VR与数字工厂碰撞 智造之门开启

    信息产业是我国国民经济的基础性、战略性、先导性产 业，对我国经济结构调整具有重要的示范意义，是稳增长、促改革的主战场。

    我国是全球领先的信息产业大国，以虚拟现实等产品为代表的一批市场反响好、用户体验佳的创新性产品推动了供给侧改革。

    虚拟现实技术概念

    虚拟现实技术是指借助计算机系统及传感器技术生成三维环境，创造出一种崭新的人机交互方式，通过调动用户各种感官（视觉、听觉、触觉、嗅觉等）来享受更加真实的、身临其境的体验。

    在产业界，将虚拟现实定义为三类技术应用方式：

    虚拟现实（VR，Virtual Reality）

    增强现实（AR，Augmented Reality）

    混合现实（MR，Mixed Reality）

    虚拟现实技术是一种计算机仿真系统。通过对三维世界的模拟创造出一种崭新的交互系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为系统仿真，并使用户沉浸到该环境中。

    1、虚拟现实产业发展情况

    虚拟现实技术属于前沿技术中信息技术部分三大技术之一。重点研究电子学、心理学、控制学、计算机 图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。

    2、国际虚拟现实产业发展情况

    目前虚拟现实行业仍处于起步阶段，供应链及配套还不成熟，但是发展前景引人想象，预计未来市场潜力巨大。

    3、虚拟现实标准化情况

    虚拟现实产业快速健康发展需要标准和规范引导，目前标准严重缺失，整个产业链发展就像带着锁链在跳舞，这个锁链就是不适合虚拟现实的一些现有标准和规范，因为虚拟现实的一些技术要求超出了原有的一些配套行业的技术要求。

    虽然国际上虚拟现实的技术和产品呈一片如火如荼的繁荣景象，但虚拟现实存在内容短板：虚拟现实内容稀缺、制作成本过高，内容呈现方式多样，虚拟现实内容没有统一标准，各类虚拟现实设备之间还无法实现互联互通，成为制约虚拟现实大规模产业应用的关键因素；同时虚拟现实内容数据量庞大，给实时网络传输带来新挑战。

    在虚拟现实终端设备方面，我国不管是增强现实、虚拟现实或是混合现实，虽然专注于此领域的公司有近百家，但多数团队都是技术型的创业团队，对行业的商业模式和应用方案并没有成型的思考，产品化能力捉襟见肘。

    虚拟现实技术特点

    1、虚拟现实技术综述

    虚拟现实基于动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具应用技术、实时三维图形生成技术、系统 集成技术等多项核心技术，主要围绕虚拟环境表示的准确 性、虚拟环境感知信息合成的真实性、人与虚拟环境交互的自然性、实时显示、图形生成、智能技术等问题的解决使得 用户能够身临其境地感知虚拟环境，从而达到探索、认识客 观事物的目的。虚拟现实具有以下三个重要特征，常被称为虚拟现实的 3i 特征：

    （1）构想性（Imagination）

    虚拟现实技术的应用，为人类认识世界提供了一种全新的方法和手段，可以使人类跨越时间与空间，去经历和体验世界上早已发生或尚未发生的事件；

    可以使人类突破生理上的限制，进入宏观 或微观世界进行研究和探索；也可以模拟因条件限制等原因 而难以实现的事情。

    （2）沉浸感（Immersion）

    沉浸性来源于对虚拟世界的多 感知性，除了常见的视觉感知外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知、味觉感知、嗅觉感知等。

    虚拟现实系统应该具备人在现实世界中具有的所有感知功能，但鉴于目前技术的局限性，在现在的虚拟现实系统的研究与应用中，较为成熟或相对成熟的主要是视觉沉浸、听觉沉浸、触觉沉浸技术，而有关味觉与嗅觉的感知技术正在研究之中，目前还很不成熟。

    （3）实时交互性（Interactivity）

    虚拟和现实交互性的产生，主要借助于虚拟现实系统中的特殊硬件设备（如数据手 套、力反馈装置等），使用户能通过自然的方式，产生同在真实世界中一样的感觉。虚拟现实系统比较强调人与虚拟世界之间进行自然的交互，交互性的另一个方面主要表现了交互的实时性。

    2、虚拟现实产业链

    虚拟现实产业链长，产业带动比高，涉及产业众多，包 括虚拟现实工具与设备、内容制作、分发平台、行业应用和 相关服务等在军事、民用以及科研等方面的各种应用。

    虚拟现实产业链中，工具和设备类可细分为输入设备、 输出设备、显示设备、拍摄设备、以及相关软件等；由于虚拟现实产业涉及到从基础硬件生产、软件开发、核心部件制造、实体以及网络分发平台、营销与服务等众多军事、民用领域。

    3、虚拟现实技术演进方向

    虚拟现实技术的实质是构建一种人为的能与之进行自由交互的“互联世界”，在这个“世界”中参与者可以实时地探索或 移动其中的对象。沉浸式虚拟现实是最理想的追求目标。通过听觉、触觉和视觉在虚拟场景中进行体验。

    虚拟现实技术仍将延续“低成本、 高性能”原则，从软件、硬件两方面展开模拟与仿真运用，发展方向主要归纳如下：

    （1）低成本快速建模技术

    虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容，动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据需要建立相应的虚拟环境模型。内容制作成本高、周期长，对于制作人员的要求也高，限制了虚拟现实应用的发展。

    （2）实时三维图形生成和显示技术

    三维图形的生成技术已比较成熟，而关键是怎样“实时生成”，在不降低图形的质量和复杂程度的基础上，如何提高刷新频率将是今后重要的研究内容。