虛實結合 協同創新 扎實推進虛擬現實產業健康發展

◎ 中國工程院院士 趙沁平

虛擬現實(Virtual Reality，VR) /增 強 現 實（Augmented Reality，AR）是一種創建、體驗和融合虛擬世界與物理世界的計算機應用技術，為人類認知世界、改造世界提供了全新的方式和手段。通過與互聯網、云計算、物聯網及人工智能等新興信息技術的集約發展，VR/AR技術正在形成支撐眾多行業領域和大眾消費領域數字經濟產業生態全鏈條的“新基建”。許多科技機構和專家認為，虛擬現實技術是連接人、社會與信息空間、物理空間的下一代信息系統的計算平臺和下一代沉浸式人機交互平臺；虛擬現實環境是未來互聯網的入口及交互環境；虛擬現實設備及內容將連接到物聯網，貫通虛擬空間與物理空間，形成新一代互聯網應用。

虛擬現實已經成為我國科技和產業發展的新興戰略方向。國家“十四五”規劃將虛擬現實和增強現實列為數字經濟重點產業；工信部印發了《關于加快推進虛擬現實產業發展的指導意見》，教育部正在“加快實施教育數字化戰略行動”，已批準高校建設了300個國家級虛擬仿真實驗教學中心，認定了700余門國家級虛擬仿真實驗教學一流課程，確認了200余個職業教育示范性虛擬仿真實訓基地培育項目；江西南昌、山東青島、北京石景山等地正在全力推進虛擬現實產業發展。

一、新一輪科技革命和產業變革新機遇

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》提出，加快建設數字經濟、數字社會、數字政府，以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革。未來數字社會將以下一代智能網絡、物聯網、區塊鏈等為基礎設施，以自然人機交互、人工智能等為交互平臺，以虛擬現實為技術融合，增強客觀物理世界、融合數字虛擬世界，社會經濟范式由信息與通訊技術+信息物理系統為特征的工業自動化時代，向智能互聯技術+社會物理信息系統為特征的知識自動化時代發展，社會體系與產業體系必將加速從工業時代到智能時代的進程，創造形成虛實共生的新型社會形態。

二、虛擬現實產業發展現狀和趨勢

經過幾年的波浪式、螺旋型發展，虛擬現實產業日趨成熟理性。當前，虛擬現實產業又處于一個新的發展窗口期。5G網絡、人工智能、云計算、物聯網、區塊鏈、數字孿生等新技術與虛擬現實技術加速融合，開拓了新的市場和應用領域。2021年是虛擬現實產業發展的重要年份：全球VR/AR眼鏡設備銷售累計超1000萬臺，標志著VR迎來消費端放量拐點；全球虛擬現實行業融資并購金額556.0億元，同比增長128%；中國融資并購金額達181.9億元，同比增長788%。（數據來源：陀螺研究院?VR陀螺2021年全球XR行業年度發展報告）

虛擬現實技術仍面臨許多問題和挑戰。一是全行業對虛擬現實技術系統性的科研仍然不足。技術研發單點創新多、系統性的突破少；應用研發多，基礎性的突破創新少；娛樂性運用多，戰略性行業的運用少；視覺展示體驗多，交互式的體驗少。二是優質的虛擬現實內容相對缺乏。內容產出量少，頻度不夠，市場規模受到影響。虛擬現實內容質量與硬件性能不匹配，迫切需要更優質、更豐富的虛擬現實內容來提升用戶體驗，特別是在大眾消費領域。三是產業生態還需進一步完善。盡管很多企業對產業鏈中的薄弱環節進行了強鏈行動，但全球虛擬現實產業鏈協同創新能力仍需進一步加強。

5G的普及，將解除制約虛擬現實產業發展的數據傳輸瓶頸，虛擬現實技術及相關平臺和應用將取得快速進展。一是虛擬現實系統深度逼真，虛擬現實環境及內容呈現的物理、生理、智能特征不斷豐富，實現從新型物理模型、進化演化模型與虛擬孿生，到智能行為模型進階。二是交互高度自然，計算機系統對用戶完全透明，人機交互成為人與虛擬環境的沉浸式自然交互。三是虛擬現實系統功能智能化需求不斷提高，人工智能技術開始融入虛擬現實系統，并逐步成為虛擬現實系統的重要特征。四是數字孿生的發展，即采用虛擬現實技術構建物理實體的虛擬對象，并在兩者之間建立雙向數據通道，虛擬對象依據物理對象的歷史數據和現實狀態變化數據，實時或及時地進行相應的更新演化，同時利用自身的運行狀態數據，對物理對象全生命周期進行實時或及時的監控、預測。

