【中國電子報】北理工王涌天教授：我國應探討VR與信息技術深度融合的方式
發(fā)布日期：2016-05-28 供稿：王涌天 編輯：辛嘉洋 審核：包麗穎 閱讀次數(shù)：
原文標題：我國應積極預測VR在未來生活中的應用模式
原文鏈接：http://epaper.cena.com.cn/content/2016-05/24/content_400810.htm
信息領域新一輪的革命即將到來，此次顛覆者是蟄伏在研究者手中數(shù)十年的虛擬現(xiàn)實技術。從2013年發(fā)布的Google Glass增強現(xiàn)實眼鏡，到被臉書收購的Oculus的頭盔顯示設備Oculus RIFT，再到可能成為索尼“下一個Walkman”的索尼虛擬現(xiàn)實眼鏡Project Morpheus；從三星的頭戴虛擬現(xiàn)實設備Gear VR到微軟的HoloLens眼鏡再到HTC的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)HTC VIVE，虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實產品在近兩年集中式爆發(fā)，它們帶來的不僅是虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實技術本身的進步，而且有可能通過與互聯(lián)網、移動互聯(lián)網相結合，以大數(shù)據(jù)為基礎的應用徹底改變整個信息領域的格局。新一輪的浪潮或將徹底改變人們的生活與交流方式，其影響將不亞于互聯(lián)網的出現(xiàn)和手機的廣泛使用。
虛擬現(xiàn)實應用前景廣闊
虛擬現(xiàn)實是人、機、物世界的紐帶，是多學科交叉的前沿陣地。
2015年8月，Gartner發(fā)布的未來新興技術周期表顯示，從未來2~5年可以完善的手勢識別、同聲翻譯技術，到可能需要10年以上時間才能成熟的真三維顯示、腦機交互，有近10項技術與虛擬現(xiàn)實相關。外媒評選出的2016年度10大技術進步中，虛擬現(xiàn)實相關技術占了4項，包括視網膜植入型仿生人眼、可穿戴設備、虛擬現(xiàn)實、語音識別等。
虛擬現(xiàn)實技術具有巨大的應用前景和強烈的市場需求，主要體現(xiàn)在以下四個方面。第一，傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術應用領域依然擁有巨大市場潛力和活力：虛擬現(xiàn)實是復雜工程項目的重要基礎技術，在核心技術仿真評估和人員訓練方面具有不可替代作用，JS、航空、航海、工業(yè)等領域越來越需要虛擬現(xiàn)實技術的支撐。第二，新型可穿戴設備將成為信息時代的下一個爆發(fā)點：種種跡象表明，隨著頭戴式顯示設備、智能手表、腕帶、腦電波控制的頭戴產品、3D視覺操控眼鏡等可穿戴設備的發(fā)展和成熟，可穿戴技術將在近期獲得井噴式發(fā)展。第三，人機交互技術已實現(xiàn)基礎技術積累，后續(xù)市場發(fā)展無可限量：隨著人們對交互設備的需求不斷提高，擁有良好精度、實時性和用戶體驗的智能交互設備勢必成為發(fā)展的主流。目前，手勢交互、聲音控制等相關技術都在不斷成熟發(fā)展中。第四，體驗式消費時代為以虛擬現(xiàn)實為基礎的大型主題娛樂業(yè)提供了無限可能。在國外，迪士尼、環(huán)球影城早就將虛擬現(xiàn)實技術用于其主題樂園；在國內，已宣布2020年實現(xiàn)從商業(yè)地產到旅游地產轉型的萬達集團，花巨資投入主題樂園與劇院等旅游地產項目，其中虛擬現(xiàn)實是其主要支撐技術。
