擴展現實產業發展研究

摘 要：擴展現實融合應用新型顯示、人工智能等多領域技術，能夠極大拓展人類感知能力。擴展現實技術與元宇宙的結合正逐步融入千行百業，加速數字經濟與實體經濟深度融合。當前，擴展現實產業已成為壯大數字經濟的重要抓手，迎來戰略窗口期，呈現高速發展態勢。我國北京、山東、江西等地成為擴展現實產業重點企業的主要集聚區，引領和帶動作用不斷增強。但我國在擴展現實產業發展中還存在產業鏈布局不足、關鍵軟硬件受制于人、國際標準參與度低等挑戰。基于此，本文提出我國宜充分發揮海量數據和豐富應用場景優勢，聚焦經營主體、產業鏈條、技術創新、應用示范、標準體系等方面綜合施策、系統發力，不斷提升我國擴展現實產業競爭力，搶占全球發展主動權。

關鍵詞：擴展現實；數字經濟；元宇宙；人工智能

擴展現實（Extended Reality， XR）是一類融合應用了新型顯示、傳感器、人工智能和多媒體等多領域技術的綜合技術（包括VR虛擬現實、AR增強現實、MR混合現實等），能夠形成一個真實與虛擬相結合、可人機交互的環境，相關產品設備被認為是元宇宙的關鍵入口。當前，“XR+元宇宙”的組合正逐步融入千行百業，為傳統產業轉型升級提供新支撐，加速數字經濟與實體經濟深度融合。普華永道預測，到2030年，XR產業將為全球GDP帶來1.5萬億美元的增長，為我國GDP帶來1833億美元的增長并創造超682萬個就業崗位。但是，與國際先進擴展現實技術水平相比，我國仍存在產業鏈布局不足、關鍵軟硬件受制于人、國際標準參與度低等短板。宜加快產業布局，提升面向全球市場、技術、標準的競爭力，搶占全球發展主動權。

一、引言

（一）元宇宙的概念內涵

元宇宙的概念最早出現在美國科幻小說《雪崩》中，小說人物通過頭戴式顯示器等特定設備進入由開發者設計的、程序生成的、可與他人實時互動的沉浸式網絡空間。隨著區塊鏈、人工智能、網絡與算力、顯示、交互等數字技術的不斷發展，科幻小說中所描述的元宇宙正逐步具象化。目前，元宇宙的概念內涵仍在持續豐富和發展，但社會各界對元宇宙的概念及其本質特征的認識還存在一定的差異。

學術界更多認為元宇宙是社會信息化和虛擬化的必然趨勢，是互聯網發展的終極階段，是高度發達的、與現實互相交融但又不依托于現實的人造虛擬世界（方凌智和沈煌南，2022）。產業界則更強調元宇宙中數字技術和實體經濟的融合發展，重視面向政府客戶服務（To G）和企業用戶服務（To B）的“虛實融合產業”發展。投資界更多把元宇宙看作是現實世界的數字化升級，代表了下一代互聯網的主要形態，具有巨大的商業價值和廣闊的應用前景，有望催生出一批新產品、新模式、新業態。媒體界更多認為，元宇宙是集成與融合現在與未來全部數字技術于一體的終極數字媒介，描繪和構造了未來社會的愿景形態，是數字經濟時代的一種新的文明形態（喻國明和耿曉夢，2022）。我國多地則將元宇宙視為發展數字經濟的全新賽道，并將其納入高新技術領域范疇，大力培育與發展相關產業，以加快形成新質生產力，增強發展新動能。