第一代互聯網絡的連接對象是電腦，其應用主要是社交和市場營銷；第二代互聯網絡是物聯網，其應用擴展至各行業生產和生活服務。數字孿生應用使得物聯網連接對象擴展為實物及其虛擬孿生，將實物對象空間與虛擬對象空間融合，成為一種虛實混合空間，將物聯網發展成為新一代的數字孿生網，從而大幅度提升各行業的生產和服務運行效能。

三、推動虛擬現實集約化發展，構建數字經濟新引擎

第一，立足技術原創，推進前沿技術研究與創新。加大創新研發支持力度，加快落實產業基礎再造工程，推進產業基礎高級化。依托企業和重點科研院所組織成立技術攻關隊伍，鼓勵整機企業與核心器件企業聯合開展前置研究，建立重大技術聯合攻關機制。推進虛擬現實前沿技術研究，圍繞重點環節，持續提高各類創新資源的研發效能。

第二，抓好技術集成，推進顛覆性技術創新。將虛擬現實技術與5G、人工智能、區塊鏈、大數據、云計算、產業互聯網等技術有機集成，發揮新一代信息技術的整合優勢，構建具有通用支撐能力的技術體系，以及面向不同行業應用的技術系統，持續推進虛擬現實領域顛覆性技術創新，如結合虛擬人體的醫學研究與教育平臺、結合數字孿生和工業互聯網的智能制造、結合虛擬戰場環境和穿戴設備的未來戰爭實驗室等。

第三，加快技術推廣，推進重點行業應用示范。以融合創新、規模商用為目的，打造虛擬現實創新應用示范，加快虛擬現實面向行業應用和大眾應用的滲透。加速推進行業融合應用落地，圍繞國防安全、工業制造、醫療健康、文教娛樂等重點行業和特色領域應用需求，創新應用種類和服務內容，加速虛擬現實技術對傳統領域的融合賦能，聚力打造融合應用推進工程。

第四，建好產業生態，催生新產業新業態新模式。虛擬現實技術、設備與應用的發展推動形成新型的專業化虛擬現實產業：芯片與器件產業，顯示與交互設備產業，平臺軟件與開發工具軟件產業，行業應用模擬器、虛擬環境產業，數據、模型與內容產業，網絡、移動終端產業，VR服務產業。持續豐富虛擬現實產品及服務供給，促進虛擬現實技術與實體經濟深度融合，賦能傳統產業轉型升級。

第五，加大產學研合作力度，推進區域產業協同。統籌整合與優化配置各類優質資源，加大產學研合作力度，建設一批虛擬現實領域新型研發機構、創新聯合體、產業公共技術和服務平臺，建設具有全球影響力的科技成果轉化承載區，通過區域產業協同形成虛擬現實前沿技術研發、應用技術熟化、商業應用、產業創新的雙循環發展。

四、我國虛擬現實產業前景及發展機會

在產業軟硬件成本門檻降低、產業資本集聚及后疫情時代對生活生產方式數字化的剛性需求背景下，各地政府相繼出臺扶持政策以推動產業發展，以應用服務、終端器件、分發平臺和內容生產為重點領域的虛擬現實產業生態初具規模。我國擁有海量數據、廣闊市場空間和豐富應用場景優勢，虛擬現實產業發展潛力巨大。一方面，鼓勵人才和資本更多向科技創新一線傾斜，努力在前沿引領技術、關鍵共性技術、現代工程技術、顛覆性技術創新上取得更大突破，搶占科技創新制高點；另一方面，通過下游典型應用場景適配反向促進產業鏈上游的終端器件及內容生產工具的升級迭代，推動產品、應用范式、商業模式和體制機制協同創新，培育一批具有國際影響力、市場競爭力的品牌企業。

“十四五”期間是我國虛擬現實產業走向集約優化的關鍵時期，期待虛擬現實技術迎來長足發展，賦能數字經濟穩健前行。