中国工程院院士、虚拟现实产业联盟理事长赵沁平

　　编者按:在工业和信息化部电子信息司指导下,由虚拟现实产业联盟主办,中国电子信息产业发展研究院、歌尔股份有限公司、宏达通讯有限公司(HTC)协办,中国电子报社、赛迪智库电子信息产业研究所、赛迪顾问股份有限公司承办的虚拟现实产业联盟成立大会日前在北京举办。会上,业内专家和企业高层等各方人士针对虚拟现实行业发展的现状和关键共性问题的解决之道进行了深入探讨。《中国电子报》本期特刊登与会演讲嘉宾精彩观点,以飨读者(详见3、5、6、7版)。

　　9月29日,在工业和信息化部电子信息司指导下,由中国电子信息产业发展研究院、北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室、歌尔股份有限公司、宏达通讯有限公司(HTC)等虚拟现实领域主要企业、研究机构联合发起的虚拟现实产业联盟在北京举行成立大会。中国工程院院士、虚拟现实产业联盟理事长赵沁平指出:“虚拟现实技术是一项可能的颠覆性技术,是随着高性能计算、计算机图形学和人机交互等技术的发展,人类在模拟真实世界方向上达到的最新境界。”

　　虚拟现实系统具有3I特性

　　赵沁平表示,虚拟现实系统具有3I特性,即:沉浸感、交互性、构想性。因此,虚拟现实将对很多方面带来颠覆性的影响。第一,从2D为主到3D为主。三维将成为未来显示领域的主要发展方向。第二,观察视野突破屏幕的物理尺寸局限。第三,由人操控运动场景观察到人自然运动观察。第四,突破键盘鼠标操作的传统人机交互方式,进入手眼协调的自然人机交互方式。第五,打破时空局限。不仅可以构造现实世界,还有未来世界和历史世界。第六,虚拟现实可能是互联网的新入口和交互环境,可以从邮件交互到虚拟环境面对面交互。

　　正是由于上述可能带来的突破性影响,虚拟现实领域出现了对未来影响的多种评价。比如,虚拟现实是未来新的计算平台,是各行业发展新的信息技术支撑平台,是互联网未来的入口与交互环境,是未来媒体、人所感知的世界,将成为人难以区分的真实和虚拟两个世界或虚实混合的新世界,是一种新的发展思维和新的技术途径。

　　目前,虚拟现实正在逐步进入各个重要的战略行业。与互联网技术一样,虚拟现实技术也可以+各行业,推动行业发展。赵沁平强调,“虚拟现实+”将成为一个发展趋势,是各行业发展新的信息技术支撑平台。它正在逐步进入各个重要的战略行业,快速进入大众虚拟现实生活和大众消费领域,进入互联网和移动终端。

　　专家们的预测,今后虚拟现实几个比较大的行业应用领域包括军事、航空航天、装备制造、汽车制造、医疗、教育、文化、新闻等。军事领域是虚拟现实应用最早、目前应用最多的领域,美国有40%以上的军事训练是在虚拟战场环境下进行的。装备制造最早是上世纪90年代,波音777采用虚拟现实技术进行各种管线的布局设计。最近几年应用较多的是汽车行业,在大众生活的应用更为广泛,包括文化娱乐、电子商务、网络社交等。

　　他表示,要实现虚拟现实技术系统,需要四个方面的技术,包括数据采集与获取、分析与建模、绘制与表现、传感与交互。这四个方面均涉及:硬件平台与装置、核心芯片与器件、软件平台与工具、软硬标准与规范,以及“虚拟现实+”各应用行业领域的技术与应用系统。所以,虚拟现实是一个学科高度交叉融合的科学技术领域。

　　未来将形成三类新型产业

　　赵沁平建议,虚拟现实产业联盟要力争在上述VR关键技术研究和VR+应用系统研发过程中,形成一批有自主知识产权的包括数据采集、头戴显示、裸眼3D、定位跟踪、体感自然交互等在内的硬件设备,形成一批VR方面的芯片与核心器件,形成一批有自主知识产权或我国主导的开源平台软件与研发工具软件,形成虚拟现实领域的硬件设备、软件、数据、模型、接口等标准。

