中國(guó)信通院解讀《關(guān)于加快推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》

來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院CAICT 時(shí)間：2018-12-28 09:46:42 作者：陳曦、宮政、郭英男

虛擬現(xiàn)實(shí)是具有顛覆性的新一代信息技術(shù)，具有產(chǎn)業(yè)潛力大、技術(shù)跨度大、應(yīng)用空間廣的發(fā)展特點(diǎn)，作為新一代人機(jī)交互平臺(tái)，虛擬現(xiàn)實(shí)聚焦身臨其境的沉浸體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)用戶連接交互深度，對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界、改造世界的方式方法帶來(lái)重大變革。近期工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（點(diǎn)擊查看全文） （以下簡(jiǎn)稱(chēng)“《指導(dǎo)意見(jiàn)》”），旨在推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供新動(dòng)能。

一、對(duì)指導(dǎo)意見(jiàn)發(fā)布背景的理解

習(xí)近平總書(shū)記在2018年世界VR產(chǎn)業(yè)大會(huì)開(kāi)幕式時(shí)發(fā)來(lái)賀電指出，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在蓬勃發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐步走向成熟，拓展了人類(lèi)感知能力，改變了產(chǎn)品形態(tài)和服務(wù)模式。中國(guó)正致力于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，推動(dòng)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。這為我國(guó)發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)指明了方向，提出了新要求。

當(dāng)前，全球虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)正從起步培育期向快速發(fā)展期邁進(jìn)，我國(guó)面臨同步參與國(guó)際技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的難得機(jī)遇，但也存在關(guān)鍵技術(shù)和高端產(chǎn)品供給不足、內(nèi)容與服務(wù)較為匱乏、創(chuàng)新支撐體系不健全、應(yīng)用生態(tài)不完善等問(wèn)題。因此，《指導(dǎo)意見(jiàn)》通過(guò)強(qiáng)化政策引導(dǎo)與支持，旨在促進(jìn)我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的健康發(fā)展。

二、對(duì)指導(dǎo)意見(jiàn)主要內(nèi)容的理解

推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重點(diǎn)在于突破關(guān)鍵核心技術(shù)、豐富產(chǎn)品有效供給、推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用、建設(shè)公共平臺(tái)、構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和增強(qiáng)安全保障能力六大方面，為突出重點(diǎn)，《指導(dǎo)意見(jiàn)》對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)與重點(diǎn)產(chǎn)品等發(fā)展方向進(jìn)行了進(jìn)一步說(shuō)明。

在產(chǎn)業(yè)界定方面，《指導(dǎo)意見(jiàn)》統(tǒng)一了業(yè)界對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的概念認(rèn)知。狹義來(lái)看，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）彼此獨(dú)立，現(xiàn)階段兩者在關(guān)鍵器件、終端形態(tài)、應(yīng)用領(lǐng)域上存在差異，VR通過(guò)隔絕式的視覺(jué)、音頻和交互內(nèi)容帶來(lái)沉浸感體驗(yàn)，側(cè)重于游戲、視頻、直播與社交等大眾市場(chǎng)，AR強(qiáng)調(diào)虛擬信息與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的無(wú)縫融合，側(cè)重于日常信息提示和工業(yè)、軍事等垂直應(yīng)用。廣義來(lái)看，VR包含AR，且兩者可以實(shí)現(xiàn)不同程度的混合現(xiàn)實(shí)（MR）。隨著技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，未來(lái)VR與AR終端將由分立走向融合，兩者呈現(xiàn)“在山腳分手，在山頂匯合”的態(tài)勢(shì)，《指導(dǎo)意見(jiàn)》所采用廣義界定方式契合這一發(fā)展趨勢(shì)。

