【中國電子報(bào)】北理工王涌天教授：我國應(yīng)探討VR與信息技術(shù)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(biāo)題：我國應(yīng)積極預(yù)測(cè)VR在未來生活中的應(yīng)用模式
原文鏈接：http://epaper.cena.com.cn/content/2016-05/24/content_400810.htm
信息領(lǐng)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(shí)技術(shù)。從2013年發(fā)布的Google Glass增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，到被臉書收購的Oculus的頭盔顯示設(shè)備Oculus RIFT，再到可能成為索尼“下一個(gè)Walkman”的索尼虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡Project Morpheus；從三星的頭戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備Gear VR到微軟的HoloLens眼鏡再到HTC的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)HTC VIVE，虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品在近兩年集中式爆發(fā)，它們帶來的不僅是虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身的進(jìn)步，而且有可能通過與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用徹底改變整個(gè)信息領(lǐng)域的格局。新一輪的浪潮或?qū)氐赘淖內(nèi)藗兊纳钆c交流方式，其影響將不亞于互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和手機(jī)的廣泛使用。
虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用前景廣闊
虛擬現(xiàn)實(shí)是人、機(jī)、物世界的紐帶，是多學(xué)科交叉的前沿陣地。
2015年8月，Gartner發(fā)布的未來新興技術(shù)周期表顯示，從未來2~5年可以完善的手勢(shì)識(shí)別、同聲翻譯技術(shù)，到可能需要10年以上時(shí)間才能成熟的真三維顯示、腦機(jī)交互，有近10項(xiàng)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)。外媒評(píng)選出的2016年度10大技術(shù)進(jìn)步中，虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)占了4項(xiàng)，包括視網(wǎng)膜植入型仿生人眼、可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)、語音識(shí)別等。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有巨大的應(yīng)用前景和強(qiáng)烈的市場(chǎng)需求，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。第一，傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域依然擁有巨大市場(chǎng)潛力和活力：虛擬現(xiàn)實(shí)是復(fù)雜工程項(xiàng)目的重要基礎(chǔ)技術(shù)，在核心技術(shù)仿真評(píng)估和人員訓(xùn)練方面具有不可替代作用，JS、航空、航海、工業(yè)等領(lǐng)域越來越需要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支撐。第二，新型可穿戴設(shè)備將成為信息時(shí)代的下一個(gè)爆發(fā)點(diǎn)：種種跡象表明，隨著頭戴式顯示設(shè)備、智能手表、腕帶、腦電波控制的頭戴產(chǎn)品、3D視覺操控眼鏡等可穿戴設(shè)備的發(fā)展和成熟，可穿戴技術(shù)將在近期獲得井噴式發(fā)展。第三，人機(jī)交互技術(shù)已實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)技術(shù)積累，后續(xù)市場(chǎng)發(fā)展無可限量：隨著人們對(duì)交互設(shè)備的需求不斷提高，擁有良好精度、實(shí)時(shí)性和用戶體驗(yàn)的智能交互設(shè)備勢(shì)必成為發(fā)展的主流。目前，手勢(shì)交互、聲音控制等相關(guān)技術(shù)都在不斷成熟發(fā)展中。第四，體驗(yàn)式消費(fèi)時(shí)代為以虛擬現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)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(shí)技術(shù)用于其主題樂園；在國內(nèi)，已宣布2020年實(shí)現(xiàn)從商業(yè)地產(chǎn)到旅游地產(chǎn)轉(zhuǎn)型的萬達(dá)集團(tuán)，花巨資投入主題樂園與劇院等旅游地產(chǎn)項(xiàng)目，其中虛擬現(xiàn)實(shí)是其主要支撐技術(shù)。
各國重視虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展規(guī)劃
國外政府非常重視虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)的研究，各國政府紛紛制定虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的研究發(fā)展規(guī)劃。