綜合看，元宇宙在XR、人工智能、區塊鏈等各項數字技術的發展和推動下日益具象化，可以視為沉浸式數字空間，但距離真正實現還仍有一個較長時期的動態演化過程。其主要有三方面核心特征。一是高度沉浸感。用戶通過智能終端設備接入到一個超真實的數字世界，擁有立體化的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等新體驗，可以實現從“在線”到“在場”的跨越。二是與現實世界相互連通。元宇宙有望從各方面融入現實世界，在教育、辦公、研發設計、工業制造、醫療、城市治理、社交、娛樂等領域面臨變革的重大機遇。以辦公、研發設計、工業制造領域為例，身處不同地點的員工可以進行“面對面”協同工作，做到虛擬工廠與現實工廠之間的真實數據流通、同步，實現生產要素可視、可析、可驗證以及智能化管理，大幅提高工作效率、解決工作質量標準化問題。三是擁有自洽的經濟系統。在元宇宙空間中，用戶可以建立基于數字身份與數字財產的社會關系，進行開放創作，通過創造、交易數字資產獲得收益，并形成新的社會規則和價值取向。

（二）XR和元宇宙相結合擁有廣闊的應用場景

XR以其三維化、自然交互、空間計算等不同于移動互聯網的特性，支撐實現了元宇宙虛擬與現實融合、三維立體呈現等沉浸式場景。XR和元宇宙相結合已廣泛應用于工業生產、文化旅游、教育培訓、體育健康、商業創意、智慧城市等重點領域，包括工業元宇宙、消費者元宇宙和企業元宇宙。世界經濟論壇2024年發布的報告《暢游工業虛擬世界——未來創新的藍圖》顯示，預計到2030年，元宇宙的市場價值將達到9000億美元左右。其中，工業元宇宙、消費者元宇宙和企業元宇宙的全球市場價值將分別達到1000億、500億和300億美元。工業元宇宙的重點在于如何利用數字技術來優化包括人員、實物商品、供應鏈等各種要素之間的交互。相比于智能制造，工業元宇宙在將工業過程數字化的同時，更突出人的作用，在虛擬空間里實現人與生產過程的互動（李勇堅和馮明憲，2022）。工業元宇宙為各行業提供了一個虛擬的實驗平臺，讓人能夠在數字環境中模擬、測試和優化各種現實場景和解決方案。消費者元宇宙主要關注個人社交、娛樂和教育體驗，利用交互式產品發布、虛實互動的場景搭建等功能，開辟提升品牌參與度、購買體驗和客戶忠誠度的新途徑。企業元宇宙涵蓋沉浸式團隊協作、遠程協同設計和產品開發等重點領域，將工作參與、溝通和協作等環節虛擬化，跨越物理距離，形成新的工作方式。普華永道的報告顯示，超八成的公司高管認為，元宇宙將成為公司業務流程的一部分。

二、全球XR產業呈現高速發展態勢

近年來，XR設備的全球市場規模不斷擴大，市場投融資日益活躍，相關科技巨頭的布局也在不斷完善，XR產業正向快速發展期邁進。

（一）XR行業迎來高速發展期，市場前景更廣闊

近年來，隨著以生成式人工智能為代表的新一代人工智能技術的加速創新，數字內容制作周期得以大幅縮短，使得XR市場規模快速增長。2021年XR設備全球出貨量1123萬臺，已達到Meta首席執行官扎克伯格提出的“出貨量超過1000萬臺，市場潛力就足以推動開發人員持續投入”的行業發展拐點。調研結果也顯示，銷量達1000萬臺意味著越來越多的內容廠商能實現獲利，將刺激更多的開發者進入并研發出不同類別的優質內容以吸引更多用戶，推動XR應用生態實現良性循環。據Counterpoint Global機構預測，到2025年，XR設備出貨量將達1.05億臺，增長約10倍。

（二）XR領域投融資日益活躍，產業發展勢頭更強勁

全球XR產業投融資規模穩步增長。根據陀螺研究院數據，2018—2023年，全球XR產業融資并購規模年復合增速達8.2%，由2018年行業低點的142.3億元增長至2023年的211億元，融資并購數量也由2018年的109起增長至2023年的229起。全球資本主要集中在XR產業鏈下游的醫療健康、教育培訓等行業應用領域，加速產業變現。2023年全球XR行業應用環節融資并購數量為73起，其中，醫療健康領域和教育培訓領域的融資數量達40起，占比達一半以上，融資總額分別約為12.1億元和13.2億元。全球產業巨頭看重XR應用潛力，紛紛進行戰略投資以期獲得長期競爭優勢。從融資輪次看，2023年全球XR產業戰略融資數量達46起，占比為20%。

