作者：温晓君 赵燕 徐永健 徐丰
来源：《中国计算机报》2017年第33期
当前，虚拟现实产业已进入爆发增长的“临界点”，如何从层面加以引导，加快虚拟现实产业的发展，便成为了我国虚拟现实产业需要面对的问题。本报特别节选了赛迪智库于2017年发布的《虚拟现实产业发展》，撷取要点，以飨读者。
为加快推动虚拟现实产业发展，在工业和信息化部电子信息司指导下，赛迪智库电子信息产业研究所编写了《虚拟现实产业发展》，全面梳理了2016年国内外虚拟现实产业的规模现状、产业链结构和主要特点，对虚拟现实产业的创新进展、应用推进、环境、主要企业、投融资的发展现状等做了详细的总结，并提出了若干建议，以期为我国虚拟现实产业发展和行业管理提供决策参考和依据。
一、虚拟现实产业发展状况
总体规模。出货量快速增长，市场进入成熟发展期。
2016年，随着Oculus Rift、 HTC Vive和PlayStation VR等消费级虚拟现实产品的发布，全球虚拟现实消费级产品市场走向成熟。Trend Force数据显示，2016年全球VR市场收入为19亿美元，收入主要来自硬件和软件（不包括移动VR），预计到2018年全球VR市场将增长至224亿美元。市场研究机构SuperData分析，三星Gear VR、HTC Vive、索尼PSVR、Daydream View，以及Oculus Rift五大科技巨头在2016年的VR头显销量分别是451万台、75万台、42万台、26万台和24万台。
GFK数据显示，2016年中国VR硬件整体销售额达6.5亿元，较2015年的1.5亿元增长了3倍多，月平均销售设备量达38.2万台，品牌数量达480个。市场中的主要产品为定价在0～200元的手机端VR，长期占据市场份额的90%以上。虚拟现实产业市场具有良好前景。国外多家研究机构对2020年全球VR产业的市场规模的预计都在150亿到300亿美元之间，Gartner预计VR产业在2020年达到400亿美元规模。预计2020年我国虚拟现实市场规模将超过550亿元。
硬件市场占据主导，软件市场后期发力。
目前，全球虚拟现实市场的应用领域主要包括视频游戏、事件直播、视频娱乐、医疗保健、房地产、零售、教育、工程和军事，其中视频游戏和事件直播是近年的核心发展领域。预计到2025年，全球视频游戏、事件直播和视频娱乐将完全由消费者推动并占整体营收的60%，其余部分由企业和公共部门推动。高盛发布的《下一个通用计算平台》报告称，基于标准预期，2025年全球军事领域VR/AR市场规模将达15亿美元，医疗、教育、零售领域VR/AR市场规模将分别达到51亿美元、7亿美元和16亿美元，游戏、视频娱乐、直播领域VR/AR市场规模分别将达到116亿美元、32亿美元和41亿美元。游戏行业分析公司Superdata预测，到2017年底将会卖出7000万台虚拟现实头显，带来88亿美元的虚拟现实硬件盈利和61亿美元的虚拟现实软件盈利。2019年全球VR软件市场规模将首次超过VR硬件的市场规模，达到117亿美元，2020年甚至超过200亿美元。Greenlight Insights预测，美国VR市场将在2017年逐渐增长，然后开始加速，到2026年时规模将达到380亿美元，硬件将占据美国VR总收入的大约61%，360度全景球形摄像机或VR相机市场收入将接近46亿美元。根据艾瑞咨询预测，2020年中国VR设备出货量为920万台，用户量超过2500万人，VR软件市场规模为278亿元，VR总市场规模为556.3亿元。
国内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。
、谷歌、微软和苹果等巨头科技公司纷纷通过投资、并购、孵化等方式介入虚拟现实产业链布局，GoPro、HTC、Nvidia、高通和三星等知名企业也开始发展虚拟现实技术。2014年—2016年，VR/AR领域共进行了350笔风险投资，投资额达到50亿美元，极大地促进了虚拟现实产业在硬件、软件、内容、应用和服务等诸多环节上的快速发展。