在關(guān)鍵技術(shù)方面，《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出要發(fā)展近眼顯示、渲染處理、感知交互、內(nèi)容制作等技術(shù)領(lǐng)域，并列出了面向虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域、具有針對(duì)性與前瞻性的技術(shù)方向。對(duì)于近眼顯示，快速響應(yīng)液晶屏（<5ms）、AMOLED（<1000ppi）與OLEDoS（3000ppi）技術(shù)均為成熟的可量產(chǎn)屏幕技術(shù)，近年內(nèi)依然是虛擬現(xiàn)實(shí)的主流顯示器件。預(yù)計(jì)未來(lái)5年，水平視場(chǎng)角有望由100～120度升至140度，單眼分辨率由1.5～2K升至3～4K水平，即單眼PPD約由15升至30。此外，從人眼雙目視覺(jué)特性看，潛在眩暈感源自多個(gè)方面，如①紗窗、拖尾、閃爍等過(guò)低的畫(huà)面質(zhì)量引發(fā)的視覺(jué)疲勞，②視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、前庭系統(tǒng)等其他感官通道的沖突，③輻輳調(diào)節(jié)沖突（輻合調(diào)節(jié)沖突，Vergence Accommodation Conflict，VAC）。目前，對(duì)于上述前兩類(lèi)問(wèn)題，業(yè)界已有可量產(chǎn)的解決方案，然而，針對(duì)第三類(lèi)挑戰(zhàn)的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐幾近空白。2018年Oculus研發(fā)出采用可變焦顯示技術(shù)（Vari-Focal）的原型機(jī)Half Dome、Magic Leap采用多焦面顯示(Multi-Focal)的Magic Leap One旨在解決VAC；對(duì)于渲染處理，當(dāng)前面臨著“小馬拉大車(chē)，既要馬兒吃得少，又要跑得快”的技術(shù)挑戰(zhàn)，即虛擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)交互業(yè)務(wù)的渲染負(fù)載數(shù)倍于傳統(tǒng)主流游戲，MTP時(shí)延要求控制在20ms以內(nèi)，且須兼顧移動(dòng)平臺(tái)固有的功耗約束。雖然可以通過(guò)堆疊算力來(lái)提高渲染質(zhì)量，但這一不具備成本經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)路線將遲滯虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，業(yè)界聚焦注視點(diǎn)渲染（視網(wǎng)膜渲染，F(xiàn)oveated Rendering）、（混合）云渲染、新一代圖形接口（如Vulkan等）、渲染專(zhuān)用硬加速芯片（異構(gòu)渲染）等熱點(diǎn)領(lǐng)域，旨在探索端云協(xié)同、軟硬耦合的精細(xì)化渲染之路。其中，注視點(diǎn)渲染旨在顯著降低GPU渲染負(fù)載，現(xiàn)已成為研發(fā)力量重兵集結(jié)的必爭(zhēng)之地。云渲染旨在幫助用戶在低配頭顯上實(shí)現(xiàn)渲染能力更強(qiáng)的PC級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸體驗(yàn)，由于該技術(shù)采用云端渲染處理、終端交互呈現(xiàn)的技術(shù)架構(gòu)，對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)這一時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)，研究重點(diǎn)在于GPU計(jì)算資源共享以及如何在云端與本地協(xié)同拆分虛擬現(xiàn)實(shí)渲染任務(wù)流。渲染專(zhuān)用硬加速芯片旨在優(yōu)化渲染時(shí)延，降低渲染功耗，即為避免與內(nèi)容渲染競(jìng)爭(zhēng)CPU、GPU資源，可將虛擬現(xiàn)實(shí)渲染處理中的光學(xué)畸變與色散校正從GPU卸載至相關(guān)協(xié)處理器；對(duì)于感知交互，通過(guò)提高視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多感官通道的一致性體驗(yàn)，以及環(huán)境理解的準(zhǔn)確程度，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)“感”、“知”能力的持續(xù)進(jìn)化。當(dāng)前，由內(nèi)向外的空間位姿跟蹤（Inside-out）已取代由外向內(nèi)（Outside-in）的技術(shù)路線，成為主流定位跟蹤技術(shù)，且精密度與準(zhǔn)確度向毫米級(jí)、更高魯棒性方向發(fā)展。眼球追蹤成為業(yè)界重兵投入、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速的技術(shù)領(lǐng)域，除眼動(dòng)控制可用于內(nèi)容交互設(shè)計(jì)創(chuàng)新、用戶興趣點(diǎn)分析外，該技術(shù)與其他關(guān)鍵領(lǐng)域的融合創(chuàng)新趨勢(shì)日益顯著，如在近眼顯示與渲染處理領(lǐng)域，眼球追蹤+變焦顯示+注視點(diǎn)渲染的技術(shù)組合，可實(shí)現(xiàn)基于GPU渲染的畫(huà)面局部模糊，兼顧渲染負(fù)載優(yōu)化，解決了VAC沖突這一重要技術(shù)痛點(diǎn)。對(duì)于內(nèi)容制作，虛擬現(xiàn)實(shí)契合時(shí)下新媒體所追求視覺(jué)沉浸感與用戶交互性的發(fā)展趨勢(shì)，并在采、編、播環(huán)節(jié)注入了創(chuàng)新活力。在內(nèi)容采集方面，全景相機(jī)發(fā)展呈兩極化演變態(tài)勢(shì)，一方面為方便更多UGC快速便捷的制作虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容，會(huì)朝著小型化、易用化、多功能、機(jī)內(nèi)拼接、降低成本方向發(fā)展。另一方面為滿足高端PGC生產(chǎn)高質(zhì)量視頻內(nèi)容，更高分辨率（12K）、自由度、更多視頻格式與斯坦尼康等拍攝輔助器材支持成為又一發(fā)展路線。在內(nèi)容播放方面，如何提升高質(zhì)量虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容數(shù)量，降低內(nèi)容開(kāi)發(fā)門(mén)檻，加速內(nèi)容生產(chǎn)流程成為推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)由小眾市場(chǎng)向大眾普及的當(dāng)務(wù)之急。為了應(yīng)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容匱乏、“有車(chē)沒(méi)油”的發(fā)展痛點(diǎn)，內(nèi)容制作與特定平臺(tái)解耦成為加速生態(tài)發(fā)展的重要趨勢(shì)，如內(nèi)容跨多品牌終端平臺(tái)、跨PC與虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)軟件、跨體驗(yàn)環(huán)境等發(fā)展路徑。