（三）國際科技巨頭競相布局，產業生態更完善

近年來，國際科技巨頭基于自身優勢競相布局XR產業，構建起差異化的生態版圖。以蘋果為代表的手機廠商從硬件技術發力，逐步推出XR服務。蘋果通過自研和收購方式建立了一條硬件技術專利的“護城河”。業界認為，蘋果首款XR設備Vision Pro的發布標志著XR設備進入新發展階段，有望帶動行業實現跨越式發展。以微軟為代表的軟件提供商則著力打造面向商業應用的XR平臺。基于微軟的Microsoft Mesh平臺，身處各地的用戶可以進行“面對面”研發設計，實現工作的沉浸式溝通，遠程協作效率得到較大提升。以Meta為代表的互聯網廠商更加注重面向消費者的社交應用，并重視XR內容生態建設。Meta推出XR社交平臺地平線世界（Horizon Worlds），允許用戶通過創建虛擬角色遠程實現和朋友“面對面”聚會、娛樂等。Meta還創立了1.5億美元的XR內容創作基金，圍繞教育等重點場景，進一步提升XR內容創作質量。

三、我國不斷加速XR產業發展布局

近年來，我國XR產業創新活躍，國家虛擬現實創新中心在山東青島和江西南昌落地，產業基礎能力不斷提升。北京、山東、江西等地成為XR產業重點企業的主要集聚區，引領和帶動作用不斷增強。

（一）北京推動XR產業融合集群發展

《北京市“十四五”時期高精尖產業發展規劃》明確石景山區為“虛擬現實產業組團”承載區，提出重點布局石景山中關村虛擬現實產業園，做優做強“虛擬現實+”產業。當前，北京已培育了一批XR領域的硬件設備制造企業、內容制作企業、軟件開發企業。《2023中國XR企業TOP100榜單》中，北京有48家XR企業上榜，居全國榜首。北京重視支持有利于XR領域技術應用示范和驗證迭代的重點應用場景項目建設，目前已涵蓋了工業制造、醫療健康、教育培訓、文化娛樂等諸多領域，致力于培育優勢XR產業集群。

（二）山東形成技術、產品和應用協同發展的XR產業格局

山東把XR產業列入七大未來產業之一，深入實施XR產業“提質”工程，統籌謀劃、一體推進產業發展壯大，在智能硬件、內容制作、應用場景等領域已成功培育一批骨干龍頭企業。根據《2024胡潤中國元宇宙潛力企業榜》數據，山東歌爾股份、海爾集團等龍頭企業入圍榜單前20強。其中，歌爾股份中高端XR設備出貨量占比超80%；海爾集團建成全球首家元宇宙未來工廠，真實還原智能工廠中的生產線，實現了從產品設計到生產調度、故障診斷等各環節的數字化和智能化，推動傳統工廠生產效率的提高。

（三）江西構建企業聚集、集成發展的XR產業生態圈

江西把XR產業作為培育未來產業、壯大數字經濟的重要抓手，充分借助世界VR產業大會平臺，積極匯聚美國、歐洲、日韓等全球30多個國家和地區的力量和資源。2018—2023年，江西通過舉辦六屆世界VR產業大會，累計簽約項目658個，獲得投資超3823億元人民幣。在世界VR產業大會的品牌效應下，江西省已集聚XR領域相關企業超1000家，吸引高通影創、小派等一批行業領軍企業在江西落地，基本形成覆蓋硬件、軟件、內容制作分發、應用服務等較為完整的XR產業鏈，構建企業上中下游聚集、集成發展的產業生態圈。

