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【中國(guó)電子報(bào)】北理工王涌天教授:我國(guó)應(yīng)探討VR與信息技術(shù)深度融合的方式


原文標(biāo)題:我國(guó)應(yīng)積極預(yù)測(cè)VR在未來(lái)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(lái),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(shū)收購(gòu)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(lái)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(guò)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(lái)新興技術(shù)周期表顯示,,從未來(lái)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(yǔ)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(lái)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(jué)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(wú)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(hù)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(lè)業(yè)提供了無(wú)限可能,。在國(guó)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(lè)園,;在國(guó)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(wàn)達(dá)集團(tuán),花巨資投入主題樂(lè)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(guó)重視虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展規(guī)劃

  國(guó)外政府非常重視虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)的研究,各國(guó)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(guó)政府的“國(guó)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(lái)研發(fā)重點(diǎn),計(jì)劃未來(lái)一年在八個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域投入約41億美元開(kāi)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(xiàn)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(yǔ)言交流、超臨場(chǎng)感交流項(xiàng)目,。同樣,,韓國(guó)政府對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)加緊布局。2004年,,韓國(guó)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(jué)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(guó)及時(shí)布局成效顯著

  在我國(guó),,虛擬現(xiàn)實(shí)受到了科技部、工業(yè)和信息化部,、國(guó)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(guó)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(lái)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(guó)家和國(guó)際專(zhuān)利,大大縮小了與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(huà)等技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先,在網(wǎng)易,、中南卡通等國(guó)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?jī)?yōu)良,、虛實(shí)融合效果好,已獲得多項(xiàng)中國(guó),、美國(guó),、歐洲發(fā)明專(zhuān)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(guó)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(jué)實(shí)時(shí)解碼和交互式圖像檢索功能,,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)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(tīng)觸覺(jué)融合反饋虛擬現(xiàn)實(shí)口腔手術(shù)模擬器,,是國(guó)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(kāi)展了教學(xué)實(shí)驗(yàn)和大規(guī)模用戶(hù)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(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平,并首次通過(guò)中國(guó)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(guó)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(guó)還涌現(xiàn)了諾亦騰,、圣威特,、樂(lè)相科技等一大批專(zhuān)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(guó)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(guó)相關(guān)科研單位和企業(yè)單憑自身技術(shù)實(shí)力,,尚無(wú)法與微軟,、谷歌、三星,、索尼,、臉譜等跨國(guó)公司抗衡。為在新的信息革命浪潮中取得話(huà)語(yǔ)權(quán),,我國(guó)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(guó)內(nèi)分散的研究和市場(chǎng)化資源,,彌補(bǔ)我國(guó)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間研發(fā)體系與運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)時(shí)間佩戴會(huì)使用戶(hù)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(guó)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(kāi)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(guó)應(yīng)積極預(yù)測(cè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來(lái)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(guó)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(guó)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(wèn)題組織多學(xué)科交叉研究,為我國(guó)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(wèn)題為牽引,、以核心技術(shù)為基礎(chǔ),、以視覺(jué)藝術(shù)為載體的特點(diǎn)。建議圍繞醫(yī)學(xué),、工業(yè),、國(guó)防、文化,、教育等領(lǐng)域的重大問(wèn)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(lái)源:《中國(guó)電子報(bào)》 2016年5月24日5版)

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