在產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面，《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出了要加快虛擬現(xiàn)實(shí)整機(jī)設(shè)備、感知交互設(shè)備、內(nèi)容采集制作設(shè)備、開(kāi)發(fā)工具軟件、行業(yè)解決方案、內(nèi)容和應(yīng)用分發(fā)平臺(tái)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)對(duì)規(guī)?；瘧?yīng)用程度較低這一產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，提出發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)和應(yīng)用服務(wù)聚合平臺(tái)（Cloud VR）等創(chuàng)新嘗試，旨在豐富虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的有效供給。目前，VR用戶體驗(yàn)與終端成本的平衡是目前影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。低成本終端有助于提升VR普及率，但有限的硬件配置也限制了用戶體驗(yàn)，影響了消費(fèi)者對(duì)VR的持續(xù)使用和真正接納。Cloud VR這一產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化與平臺(tái)化的創(chuàng)新探索將云計(jì)算的理念及技術(shù)引入到虛擬現(xiàn)實(shí)中，借助高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，將云端的顯示輸出和聲音輸出等經(jīng)過(guò)編碼壓縮后傳輸?shù)接脩舻慕K端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)內(nèi)容上云、渲染上云。其中，渲染上云是指將計(jì)算復(fù)雜度高的渲染設(shè)置在云端處理，使終端容易以輕量的方式和較低的消費(fèi)成本被用戶所接受。內(nèi)容上云是指計(jì)算機(jī)圖形渲染移到云上后，內(nèi)容以視頻流的方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)推向用戶，借助網(wǎng)絡(luò)的Wi-Fi和5G技術(shù)，實(shí)現(xiàn)終端無(wú)繩化、移動(dòng)化。