四、我國XR產業發展面臨的挑戰

近年來，我國在XR領域加快研發布局，設備出貨量快速增長。但與美歐國家相比，我國在企業發展、硬件、軟件和標準制定上仍存在一定差距，產業鏈布局不足、關鍵軟硬件受限、國際標準參與度低等問題亟待解決。

（一）企業發展起步較慢，產業鏈布局不足

現階段，國產XR品牌大多處于起步階段，缺乏XR內容生態平臺。國內企業側重于XR設備研發生產環節，頭部企業仍處于各自為營、爭奪市場占有率的階段，尚未實現從硬件、軟件、內容、應用到服務的XR全產業鏈布局。如終端設備領域以歌爾股份、字節跳動、大朋為主；內容領域主要是騰訊、愛奇藝；開發引擎領域主要參與者包括無限時空、曼恒數字。相比之下，美國相關企業正逐步建立起XR全產業鏈生態系統。以蘋果公司為例，自2010年起，其陸續收購了一批掌握面部識別、動作捕捉、Micro LED顯示等XR硬件領域核心技術的公司，2015年以來又不斷收購XR領域的軟件端公司和內容端公司，初步實現對硬件、軟件、內容等各環節的全面布局。面對美國不斷完善的XR產業布局，我國需加快培育壯大相關經營主體，推動全產業鏈建設走深走實。

（二）核心硬件存在差距，易受供應鏈斷鏈風險沖擊

XR設備核心硬件主要包括芯片、傳感器、顯示器件等。XR專用芯片是提升設備處理效能，為用戶營造低時延、多維交互體驗的核心元器件。目前國產XR專用芯片廠商以獨立小廠為主，性能與美國企業高通相比仍有明顯差距，應用產品較少。現階段，高通在該領域仍擁有絕對壟斷地位，推出的驍龍XR 2芯片依舊占據全球中高端XR芯片市場的主導地位。傳感器是實現沉浸式交互的重要環節，而目前用來捕捉識別用戶頭部運動的加速計、陀螺儀和地磁傳感器等慣性傳感器主要由德國博世、意法半導體等企業提供。顯示器件是營造零眩暈、高逼真體驗的主要部件，該領域面臨的挑戰主要是上游的顯示材料、設備受制于人，偏光片、玻璃基板、曝光機、蒸鍍機等產品國產化率不超過20%。若美西方國家在上述核心硬件上對我國實施封鎖，我國在產品性能、品控等方面可能受到較大影響。

（三）底層軟件多為國外研發，內容開發受限

XR軟件環節是指被廣泛應用于XR內容制作和系統開發的軟件和平臺，主要包括操作系統、開發引擎和軟件開發工具包（SDK）等。從操作系統看，國內外一體機XR大多基于谷歌安卓系統底層進行優化和定制，分體式XR則更多依靠微軟系統。從開發引擎看，目前市場上核心開發引擎為美國Unity公司的Universal 3D和Epic Games公司的Unreal Engine。兩者共同占據了全球50%以上的市場份額，我國90%的網游產品都依靠其制作。從SDK看，我國XR內容開發企業大部分采用Adobe、Autodesk、WebXR、Unity等美國企業牽頭研發的工具軟件，如常用的三維建模軟件3D MAX、Substance 3D等，影視渲染工具VRay、Arnold等，三維仿真模擬工具PhysX、Havok、Bullet等。一旦美西方在底層軟件對我國進行“斷供”，我國將可能無法及時更新軟件和服務，影響優質內容持續生產。

（四）標準制定多由美歐主導，國際話語權有待提升

類比PC互聯網和移動互聯網時代的TCP/IP協議和TD-LTE標準，XR產業發展壯大需要一套完整的標準協議。標準協議的存在能從根本上解決XR內容開發成本高、適配難度大的難題，吸引更多開發者進入，推動生態更健康、更快速地發展。美歐國家主導的科納斯組織（Khronos Group）于2019年推出了OpenXR 1.0標準，該標準能為跨平臺XR應用程序提供開放的標準接口，大大減少開發成本。目前，該標準已獲得了包括英特爾、超威半導體、谷歌、微軟、Meta、Unity、華為、三星、Magic Leap、EPIC、Steam等計算機軟硬件和內容領域巨頭的支持。而國內企業在標準方面的參與度不足，僅有華為、兆芯、Rokid等企業參與該標準的討論和制定工作，國內尚無有影響力的XR標準。

