云化虚拟现实技术与应用
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1.2 VR的产业环境

VR沉浸、交互、融合想象的体验,使得人们可以用全新的方式感知世界。随着科技的持续发展,以及国家陆续出台相关政策鼓励发展VR,VR产业的生态系统逐渐成熟,形成了潜力巨大的市场;对VR产业的投融资也持续增长。VR迎来了历史发展的重大机遇,有望成为新一代计算平台。

1.VR产业链

VR产业链是多领域交叉的产业生态。中国信通院在《虚拟(增强)现实白皮书(2018)》中总结了VR五大领域技术体系,包括近眼显示、内容制作、网络通信、渲染处理与感知交互,每一技术体系又有细分中国信息通信研究院.虚拟(增强)现实白皮书(2018)[R/OL].(2019-01-23)[2019-10-02].,如图1-3所示。

图1-3 VR技术体系(来源:中国信通院)

注:图中标号为《虚拟(增强)现实白皮书(2018)》中的章节号。

不同的技术组合形成了VR产业链,产业链主要包含终端硬件厂商、软件工具提供商、平台服务提供商和内容提供商,如图1-4所示。

图1-4 VR产业链

终端硬件厂商:提供终端硬件。与用户直接接触的是终端设备,包括输出设备和交互设备。根据设备的形态,输出设备分为外插接线式VR、一体机以及移动端VR。交互设备主要指用于感知交互的外设,如手柄、定位基站、动作捕捉系统装置和体感设备等。无论是输出设备还是交互设备,都离不开基础器件。基础器件主要指电子元器件,包括芯片、传感器、屏幕、光学器件(透镜、镜头和全景相机等)、外壳结构件等。

VR输出设备的生产与智能手机迥异。与智能手机相比,VR输出设备的结构复杂得多。以Oculus Rift为例,其内部组件数量超过200个,而智能手机的组件数量平均为40~50个,这使得VR终端的组装代工难度更高,成本亦随之增加。屏幕方面也完全不同,VR终端属于近眼显示,需要搭配光学放大系统,在消费级产品上,像素密度(Pixels Per Inch,PPI)需不低于800PPI,专业级则要在1600PPI以上。

软件工具提供商:主要提供操作系统和信息处理系统,包括采集合成、编解码、渲染呈现和物理反馈等工具。软件工具和内容应用密不可分。制作VR内容要使用软件工具,相应地,内容开发者在制作内容应用的过程中对某些功能的需求促进了软件工具的开发。实际上,制作不同的VR内容需要的软件工具也不同。以拍摄类VR内容为例,需要信息采集和视频拼接软件。计算机图形(Computer Graphics,CG)制作类的VR内容则需要建模工具和渲染引擎等。另外,由于当前缺少统一的行业对接标准,VR内容和不同平台、不同终端硬件间还需要独立适配。

平台服务提供商:提供分发运营,包括分发平台、内容运营和销售渠道。如同手机有应用商店一样,VR也需要有发布内容的管理平台和销售渠道,最终将内容推送至用户手中,实现正循环的商业模式。

内容提供商:整体上看,当前VR内容数量少,优质、精品内容更少。例如,在全球最大的游戏平台Steam上,能够搜索到的VR游戏仅1600余部,相比PC游戏数以万计的量级,VR内容的稀缺程度可见一斑。

行业的应用内容以定制内容居多,其中教育培训类的内容为中坚力量,工业、公共服务、医疗、房地产和旅游营销等领域也不断涌现出新的VR内容。解决方案多以教学和训练、被动接受为主,实际参与生产环节的应用还有待进一步的技术改进。

2.VR产业投资

自2017年以来,VR产业迎来了稳步增长。IDC发布的《全球VR/AR市场季度跟踪报告》(2019年第一季度)显示,全球头显2019年第一季度出货量达到123万台,同比增长27.2%。该报告显示我国VR头显的出货量超过27万台仅统计中国大陆地区头显的出货量,未包含港澳台地区。,同比增长15.1%,增量主要来自于桌面头显以及独立头显出货量的增长,如图1-5所示。

图1-5 2018年第一季度至2019年第一季度我国VR头显的出货量(来源:IDC中国,2019年)

IDC预计,到2023年,VR头显的出货量将达到3460万台,5年复合年增长率(Compound Annual Growth Rate,CAGR)为43.7%。在各种产品形态中,独立头显(VR一体机)将占到2023年所有VR头显出货量的64.6%,其次是桌面头显(外接插线式VR),占出货量的34.4%,其余为无屏头显(移动端VR)。

