造业为例，我国的低端加工制造
16、占比较大，涉及制造前端原型样机设计、流程仿真的屈指可数。 虚拟现实行业应用的供应链短板依然明显。除了在虚拟现实相关主控芯片、光学器件、高端传感器等方面存在共性短板外，面向行业应用的虚拟现实模块化产品设计、操作维修、仿真训练等供应严重匮乏，缺乏应用开发工具和开发平台，系统集成能力不强。,四、几点建议,几点建议,强化顶层设计，面向行业需求规划应用路径。定义和构建若干典型应用场景，明确应用需求。 加强重点攻关，尽快突破行业应用技术瓶颈。组织产、学、研、用各机构多方面力量解决关键共性技术问题，鼓励开发具有更好使用体验的创新型产品。 制定标准规范，开展行业应用联合测试验证。推动建立虚拟现实技术、产品和系统评价指标体系，开发相应的评价工具，保障虚拟现实产品性能和质量。 推进试点示范，以点带面扩大行业应用范围和影响力。推广宣传典型示范案例，提高相关企业、产品和品牌影响力，进一步推动其市场化应用,敬请批评指正！,