产业生态构建成龙头企业发展重点。由于虚拟现实盈利模式将和智能手机盈利模式存在相似之处，构建硬件商、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。、谷歌、微软和苹果等科技巨头纷纷投资、收购、开发，包括硬件、软件、内容、应用和服务的产业链环节，积极建立从开发、制造到消费的生态系统。
发展重点从消费端向行业应用转移。由于虚拟现实普及至少还需要2～3年时间，且虚拟现实产品还需要从沉浸感和体验感方面进行优化，现阶段生产厂商很难从消费端用户获得硬件销售收益，因此多家虚拟现实创业公司开始转向行业应用端用户，以为行业用户提供解决方案和培训业务为生存方向。
虚拟现实线下体验馆扩张增长迅速。由于国内VR市场主流设备仍以移动端VR眼镜为主，国内VR视频内容的开发数量要远多于VR游戏内容。国内VR平台上已有约2700款视频和800款游戏。与此同时，国内VR线下体验馆数量增长迅速，已超过5000家。国内VR体验店以小型体验店为绝对主力，有体系化运营的中大型体验品牌店有望突围，二三四线城市的体验店更容易盈利。
国内虚拟现实创业公司多点开花。国内VR / AR 创业公司已超过1500家，主要分布在游戏、硬件、教育、地产、影视、工业等方向，创业公司聚集地以北深沪杭为主，福州、南昌、成都、武汉、西安、南京也有不少新创企业。
北京聚集了百余家虚拟现实领域重点特色企业。其中，虚拟现实基础元器件环节拥有京东方、诺亦腾、维信诺等重点企业。显示设备，以及输入/交互设备环节拥有蚁视科技、利亚德光电、小鸟看看、暴风魔镜、爱客科技、七鑫易维等重点企业。软件开发工具环节拥有无限时空、焰火工坊等重点企业。内容制造环节拥有兰亭数字、竞技时代、芭乐等重点企业。同时，腾讯、爱奇艺、乐视、京东等互联网巨头企业，纷纷布局虚拟现实领域。
南昌在全国率先提出建设VR产业基地，举办了第十届国际iCAN创新创业大赛VR/AR行业赛暨首届红谷滩杯VR/AR创新创业大赛和面向全球征集VR产业基地标识。南昌出台《关于加快VR/AR产业发展若干》，投资力度大，保障多，对基地和入驻企业宽带网络、云服务租费实行40%价格补助。设立规模10亿元VR/AR产业母基金、10亿元的VR/AR产业天使投资基金和30亿元的VR/AR产业投资基金，专项用于VR/AR产业孵化和投资发展。
福建在2016年初开始布局VR产业，提出建设“中国福建VR产业基地”，发布了VR开放平台。产业基地规划建设VR体验中心、VR人才培训中心、VR硬件产品制造中心等。
4月份，福州市出台了VR产业的专项支持。6月份，VR主题小镇“东湖VR小镇”在福州长乐市开放。东湖VR小镇现已建成7万平方米的VR企业社区，首批签约的企业和项目金额累计约2.5亿元。
武汉的VR产业链已经形成，包括硬件生产和内容制作。很多企业是从三维成像、虚拟仿真、动漫游戏等传统领域转向VR领域，例如山骁科技在三星Gear VR平台发布了第一款中国制作的软件作品。华中地区最大虚拟现实线下平台Vagary平台落户武汉。Vagary平台团队来自lntel、腾讯、久游、盛大等公司，涵盖创客平台、VR沙龙、创意展台、主题公园、多媒体学术交流中心等五大功能区。光谷VR/AR产业联盟在武汉成立，成员包括37家VR产业链上下游企业、5家高校和4家投资机构。
二、虚拟现实产业创新发展
技术创新：光场显示研究热度提升。光场显示是目前世界上最新的虚拟现实制作概念和技术，对提高VR沉浸感体验具有极大的作用。光场 VR的关键技术包括光场的记录和复现。光场记录主要通过相机阵列和微透镜阵列加以实现。光场的复现包括渲染和显示两个技术环节。光场包含了重要的方向信息，在任意指定的对焦平面和视角方向，通过简单的积分方法就可以渲染出所需要的场景。由于光场数据具有很高的维度，记录到的光场往往因为采样不足造成混迭现象，在渲染的图像上出现“鬼像”。光场渲染中的“鬼像”问题可以通过辅助几何信息进行校正。通过综合利用重对焦、焦扫描和遮挡检测等技术，光场相机可得到较好的渲染光场图像，并通过头盔显示器显示给人眼观看，且不会像传统VR设备那样给人带来不适感。光场显示目前还处在研发验证阶段，现有显示设备和光学组件、计算设备尚不能满足光场技术的要求，市场上也无成型的光场产品。光场显示的商业化需要克服三大难题。一是海量数据存储和传输。现有的网络带宽无法实现流畅的光场内容分享。随着未来压缩光场技术被提出，以及5G网络和LiFi技术的发展，这个问题有望得以解决。二是海量计算。实现逼真的光场显示，其计算量是传统2D图像的多倍，现有的移动端通用处理器难以负担如此大的计算量，现阶段的光场处理仍然依赖电脑。三是光场系统设备的小型化。便携式的高性能光场显示样机被认为在十年内难以实现，产业界必须在设备体积和光场显示效果之间寻找平衡点。