各國重視虛擬現(xiàn)實發(fā)展規(guī)劃
國外政府非常重視虛擬現(xiàn)實相關技術的研究，各國政府紛紛制定虛擬現(xiàn)實相關的研究發(fā)展規(guī)劃。
2015年2月，美國政府的“國家網絡與信息技術研發(fā)計劃”在其2016財年預算請求報告中提出了未來研發(fā)重點，計劃未來一年在八個重點領域投入約41億美元開展相關研發(fā)工作，其中，對人機交互和信息管理的預算每年占比達20％，在八個領域中位列第二，智能人機交互需求凸顯。
歐盟在經費高達800億歐元的“Horizon 2020”計劃中列出了信息與通信技術領域的37個項目，直接涉及智能人機交互的有4個。
在亞太地區(qū)，日本政府早在2007年就發(fā)布了到2025年的科學技術發(fā)展路線圖——《創(chuàng)新25戰(zhàn)略》，將“自動翻譯”、“虛擬現(xiàn)實”等技術納入其中，并大力支持大型低耗電顯示、多語言交流、超臨場感交流項目。同樣，韓國政府對虛擬現(xiàn)實相關技術加緊布局。2004年，韓國情報通信部提出“U-Korea”戰(zhàn)略，將可穿戴式計算機技術列入該戰(zhàn)略之中。此外，澳大利亞政府也將人機交互技術、實時計算機視覺系統(tǒng)、自動臉部和身體跟蹤技術作為目前信息通信技術領域主要發(fā)展方向。
我國及時布局成效顯著
在我國，虛擬現(xiàn)實受到了科技部、工業(yè)和信息化部、國家基金委等相關政府機構的高度重視和及時支持。在“十二五”期間，國家863計劃就從獲取、理解、建模、渲染、呈現(xiàn)、交互等六大方面對虛擬現(xiàn)實與數(shù)字媒體技術進行系統(tǒng)支持，并取得了階段性成果。近年來有關高校和研究院所在頭戴式顯示設備、虛擬場景繪制引擎、增強現(xiàn)實注冊定位、新型人機交互技術以及虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)應用等方面取得了大量科研成果，獲得了一批國家和國際專利，大大縮小了與工業(yè)發(fā)達國家的差距。
例如，浙江大學研制的3D物理模擬和繪制引擎支持交互式預覽，柔體/流體模擬、毛發(fā)模擬繪制、人臉動畫等技術國際領先，在網易、中南卡通等國內知名企業(yè)應用效果顯著，形成了具有自主知識產權的3D技術集成環(huán)境和服務平臺；北京理工大學采用自由曲面光學、全息和幾何波導光學元件等最新技術研制出的系列光學透視式頭戴顯示設備，體積小、重量輕、成像質量優(yōu)良、虛實融合效果好，已獲得多項中國、美國、歐洲發(fā)明專利授權；華南理工大學、解放軍信息工程大學研制了多套新型腦機交互技術，研制了國際上首套基于實時磁共振成像的圖像檢索腦機交互系統(tǒng)，具有基于功能磁共振信號對人腦視覺實時解碼和交互式圖像檢索功能，實現(xiàn)了通過腦電波控制輪椅、機器人、飛行器等功能；北京航空航天大學研制的視聽觸覺融合反饋虛擬現(xiàn)實口腔手術模擬器，是國際上首臺可穩(wěn)定模擬牙周科、牙體科、修復科的多功能虛擬手術系統(tǒng)，已在北京大學口腔醫(yī)學院和華西口腔醫(yī)學院等單位開展了教學實驗和大規(guī)模用戶評測；四川大學和川大智勝公司研制的3D實時渲染引擎采用高性能并行繪制技術，支持更高的仿真模型精度，構建的飛行視景系統(tǒng)達到國際同類產品先進水平，并首次通過中國民航飛行訓練設備D級標準認定，在軍民航飛行員和管制員訓練中成功應用，將逐步替代進口。
此外，中國企業(yè)也有很多投入到虛擬現(xiàn)實和自然交互的研發(fā)中，華為、中興、海爾、海信、科大訊飛、聯(lián)想等均制定了相關的規(guī)劃，并有相關成果。中國還涌現(xiàn)了諾亦騰、圣威特、樂相科技等一大批專注做VR的創(chuàng)業(yè)型公司。