在推進(jìn)措施方面，《指導(dǎo)意見(jiàn)》堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向、目標(biāo)引領(lǐng)，提出了發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的著力方向。目前，我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在如下發(fā)展挑戰(zhàn)，一是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研發(fā)缺乏針對(duì)性與原創(chuàng)性，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程敏感性不強(qiáng)。由于虛擬現(xiàn)實(shí)與手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈參與主體相近，業(yè)者通常參考手機(jī)產(chǎn)業(yè)較為成熟的發(fā)展思路。部分企業(yè)簡(jiǎn)單裁剪移植手機(jī)解決方案，缺乏針對(duì)感知交互、近眼顯示、渲染處理等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特性的研究，且研發(fā)模式以對(duì)國(guó)外標(biāo)桿的技術(shù)跟隨為主。此外，多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)企業(yè)存在以技術(shù)方案作為技術(shù)趨勢(shì)的問(wèn)題，片面追求單一性能參數(shù)，缺少對(duì)重點(diǎn)發(fā)展路徑的投入儲(chǔ)備與技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的前瞻預(yù)判，致使企業(yè)發(fā)展容易受到短期市場(chǎng)環(huán)境波動(dòng)的沖擊。二是缺少富于產(chǎn)業(yè)影響力的優(yōu)質(zhì)內(nèi)容供給平臺(tái)，產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新程度不足。內(nèi)容匱乏是虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的必然問(wèn)題，如何盡快縮短這一“有車(chē)沒(méi)油”的發(fā)展階段成為當(dāng)前要?jiǎng)?wù)。在國(guó)外ICT巨頭平臺(tái)化策略引導(dǎo)下，眾多中小企業(yè)圍繞虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)鏈特定重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行軟硬適配的內(nèi)容生產(chǎn)，研發(fā)并利用各類(lèi)平臺(tái)化開(kāi)發(fā)工具，加速制作流程，提高內(nèi)容質(zhì)量，降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻。相比之下，我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)生態(tài)圈呈現(xiàn)各自為戰(zhàn)、小而散的現(xiàn)狀態(tài)勢(shì)，協(xié)同化的產(chǎn)業(yè)雁陣尚待成型，集約化的平臺(tái)能力尚待提高，差異化、特色化的發(fā)展定位尚須明確。此外，我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在就事論事的發(fā)展定勢(shì)，與5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新媒體等重大領(lǐng)域的融合創(chuàng)新程度有待增強(qiáng)。三是應(yīng)用推廣以展廳觀摩式為主，示范輻射能力不高。部分虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用示范停留在“看上去很美”的狀況，即缺少規(guī)?；瘧?yīng)用，內(nèi)容雷同程度較高，這影響了最終用戶的買(mǎi)單意愿。針對(duì)上述發(fā)展現(xiàn)狀，《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出以產(chǎn)業(yè)政策為指導(dǎo)，以優(yōu)化投融資環(huán)境為支撐，以推進(jìn)試點(diǎn)示范應(yīng)用為抓手，以建設(shè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地為載體，以強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)品牌筑造為主線，依托專(zhuān)業(yè)人才、行業(yè)組織與國(guó)際合作，突破業(yè)界慣有展廳級(jí)、孤島式、小眾性、雷同化的虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展瓶頸，堅(jiān)持走群眾路線，強(qiáng)化技術(shù)預(yù)研與趨勢(shì)預(yù)判，提高創(chuàng)新資源利用效率，探索具備落地潛力的解決方案，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集聚融合，深化發(fā)展支撐環(huán)境，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)級(jí)、網(wǎng)聯(lián)式、規(guī)模性、差異化的虛擬現(xiàn)實(shí)普及之路。

作者簡(jiǎn)介

陳曦，現(xiàn)就職于中國(guó)信息通信研究院信息化與工業(yè)化融合研究所，虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)（VRPC）。

聯(lián)系方式：chenxi1@caict.ac.cn

宮政，現(xiàn)就職于中國(guó)信息通信研究院信息化與工業(yè)化融合研究所。

聯(lián)系方式：gongzheng@caict.ac.cn

郭英男，現(xiàn)就職于中國(guó)信息通信研究院信息化與工業(yè)化融合研究所。

聯(lián)系方式：guoyingnan@caict.ac.cn

注：針對(duì)指導(dǎo)意見(jiàn)中涉及的近眼顯示、感知交互、渲染處理、內(nèi)容制作等關(guān)鍵領(lǐng)域，在工業(yè)和信息化部電子信息司的指導(dǎo)下，中國(guó)信通院聯(lián)合華為、京東方等產(chǎn)業(yè)伙伴開(kāi)展了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)路線及產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)研究，形成了《虛擬（增強(qiáng)）現(xiàn)實(shí)白皮書(shū)2018》，擬于2019年1月23日在福建云VR產(chǎn)業(yè)峰會(huì)期間發(fā)布。

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宮政 gongzheng@caict.ac.cn

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責(zé)任編輯：李蘭松