无线传输方案成为显示设备的重要发展方向。现有虚拟现实技术中使用的各种线缆使使用者的行动受到，使得虚拟现实体验达不到完美。随着近场蓝牙和Wi-Fi功能的不断涌现，大量的无线头盔品牌公司和制造商都竞相引入无线技术，PC端相连的线缆将逐步取消。
空间定位和多人交互技术发展迅速。VR交互技术被认为是整个VR发展技术体系中最薄弱的环节。目前虚拟现实体验产品多为PVE（Player VS Environment）型设备，采用固定式、单人交互的体验模式，缺乏用户间的协作互动。基于空间定位基础上的多人VR互动可满足多用户间的协作和交流，有效地改善单人VR体验的不足。随着空间定位和多人交互技术的发展，多人交互VR游戏、多人虚拟社交活动平台必将成为虚拟现实技术发展的趋势。
VR 交互技术仍在不断探索和研究中。通过研发大范围内精确定位的传感设备，可实现对多用户在较大空间内的位置信息的精确定位和采集，并与虚拟现实头盔、便携式主机等进行集成应用，可支持多用户 VR 同步互动体验，进一步增强了VR体验的沉浸感和交互性。目前，多人互动的VR体验有美国的The Void主题乐园、澳大利亚的Zero Latency主题公园，结合位置追踪技术和与虚拟场景对应的场地设计，可支持1个或多个用户在较大空间内自由行走。
产品服务创新：体验式服务购买和交易将成为虚拟现实重要创收模式，线下体验馆网络的构建成为虚拟现实产品渠道拓展的重要先导。2016年，全球首个VR主题公园“THE VOID”在美国开业。我国全年开设VR线下体验馆数量超过2000家。随着虚拟现实内容的丰富和虚拟社区交互体验感的不断增强，主要依托购买硬件设备的营收模式将得以转变。用户不仅可以直接付费购买、订阅喜欢的虚拟体验和内容，还能够通过虚拟化的体验进行传统商贸活动，并可参与产品的个性化定制和设计开发。体验式服务购买和交易将成为虚拟现实未来收益的主要来源。
VR/AR和LBS等技术的融合应用，成为移动互联网应用新的卖点，任天堂、Pokemon公司和谷歌联合制作开发的增强现实（AR）游戏《Pokemon Go》在上市后风靡全球，成为2016年最火的手机游戏之一。其成功的关键是将AR技术和LBS（基于位置服务）技术植入手机游戏中。游戏可以将地图使用场景和服务场景进行融合，实现从平面到立体，从现实到虚拟的统一，给用户带来新鲜的浸入式的体验效果。
三、虚拟现实产业发展的应用推进现状
全球虚拟现实在B端行业应用市场已渐成燎原之势，应用领域主要包括军事、制造、教育、医疗、文化艺术、旅游等。行业应用的快速渗透和效益拉动，为虚拟现实产业的爆发提供了不竭动力。
军事领域：有效提高战场生还率。虚拟现实在武器系统的设计和性能评价、操作训练、大规模军事演习，以及战役指挥等方面发挥了重要作用并产生了巨大的经济效益，同时有效地降低了意外伤亡事故。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。未来，军事领域仍将围绕提高这三类虚拟系统能力展开，进一步开发包括战场环境数据融合与输出建模（包括地形绘制、天气描述、运动和传感、武器系统与效应、自主兵力部署等）、分布式武器系统交互等应用场景。
制造领域：打破二维平面思维桎梏。虚拟现实技术在制造业的设计研发、装配、检修、培训等环节已经实现初步应用。在设计研发环节，虚拟现实技术可以展现产品的立体面貌，使研发人员能够全方位设计产品的外形、结构、模具，以及零部件配置使用方案，特别是在飞机、汽车等大型、精密装备原型样品的研制过程中，有效提升设计效率。福特公司自2000年以来就开始将虚拟现实技术应用于汽车设计过程，目前已将虚拟现实技术置于汽车开发的核心位置。法国达索公司开发了虚拟现实通用设计平台，波音公司采用该平台设计了波音777和787型飞机的300多万个零部件，使得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%。