加大對技術方向支持力度
虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實技術已出現(xiàn)大規(guī)模民用化、產業(yè)化的趨勢。隨著國外信息領域的巨頭們顯著加大對本領域的投入，角逐日趨激烈。我國相關科研單位和企業(yè)單憑自身技術實力，尚無法與微軟、谷歌、三星、索尼、臉譜等跨國公司抗衡。為在新的信息革命浪潮中取得話語權，我國應該系統(tǒng)布局，加大對虛擬現(xiàn)實技術方向的支持力度，鼓勵產學研結合，采取有力措施整合國內分散的研究和市場化資源，彌補我國科研機構與企業(yè)之間研發(fā)體系與運營模式上的斷層，盡快將相關研究成果產品化、工業(yè)化和市場化，爭取參與甚至引導此次信息領域的變革。
對虛擬現(xiàn)實中設備適人化技術、媒體資源共享管理技術等進行系統(tǒng)攻關，研制關鍵硬件設備和軟件，為虛擬現(xiàn)實產業(yè)的形成和發(fā)展奠定基礎。Oculus RIFT、Google Glass等穿戴式設備在適人化方面存在明顯不足，長時間佩戴會使用戶產生不適；同時，針對這些設備的交互技術也存在諸多制約因素，因而限制了其應用領域。建議在國內已有的技術儲備基礎上，組織光學、電子學、計算機科學等學科的優(yōu)勢單位，聯(lián)合醫(yī)學、心理學、認知科學等領域的研究機構，以虛擬現(xiàn)實設備的適人化等為切入點，研究新型可穿戴技術、交互技術、媒體資源管理技術，開發(fā)低成本、高性能、易使用的普適型設備，推出核心軟件平臺，建立媒體資源共享中心，推動產業(yè)化并形成新型產業(yè)模式。
深入研究以高沉浸、虛實融合為重要特征的下一代社交化網絡的演進趨勢，推動相關產業(yè)的發(fā)展。以移動互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)和云計算等為基礎的社交化網絡的發(fā)展已經極大地改變了社會的面貌和人們的生活方式，而高沉浸虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實正是下一代社交化網絡的重要特征。我國應積極預測虛擬現(xiàn)實技術在未來大眾日常生活中的應用模式，探討其與信息技術領域中互聯(lián)網、移動通信、大數(shù)據(jù)、云計算、智慧城市等方向深度融合的方式，深入研究具有獨立知識產權的高沉浸、虛實融合社交化網絡技術，與國內優(yōu)勢企業(yè)合作建立新一代網站，實現(xiàn)技術應用，傳承中華文明，傳遞正能量，促進相關產業(yè)快速發(fā)展，在國際信息領域的變革中占有先機。
圍繞重要應用領域和重大應用問題組織多學科交叉研究，為我國重要行業(yè)的技術發(fā)展注入活力。虛擬現(xiàn)實的應用領域非常廣闊，是典型的多學科交叉融合的技術方向，其發(fā)展趨勢呈現(xiàn)以應用問題為牽引、以核心技術為基礎、以視覺藝術為載體的特點。建議圍繞醫(yī)學、工業(yè)、國防、文化、教育等領域的重大問題，如人體及人腦計劃、大型裝備設計制造維護、文物保護、智慧博物館、交互式媒體、中華文化傳承等為切入點，組織應用領域、技術研究、藝術設計等多個方面的跨學科研究隊伍，推動交叉研究，實現(xiàn)創(chuàng)新應用，利用普適型虛擬現(xiàn)實所提供的新方法和新手段，為應用行業(yè)的技術發(fā)展注入活力。
?。ㄙY料來源：《中國電子報》 2016年5月24日5版）
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