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虛擬現實等新技術加速應用,與實體經濟深度融合

前沿技術引領  產業實打實發展(創新驅動 開辟新領域③)

本報記者  谷業凱
2023年03月27日05:41 | 來源:人民網-人民日報
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  游客在黑龍江哈爾濱冰雪元宇宙體驗中心體驗“雪地飛車”項目。
  新華社記者 張 濤攝

  習近平總書記指出,要加快新能源、人工智能、生物制造、綠色低碳、量子計算等前沿技術研發和應用推廣,支持專精特新企業發展。

  作為新一代信息技術的前沿方向、數字經濟的前沿領域,近年來,以AR(增強現實)、VR(虛擬現實)等為代表的XR(擴展現實)技術及相關產業方興未艾。當前我國的XR技術的現狀如何?在哪些新領域落地應用?發展前景如何?記者進行了採訪。

  以虛擬現實、增強現實等為代表的擴展現實產業發展迅速

  在虛擬電站中,通過AR將豐富的虛擬信息疊加在真實的設備上,幫助巡檢工人更高效地檢查設備狀態、識別設備故障﹔戴上VR眼鏡,就能和遠在另一個城市的好友遠程打一場乒乓球,擊拍、回拍,幾乎感受不到時延。

  一般說來,擴展現實是一個綜合性的概念,指通過計算機技術和可穿戴設備產生的一個真實與虛擬組合、可人機交互的環境和其中的內容,包括VR、AR和MR(混合現實)。

  VR、AR、MR雖然都為用戶提供虛擬體驗服務,但在技術上有一定差異:VR是利用計算機模擬創建一個三維空間的虛擬世界,提供視景和實體行為的系統仿真﹔AR可理解為“真實世界+數字化信息”,是一種將計算機構建的虛擬物體、場景或系統提示信息疊加到真實場景之上的技術﹔MR是指合並了現實和虛擬世界而產生的新的可視化環境,用戶可在其中與物理對象、數字對象共存,並實時互動。

  就成熟度而言,當前以虛擬現實、增強現實等為代表的擴展現實產業發展迅速,技術、市場應用發展較快。其中,我國虛擬現實產業初步構建起以技術創新為基礎的生態體系,正邁入以產品升級和融合應用為主線的發展窗口期。數據顯示,2019年至2021年,我國虛擬現實市場規模從282.8億元增長至583.9億元,預計今年將突破1000億元。

  記者在山東濰坊高新區元宇宙科創產業園看到,這裡集聚了上百家從事硬件生產、軟件開發、內容制作的創新企業,產業生態圈逐漸形成。

  園內的新科視典(山東)數字科技有限公司已開發多個基於虛擬現實技術打造的教育、文旅項目,把課堂、展廳“搬進”了虛擬現實空間。“過去,我們在互聯網上進行信息交互,更多是在個人電腦或移動端上,而虛擬現實等技術正給我們提供一個新的入口。”新科視典聯合創始人李強說,“擴展現實是高度多元化的新產業,硬件能力要提升,軟件和內容也需要提升,包括存儲、運算、網絡等,任何一個環節出現短板,都會影響用戶的整體體驗。”

  “融合、交互、協同”是新一代信息技術發展的突出特點,也是帶動擴展現實相關產業飛躍的關鍵詞,既包括與互聯網、大數據、雲計算、人工智能、5G的融合創新,也包括硬件、軟件、內容方面的協同創新。

  “比如,VR在硬件、軟件、內容上是一種耦合共生、互相促進的關系。硬件技術和性能上的提升,會帶動軟件研發和內容制作上的高幀率、高清渲染、高沉浸度,給用戶更好的使用體驗﹔軟件、內容上的豐富和應用場景的拓展也有助於帶動行業發展,擴大硬件設備的市場需求,促進硬件技術的突破和提升。”智能穿戴設備企業PICO的消費市場負責人易煊說。

  易煊說:“在技術特性上,VR需要通過計算機圖形學、人機交互、近眼顯示等多個技術領域的結合來實現,這就需要研發者深入了解這些技術,並在其中找到連接點和創新點。”

  技術創新對擴展現實產業發展至關重要

  走進位於山東省濰坊市的歌爾股份有限公司,光波導、折疊光路、自由曲面……搭載著各種聲、光、電新技術的VR、AR設備佩戴起來輕便舒適,顯示清晰。AR眼鏡可以使佩戴者同時看到物理世界與數字對象,需要新型的光學顯示技術。