在装配环节，虚拟现实技术主要应用于精密加工和大型设备的装配，通过高精度设备、精密测量、精密伺服系统与虚拟现实技术的协同，实现工件、加工环境、加工系统之间的精准配合，将系统误差和随机误差降到极低的水平。操作人员在产品原型实际加工之前就可以全方位地检查零部件之间的装配间隙和干涉，也可通过程序自动检查装配状态，可以大大提高实际装配成功率并降低零件制作返工率。中国一拖集团采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，为我国大型农业装备制造行业发展注入了技术创新的活力。在设备维护检修环节，虚拟现实技术应用于复杂系统的检修工作中，能够实现从出厂前到销售后的全流程检测，提高服务效率、拓展服务内容、提升服务质量，将制造业服务化推向新的阶段。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，在汽车出厂后，还可以通过远程数据传输构建虚拟可视化检修环境，实现远程的预判性和实时性的检测维修服务。在培训环节，通过利用虚拟现实技术建立虚拟培训基地，能够立体展现制造场景，帮助学员通过全方位的感知体验，获取高仿真的、可重复的、低风险的学习体验，有利于制造业从业人员提前熟悉制造场景、提升应用技能。当前，已经有许多国内外企业运用虚拟现实技术开展培训工作。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练模拟，实现了对专用车型驾驶员的操作培训。
未来，随着VR和AR技术的不断成熟，实现大型物理系统与信息交互系统的实时感知和动态控制，打通从设计到制造再到服务的链条，为智能制造的发展提供强有力的支撑。
教育领域：革新知识获取的渠道和交互方式。虚拟现实技术在教育领域的应用主要包括科学研究、虚拟学习环境、人体模型仿真等。虚拟现实通过提供生动逼真、沉浸性和交互性的体验，有助于营造 “自主学习”的环境，实现由传统的“以教促学”的学习方式向学习者自主感知并与环境信息交互汲取知识、技能的新型学习方式转变。未来，虚拟教育、虚拟课堂等应用将更加普及，虚拟现实技术将会更广泛地应用于学习情景的创设，大幅提升学习内容的形象性和趣味性。
医疗健康领域：术前规划精准施治。虚拟现实技术在医疗健康领域的应用主要包括学习培训、手术模拟、精神康复等方面。通过提供具有真实感的环境和实时的触觉反馈，虚拟现实技术可以帮助医生提高手术的熟练度和成功率，虚拟出有效的康复训练计划帮助病人实现术后康复，帮助培训者快速地掌握医学要领。未来，虚拟现实在人体病理模型建模、药物研制开发等方面还将大有可为。
文化艺术领域：提升文艺鉴赏、创作的想象空间。虚拟现实在文化艺术领域的应用主要包括通过数字手段进行文物古迹复原、文物和艺术品展示，提供虚拟场景进行雕塑、立体绘画等艺术创作，以及作为一种新型工具来进行建筑设计、汽车设计和室内设计。作为传输显示信息的媒体和新型设计工具，虚拟现实可以将艺术动态化，将设计者构思变成看得见的虚拟物体和环境，将不复存在的文物进行复原展示，并大幅提高表现能力，为文化艺术发展带来无限想象空间。
旅游领域：基于虚拟现实游戏架构下的国际化产业。虚拟旅游是在现实旅游景观基础上充分利用虚拟现实技术，通过模拟或还原现实中的旅游景区构建虚拟旅游环境，向旅游者提供虚拟体验的旅游形式。虚拟旅游可细致逼真、生动地再现旅游景点的风光风貌，带来虚拟导游、地图、导航、酒店预订、社区、虚拟古迹等方面切实可观的效益。爱尔兰、菲律宾等一些国家的旅游部门和众多著名的旅游公司，如STA Travel、Starwood、Hyatt等均在Second Life、OpenSim、Project Wonderland等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。下载本文