五、推進XR產業發展的對策建議

XR產業具有較強發展潛力和經濟價值，但與美歐等發達國家相比，我國還存在一些短板弱項。宜充分發揮我國海量數據和豐富應用場景優勢，在經營主體、產業鏈條、技術創新、應用示范、標準體系等方面綜合施策、系統發力，不斷提升XR產業競爭力，搶占全球發展主動權。

（一）培育壯大經營主體，激發市場內在活力

一是加快培育行業龍頭企業。圍繞醫療健康、教育培訓、智慧城市等XR重點應用領域，著眼于壯大在全球產業發展中生態主導力強、創新水平高、核心競爭力突出、市場前景廣闊的龍頭企業，加大對符合經濟效益增長、綠色和可持續發展成效明顯、帶動就業效果好等條件的龍頭企業的政策支持力度，集聚一批綜合集成能力強、產業鏈上下游話語權大的鏈主企業，增強我國XR產業整體競爭優勢。二是分類培育創新型中小企業。對于XR整機制造、核心元器件、內容制作、平臺服務、系統集成等細分領域企業，加大其在政策宣傳、資金支持、規劃咨詢等方面的服務力度，探索“創新服務券”等手段精準支持企業能力提升，分類培育XR領域“專精特新”、單項冠軍、瞪羚、獨角獸等優質企業。三是促進大中小企業融通發展。聚焦工業生產、文化旅游、醫療協作、教育共享等領域，推動大中小企業合作開發跨空間、沉浸式應用。支持XR領域大企業聯合中小企業、科研院所、高校等開展產學研合作和項目合作，鼓勵大企業向中小企業開放市場、創新、資金、數據等要素資源，帶動中小企業共同成長，促進產業集聚發展，打造具有較強國際競爭力的XR產業集群。

（二）優化完善產業鏈條，健全產業發展生態

一是豐富整機產品供給。聚焦XR行業領域應用需求，加強產業鏈上下游通力協作，突破制約行業發展的專利、技術壁壘，加快推動整機設備、內容采集制作設備等研發及產業化，支持整機產品創新和產業化升級。二是夯實核心元器件根基。加強加速度計、陀螺儀等慣性傳感器核心技術研發，通過“小步快跑”手段加快國產化研發進程。加快智能眼鏡光學模組、自由曲面棱鏡、反光透鏡等關鍵光學器件的研發及量產能力，促進技術產業迭代發展。積極布局半導體研發與產業化，加快補齊核心芯片發展短板。三是健全軟件技術支撐機制。充分調動科研院所、高校、企業、技術社區等多方力量協同，打通產學研用，推動XR整機操作系統、三維開發引擎、內容制作軟件，以及感知交互、渲染處理等開發工具軟件研發和推廣應用，突破應用場景開發的技術瓶頸。

（三）強化技術協同創新，提升公共服務能力

一是構建協同創新體系。圍繞“技術研發、產業培育、人才培養”三位一體的布局模式，搭建XR領域產學研用緊密結合的協同創新和成果轉化平臺，在整合創新資源、促進技術與實體經濟結合上發揮更大的作用。二是推進關鍵共性技術融合創新。圍繞近眼顯示、渲染處理、感知交互、網絡傳輸、內容生產、壓縮編碼、安全可信等關鍵細分領域，做優“XR+”內生能力，強化XR與5G、人工智能、大數據、云計算、區塊鏈、數字孿生等新一代信息技術的深度融合，疊加“XR+”賦能能力。三是加強產業公共服務平臺建設。支持行業協會、產業園區、科研院所、龍頭企業圍繞XR測試檢測、中試孵化、產業咨詢、標準規范等建設公共服務平臺，形成資源共享、優勢互補的公共服務體系，加快XR應用解決方案成果的落地推廣。