  “以光波導技術為例,要在一個外觀像普通眼鏡的鏡片上顯示圖像,需要在鏡片上做復雜的微納光學結構,通過光學技術把微型顯示屏的圖像信號傳導到人眼中來,這背后要利用光的衍射效應、納米壓印加工等非常復雜的原理和工藝,屬於高精尖的技術。” 歌爾股份產品經理李雙龍說。

  一副與普通眼鏡重量差不多的AR眼鏡,需要用到非常多的減重和小型化技術。李雙龍介紹:“AR眼鏡是要長時間佩戴的,所以輕便、小巧是很重要的需求。以前用的大部分材料是塑膠、鎂合金,我們研發、應用了碳纖維材料和新型輕金屬材料,能夠減重30%以上﹔在縮小體積方面,用到了高度集成的系統級封裝技術,在集成復雜功能的同時,使體積更小。”

  技術上的創新對於擴展現實產業發展至關重要。歌爾股份營銷副總裁常剛認為,VR、AR設備是多技術、多感知交互融合的系統性平台產品,在光學、聲學、材料、封裝技術等方面都有很高的要求。近年來,以近眼顯示技術、關鍵器件制造為代表的技術突破,明顯改善了VR、AR設備佩戴的舒適性。壓縮屏幕到人臉距離的同時,能夠保持畫面、聲音的清晰度,提升了用戶體驗。

  追蹤定位、感知交互等技術也是擴展現實產業突破的方向。“PICO在這些方面加大研發投入力度,取得了積極進展。在新產品中我們配置了毫米級精度和毫秒級延時的空間定位技術。后續還會在眼動追蹤、面部追蹤、自動瞳距調節等功能上有更進一步的升級。”易煊說。

  “虛擬世界中,三維數據是最基礎的數據,就像搭積木一樣,沒有數據支撐,VR、AR等就會成為空中樓閣。”據景致三維元宇宙產業研究院負責人王文新介紹,擴展現實產業的發展,離不開基礎數據支撐,因此也需要全自動3D圖像採集便攜設備、快速低成本建模應用軟件等數據工具的創新研發。

  融合應用的創新生態正在形成

  截至2022年底,已有20多個省份發布虛擬現實產業相關建設規劃。近年來,各地各部門持續加強政策支持和規劃引領,工信部等先后出台《關於加快推進虛擬現實產業發展的指導意見》《虛擬現實與行業應用融合發展行動計劃(2022—2026年)》等,助力相關產業快速發展。據賽迪研究院預測,2025年國內虛擬現實產業規模有望超2500億元。

  一方面,VR、AR、MR等領域創新活躍﹔另一方面,更需要持續創新。聯想集團較早開始布局AR研發,並將虛實映射、虛實疊加、虛實聯動等技術應用於生產、維修等各個環節,提升產業智能化水平﹔浪潮集團2022年發布了服務於大規模、高復雜、高逼真數字場景協同創建的服務器……隨著企業創新主體的不斷發力,擴展現實產業發展的技術基礎日益夯實,融合應用的創新生態正在形成。

  同心視界智能科技有限公司成立於2017年,布局研發量子點顯示材料,向產業鏈核心環節進軍。“量子點顯示材料主要應用於QLED顯示技術,將解決VR、AR顯示屏幕畫質不清晰、眩暈等問題。”公司總經理張培順說,“在高科技行業,競爭非常激烈,我們必須積極搶佔技術制高點。”

  技術是“虛擬”的,產業發展卻是實打實的。2023年2月,濰坊出台《濰坊市打造元宇宙技術創新與產業之都行動計劃(2023—2026年)》,從產業技術攻關、產業鏈條延伸等五方面發力,推動產業鏈上下游協調發展,打造結構合理、生態完善的產業體系。

  產學研用高效協同、大中小企業融通的創新體系在加快構建。在濰坊,已形成了以歌爾股份為“鏈主”企業,共達電聲、華光光電等為骨干的消費電子產業鏈、光電產品產業鏈。當地60所職業院校有近半開設了“元宇宙”相關專業,依托院校打造的山東省虛擬現實實訓基地每年培養相關人才1200余人。


  《 人民日報 》( 2023年03月27日 19 版)

(責編:楊光宇、牛鏞)
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