强劲的市场势头背后,VR投融资市场表现活跃。根据IDC预测,受商业和公共部门加速投资推动,未来5年全球VR市场将实现大幅增长,预计2019年市场支出空间为168亿美元,到2023年,这一数字将达到1600亿美元,5年CAGR为78.3%。其中,金融(133.9%)和基础设施(122.8%)部门支出的5年CAGR排名为前两位,之后是制造业和公共部门。消费者在VR上的支出预计5年CAGR为52.2%。

预计到2023年,全球VR市场获得最多投资的商业场景是培训(117亿美元)、影视(45亿美元)和工业维护(41亿美元)。消费者的三大应用(VR游戏、VR视频和AR游戏)获得的投资将超过153亿美元。

VR/AR作为新兴技术,资本方对VR/AR持乐观态度。根据赛迪顾问整理的数据,2019年1~10月,全球VR/AR投融资已经超过60亿美元(如图1-6所示),预计全年增长率将大于50%,硬件和内容是投融资的热点领域。在我国,2019年投融资事件数量相比前一年有所下降,但单笔投融资金额和轮次较往年有明显提升,截至10月,投融资规模已达到73.3亿元,接近2018年全年水平。

图1-6 2019年1~10月全球VR/AR投融资规模

3.VR产业政策

近年来,多个国家的政府部门将对VR产业的支持上升到了国家层面。

美国政府早在20世纪90年代就将VR作为《国家信息基础设施(NII)计划》的重点支持领域之一。2000年美国能源部制定了《长期核技术研发规划》,其中明确提出应重点开发、应用和验证VR技术。2017年,美国多位国会议员宣布联合组建VR指导小组,旨在确保从国会层面对VR产业发展的支持与鼓励。此外,美国设立了有关VR的研究项目,如卫生与公共服务部、教育部分别开展了VR在心理疾病、中小学教育的试点示范。

欧盟早在20世纪80年代就开始为VR产业提供资助。在2014年公布的“地平线2020”计划中,涉及VR产业的资助金额达到数千万欧元。日本政府在2007年、2014年先后发布了截至2025年的技术发展规划《创新25战略》,以及旨在将日本打造为全球创新中心的《科学技术创新综合战略2014—为了创造未来的创新之桥》,上述政策文件均将VR视为技术创新的重点方向。韩国政府于2016年设立了约402亿韩元的专项基金,将VR与自动驾驶、人工智能等技术共同列入未来九大新兴科技重点发展领域。此外,韩国未来创造科学部计划在2016—2020年期间通过投资约4050亿韩元,培育本国VR产业,重点在于确保原创技术研发和完善产业生态,力争使韩国与美国在VR方面的差距从目前的两年降至半年。

总体而言,美国VR发展以企业为主体、政府搭平台,政府重视VR在各领域的应用示范。欧盟与日韩重视顶层设计和新技术的研发,在关键领域通过设立专项资金引导产业发展。

在我国,各级政府也积极推动VR发展,VR已被列入《“十三五”国家信息化规划》和《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等多项国家重大文件中,工信部、国家发展改革委、科技部、文化部和商务部相继出台相关政策。从2016年至今,国内部分城市及相关部委纷纷发布了VR专项政策,加快产业布局,如表1-1所示。

表1-1 我国部分城市的VR产业发展布局

2018年,政策利好更加明显,产业支持举措相继出台。比如,7月,成都市发布了《成都市虚拟现实产业发展推进工作方案》;10月,江西省发布《加快推进虚拟现实产业发展的若干措施》。12月,工信部发布了《工业和信息化部关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》,强调工信部将进一步支持虚拟现实制造业创新中心筹备建设,重点支持虚拟现实关键共性技术研发和产业化,在有条件的地方建立产业应用基地,引导地方开展差异化的区域建设产业布局,促进产业协同发展。

2019年,南昌市发布《南昌市虚拟现实产业发展规划(2019—2023年)》;工信部、国家广播电视总局、中央广播电视总台印发《超高清视频产业发展行动计划(2019—2022年)》,将推广包括VR(AR)设备在内的超高清产品普及列为重点任务;教育部在《2019年教育信息化和网络安全工作要点》中指出,将推动虚拟现实等新技术在教育教学中的深度应用。

除了政策以外,各行业也纷纷成立行业组织,推进VR发展。2016年,在工信部的指导下,中国电子信息产业发展研究院联合多家高校和知名企业成立了VR产业联盟。2017年,中国信通院联合国内三大通信运营商、华为技术有限公司以及多家VR产业上下游企业,成立了VR产业推进会,研究推进VR产业应用及解决方案落地,加速标准建设,促进产业健康快速发展。