（四）加強行業應用示范，賦能前沿領域

一是開展行業應用。依托我國超大規模市場優勢，深化XR與行業應用的深度融合。鼓勵有條件的地方、企業、行業組織建設一批XR應用體驗中心，促進技術迭代，創造新的技術需求，加快推進XR應用轉化。二是打造行業示范。面向全國持續征集并發布XR優秀解決方案，打造XR在工業生產、文化旅游、教育培訓、醫療健康、商貿創意、智慧城市、安全應急、演藝娛樂等重點行業和特色領域的應用樣板，推動XR在各行業領域的示范推廣。三是賦能前沿和新興領域。緊跟元宇宙熱潮，聚焦XR及可穿戴智能設備等元宇宙技術入口，推動相關產業全鏈路技術輸出和多領域技術協同，加速賦能前沿和新興領域，構建元宇宙時代下的數字經濟新業態新模式。

（五）建立健全標準體系，把握產業發展主動權

一是加快構建覆蓋全產業鏈的XR綜合標準體系。加強標準體系頂層設計，構建覆蓋軟硬件、內容生產、創新應用等全產業鏈的XR綜合標準體系，發揮標準體系對產業發展的引導和支撐作用。進一步發揮產學研用協同機制作用，加強XR應用標準研究，不斷健全XR相關產品測試評價體系，開發相應的評價工具，保障XR產品性能和質量。二是強化XR領域的國際交流合作。探索設立開放生態聯盟，加大我國主導的關鍵技術標準體系建設，引導系統、內容、平臺以及終端等產業鏈各環節的頭部企業加快應用和推廣我國自有標準。充分發揮聯盟、協會等行業組織在宣傳推廣、展覽展示、辦賽辦會方面的作用，拓展XR領域的國際交流合作渠道。支持我國企業積極參與全球XR產業標準制定，深化其與國際規則對接，逐步提高我國在XR、元宇宙等新賽道的國際話語權和規則制定權。

參考文獻

[1]方凌智，沈煌南. 技術和文明的變遷——元宇宙的概念研究[J]. 產業經濟評論，2022，（01）：10.

[2]喻國明，耿曉夢. 元宇宙：媒介化社會的未來生態圖景[J].新疆師范大學學報（哲學社會科學版），2022，43（03）：111.

[3]李勇堅，馮明憲. 元宇宙推動制造業高質量發展：理論框架和實現機制[J]. 新經濟導刊，2022，（04）：42.

【陳宇系國家發展改革委創新驅動發展中心（數字經濟研究發展中心）助理研究員；馬原野系國家發展改革委創新驅動發展中心（數字經濟研究發展中心）高級工程師；王灝晨系國家發展改革委創新驅動發展中心（數字經濟研究發展中心）副研究員】

Research on the Development of Extended Reality Industry

Chen Yu Ma Yuanye Wang Haochen

Abstract： Extended reality comprehensively applies multi-field technologies， such as new display and artificial intelligence， which can greatly expand human perception. With the combination of extended reality and the metaverse， it is gradually being integrated into thousands of industries， accelerating the deep integration of digital economy and real economy. At present， the extended reality industry has become an important lever to develop the digital economy， and is entering a strategic window period， showing a high-speed development trend. Beijing， Shandong， Jiangxi and other places in our country have become the main gathering areas of key enterprises in extended reality industries， with the leading role of them being constantly intensified. But compared with the United States and Europe， China still has some prominent problems in the development of extended reality industry， such as the insufficient layout of industrial chain， key hardware and software constraints and the low participation of international standards. Based on this， this paper proposes that China should fully leverage its advantages of massive data and rich application scenarios， focusing on the management main body， industrial chain， technological innovation， application demonstration and standard system， constantly promoting China’s extended reality industry competitiveness and seizing the global development initiative.

Keywords： Extended Reality； Digital Economy； Metaverse； Artificial Intelligence