　　赵沁平认为,随着“虚拟现实+”的发展,未来会形成三类新型产业。第一,行业类虚拟现实产业。未来将出现大量的行业虚拟现实应用系统,例如军事、医疗、装备制造等,成为各行业发展的新引擎,从而推动本行业升级换代式的发展。第二,大众消费类虚拟现实产业,形成大众消费的新领域。目前大多企业集中在这个领域。第三,专业化的虚拟现实产业,是由虚拟现实技术、设备、应用的发展推动形成的新型专业化虚拟现实产业。

　　专业化的虚拟现实产业包括虚拟现实芯片与器件产业、显示与交互设备产业、平台软件和开发工具软件产业、行业应用模拟器和虚拟环境产业、虚拟现实的数据和模型与内容产业、虚拟现实网络、移动终端产业以及专门的虚拟现实服务产业。

　　他表示,在这三类产业里面,市场比较大的是大众消费类虚拟现实产业,所以吸引我国一些企业的关注是很自然的。希望政府支持推动战略性行业VR产业的形成与发展;希望企业在部署大众消费类虚拟现实产业研发、占领市场的同时,也能够关注行业虚拟现实技术与产业的发展;通过联盟和产业界、学界共同努力,争取把虚拟现实产业的制高点——自主知识产权拿到手,并共同合作加大对各类虚拟现实人才培训和培养的力度。

　　另外,虚拟现实的特征正在从3I发展到4I。第四个I就是智能,智能化成为今后虚拟现实系统的发展趋势。它的体现首先是它在交互当中的自然交互。自然交互和感知反馈是人工智能非常重要的领域。自然交互技术中,在视觉上的目标是真三维,颠覆性极强;在听觉上也有三维,同声传译也是目前智能化体现的热点;在触力觉方面,柔韧感和温湿感;还有味/嗅觉,都是体现智能的方面。

　　赵沁平指出,另一个趋势是VR从VE到VHB。早期从事虚拟研究的常常把VR等同于VE,随着VR发展,特别是随着虚拟现实向医学领域延伸,虚拟人体成为一个基础。由于人体的复杂性,可以说虚拟人体是VR的终极目标。

　　虚拟人体就是对真实人体进行动静态采集,并通过几何、物理构建的数字化人体。数字化人体建模面对的各种构成单元非常复杂,时间跨度和空间跨度都非常大。

　　“人体各种尺度单元的生理模型和人脑及其智能特征模型是虚拟人体的终极研究目标。”赵沁平说。

　　微秒级过程的仿真和千亿级脑神经元系统的模拟是对计算能力的巨大挑战。虚拟人体已经引起了各国政府的重视。因为基于虚拟人体可以进行手术规划、手术预演和训练,进行病理和药物实践。2011年,国家自然科学基金启动重大项目“可交互人体数字器官与虚拟手术研究”。建议未来关注相关学科,设立虚拟人体重大研究计划,全面开展虚拟人体研究。

　　他强调,虚拟现实产业的可持续发展,需要持续的关键技术突破与长远的科技创新支持,强大的各类虚拟现实人才支撑,以及经久不衰的市场需求拉动。

　　我国VR发展面临机遇

　　我国虚拟现实的发展面临一些机遇。第一,由于虚拟现实技术可能的颠覆性,带来新的思维和新的平台,以及对未来人类社会的影响,决定了虚拟现实肯定是一个发展的必然。第二,我国已有一定的虚拟现实技术支持和可转化的成果积累。第三,传统产业和行业面临着巨大的结构调整和升级压力,需要具有发展前景的新型产业方向。第四,企业开始出现热情。第五,政府开始重视。

　　他指出,我国虚拟现实发展存在的问题主要是对产业的科技创新支撑不足、内容发展严重滞后,且生产力低下、普及型硬件的性能尚需不断提高、各类标准规范没有建立、评测体系缺失、技术研发和产品开发人才匮乏、VR产业格局尚需统筹、企业壮大尚需时日等。

　　他建议,第一,科学规划,政府、企业、学术界都要有相关计划,共同“推动虚拟现实+”的发展。第二,抓住机遇,促进企业真正成为技术创新的主体。第三,专项投入,加强虚拟现实基础研究和技术创新。第四,坚持开放,推动跨界、跨域VR技术协同创新。第五,采取措施,加快培养培训虚拟现实研发人才。第六,制度创新,健全虚拟现实市场发育机制。