2015年2月，美國政府的“國家網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)研發(fā)計(jì)劃”在其2016財(cái)年預(yù)算請(qǐng)求報(bào)告中提出了未來研發(fā)重點(diǎn)，計(jì)劃未來一年在八個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域投入約41億美元開展相關(guān)研發(fā)工作，其中，對(duì)人機(jī)交互和信息管理的預(yù)算每年占比達(dá)20％，在八個(gè)領(lǐng)域中位列第二，智能人機(jī)交互需求凸顯。
歐盟在經(jīng)費(fèi)高達(dá)800億歐元的“Horizon 2020”計(jì)劃中列出了信息與通信技術(shù)領(lǐng)域的37個(gè)項(xiàng)目，直接涉及智能人機(jī)交互的有4個(gè)。
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(xué)技術(shù)發(fā)展路線圖——《創(chuàng)新25戰(zhàn)略》，將“自動(dòng)翻譯”、“虛擬現(xiàn)實(shí)”等技術(shù)納入其中，并大力支持大型低耗電顯示、多語言交流、超臨場(chǎng)感交流項(xiàng)目。同樣，韓國政府對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)加緊布局。2004年，韓國情報(bào)通信部提出“U-Korea”戰(zhàn)略，將可穿戴式計(jì)算機(jī)技術(shù)列入該戰(zhàn)略之中。此外，澳大利亞政府也將人機(jī)交互技術(shù)、實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)、自動(dòng)臉部和身體跟蹤技術(shù)作為目前信息通信技術(shù)領(lǐng)域主要發(fā)展方向。
我國及時(shí)布局成效顯著
在我國，虛擬現(xiàn)實(shí)受到了科技部、工業(yè)和信息化部、國家基金委等相關(guān)政府機(jī)構(gòu)的高度重視和及時(shí)支持。在“十二五”期間，國家863計(jì)劃就從獲取、理解、建模、渲染、呈現(xiàn)、交互等六大方面對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)與數(shù)字媒體技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)支持，并取得了階段性成果。近年來有關(guān)高校和研究院所在頭戴式顯示設(shè)備、虛擬場(chǎng)景繪制引擎、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)注冊(cè)定位、新型人機(jī)交互技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)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(dá)國家的差距。
例如，浙江大學(xué)研制的3D物理模擬和繪制引擎支持交互式預(yù)覽，柔體/流體模擬、毛發(fā)模擬繪制、人臉動(dòng)畫等技術(shù)國際領(lǐng)先，在網(wǎng)易、中南卡通等國內(nèi)知名企業(yè)應(yīng)用效果顯著，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3D技術(shù)集成環(huán)境和服務(wù)平臺(tái)；北京理工大學(xué)采用自由曲面光學(xué)、全息和幾何波導(dǎo)光學(xué)元件等最新技術(shù)研制出的系列光學(xué)透視式頭戴顯示設(shè)備，體積小、重量輕、成像質(zhì)量優(yōu)良、虛實(shí)融合效果好，已獲得多項(xiàng)中國、美國、歐洲發(fā)明專利授權(quán)；華南理工大學(xué)、解放軍信息工程大學(xué)研制了多套新型腦機(jī)交互技術(shù)，研制了國際上首套基于實(shí)時(shí)磁共振成像的圖像檢索腦機(jī)交互系統(tǒng)，具有基于功能磁共振信號(hào)對(duì)人腦視覺實(shí)時(shí)解碼和交互式圖像檢索功能，實(shí)現(xiàn)了通過腦電波控制輪椅、機(jī)器人、飛行器等功能；北京航空航天大學(xué)研制的視聽觸覺融合反饋虛擬現(xiàn)實(shí)口腔手術(shù)模擬器，是國際上首臺(tái)可穩(wěn)定模擬牙周科、牙體科、修復(fù)科的多功能虛擬手術(shù)系統(tǒng)，已在北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院和華西口腔醫(yī)學(xué)院等單位開展了教學(xué)實(shí)驗(yàn)和大規(guī)模用戶評(píng)測(cè)；四川大學(xué)和川大智勝公司研制的3D實(shí)時(shí)渲染引擎采用高性能并行繪制技術(shù)，支持更高的仿真模型精度，構(gòu)建的飛行視景系統(tǒng)達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，并首次通過中國民航飛行訓(xùn)練設(shè)備D級(jí)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定，在軍民航飛行員和管制員訓(xùn)練中成功應(yīng)用，將逐步替代進(jìn)口。
此外，中國企業(yè)也有很多投入到虛擬現(xiàn)實(shí)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(guān)的規(guī)劃，并有相關(guān)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(duì)技術(shù)方向支持力度
虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已出現(xiàn)大規(guī)模民用化、產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)。隨著國外信息領(lǐng)域的巨頭們顯著加大對(duì)本領(lǐng)域的投入，角逐日趨激烈。我國相關(guān)科研單位和企業(yè)單憑自身技術(shù)實(shí)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(quán)，我國應(yīng)該系統(tǒng)布局，加大對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方向的支持力度，鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，采取有力措施整合國內(nèi)分散的研究和市場(chǎng)化資源，彌補(bǔ)我國科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間研發(fā)體系與運(yùn)營模式上的斷層，盡快將相關(guān)研究成果產(chǎn)品化、工業(yè)化和市場(chǎng)化，爭(zhēng)取參與甚至引導(dǎo)此次信息領(lǐng)域的變革。
對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)中設(shè)備適人化技術(shù)、媒體資源共享管理技術(shù)等進(jìn)行系統(tǒng)攻關(guān)，研制關(guān)鍵硬件設(shè)備和軟件，為虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。Oculus RIFT、Google Glass等穿戴式設(shè)備在適人化方面存在明顯不足，長時(shí)間佩戴會(huì)使用戶產(chǎn)生不適；同時(shí)，針對(duì)這些設(shè)備的交互技術(shù)也存在諸多制約因素，因而限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。建議在國內(nèi)已有的技術(shù)儲(chǔ)備基礎(chǔ)上，組織光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的優(yōu)勢(shì)單位，聯(lián)合醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)，以虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的適人化等為切入點(diǎn)，研究新型可穿戴技術(shù)、交互技術(shù)、媒體資源管理技術(shù)，開發(fā)低成本、高性能、易使用的普適型設(shè)備，推出核心軟件平臺(tái)，建立媒體資源共享中心，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化并形成新型產(chǎn)業(yè)模式。
深入研究以高沉浸、虛實(shí)融合為重要特征的下一代社交化網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)趨勢(shì)，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等為基礎(chǔ)的社交化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已經(jīng)極大地改變了社會(huì)的面貌和人們的生活方式，而高沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)正是下一代社交化網(wǎng)絡(luò)的重要特征。我國應(yīng)積極預(yù)測(cè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來大眾日常生活中的應(yīng)用模式，探討其與信息技術(shù)領(lǐng)域中互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智慧城市等方向深度融合的方式，深入研究具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高沉浸、虛實(shí)融合社交化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與國內(nèi)優(yōu)勢(shì)企業(yè)合作建立新一代網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用，傳承中華文明，傳遞正能量，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，在國際信息領(lǐng)域的變革中占有先機(jī)。
圍繞重要應(yīng)用領(lǐng)域和重大應(yīng)用問題組織多學(xué)科交叉研究，為我國重要行業(yè)的技術(shù)發(fā)展注入活力。虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，是典型的多學(xué)科交叉融合的技術(shù)方向，其發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)以應(yīng)用問題為牽引、以核心技術(shù)為基礎(chǔ)、以視覺藝術(shù)為載體的特點(diǎn)。建議圍繞醫(yī)學(xué)、工業(yè)、國防、文化、教育等領(lǐng)域的重大問題，如人體及人腦計(jì)劃、大型裝備設(shè)計(jì)制造維護(hù)、文物保護(hù)、智慧博物館、交互式媒體、中華文化傳承等為切入點(diǎn)，組織應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)研究、藝術(shù)設(shè)計(jì)等多個(gè)方面的跨學(xué)科研究隊(duì)伍，推動(dòng)交叉研究，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用，利用普適型虛擬現(xiàn)實(shí)所提供的新方法和新手段，為應(yīng)用行業(yè)的技術(shù)發(fā)展注入活力。
（資料來源：《中國電子報(bào)》 2016年5月24日5版）
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