虚实结合 协同创新 扎实推进虚拟现实产业健康发展

◎ 中国工程院院士 赵沁平

虚拟现实(Virtual Reality，VR) /增 强 现 实（Augmented Reality，AR）是一种创建、体验和融合虚拟世界与物理世界的计算机应用技术，为人类认知世界、改造世界提供了全新的方式和手段。通过与互联网、云计算、物联网及人工智能等新兴信息技术的集约发展，VR/AR技术正在形成支撑众多行业领域和大众消费领域数字经济产业生态全链条的“新基建”。许多科技机构和专家认为，虚拟现实技术是连接人、社会与信息空间、物理空间的下一代信息系统的计算平台和下一代沉浸式人机交互平台；虚拟现实环境是未来互联网的入口及交互环境；虚拟现实设备及内容将连接到物联网，贯通虚拟空间与物理空间，形成新一代互联网应用。

虚拟现实已经成为我国科技和产业发展的新兴战略方向。国家“十四五”规划将虚拟现实和增强现实列为数字经济重点产业；工信部印发了《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》，教育部正在“加快实施教育数字化战略行动”，已批准高校建设了300个国家级虚拟仿真实验教学中心，认定了700余门国家级虚拟仿真实验教学一流课程，确认了200余个职业教育示范性虚拟仿真实训基地培育项目；江西南昌、山东青岛、北京石景山等地正在全力推进虚拟现实产业发展。

一、新一轮科技革命和产业变革新机遇

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》提出，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。未来数字社会将以下一代智能网络、物联网、区块链等为基础设施，以自然人机交互、人工智能等为交互平台，以虚拟现实为技术融合，增强客观物理世界、融合数字虚拟世界，社会经济范式由信息与通讯技术+信息物理系统为特征的工业自动化时代，向智能互联技术+社会物理信息系统为特征的知识自动化时代发展，社会体系与产业体系必将加速从工业时代到智能时代的进程，创造形成虚实共生的新型社会形态。

二、虚拟现实产业发展现状和趋势

经过几年的波浪式、螺旋型发展，虚拟现实产业日趋成熟理性。当前，虚拟现实产业又处于一个新的发展窗口期。5G网络、人工智能、云计算、物联网、区块链、数字孪生等新技术与虚拟现实技术加速融合，开拓了新的市场和应用领域。2021年是虚拟现实产业发展的重要年份：全球VR/AR眼镜设备销售累计超1000万台，标志着VR迎来消费端放量拐点；全球虚拟现实行业融资并购金额556.0亿元，同比增长128%；中国融资并购金额达181.9亿元，同比增长788%。（数据来源：陀螺研究院•VR陀螺2021年全球XR行业年度发展报告）

虚拟现实技术仍面临许多问题和挑战。一是全行业对虚拟现实技术系统性的科研仍然不足。技术研发单点创新多、系统性的突破少；应用研发多，基础性的突破创新少；娱乐性运用多，战略性行业的运用少；视觉展示体验多，交互式的体验少。二是优质的虚拟现实内容相对缺乏。内容产出量少，频度不够，市场规模受到影响。虚拟现实内容质量与硬件性能不匹配，迫切需要更优质、更丰富的虚拟现实内容来提升用户体验，特别是在大众消费领域。三是产业生态还需进一步完善。尽管很多企业对产业链中的薄弱环节进行了强链行动，但全球虚拟现实产业链协同创新能力仍需进一步加强。

5G的普及，将解除制约虚拟现实产业发展的数据传输瓶颈，虚拟现实技术及相关平台和应用将取得快速进展。一是虚拟现实系统深度逼真，虚拟现实环境及内容呈现的物理、生理、智能特征不断丰富，实现从新型物理模型、进化演化模型与虚拟孪生，到智能行为模型进阶。二是交互高度自然，计算机系统对用户完全透明，人机交互成为人与虚拟环境的沉浸式自然交互。三是虚拟现实系统功能智能化需求不断提高，人工智能技术开始融入虚拟现实系统，并逐步成为虚拟现实系统的重要特征。四是数字孪生的发展，即采用虚拟现实技术构建物理实体的虚拟对象，并在两者之间建立双向数据通道，虚拟对象依据物理对象的历史数据和现实状态变化数据，实时或及时地进行相应的更新演化，同时利用自身的运行状态数据，对物理对象全生命周期进行实时或及时的监控、预测。

第一代互联网络的连接对象是电脑，其应用主要是社交和市场营销；第二代互联网络是物联网，其应用扩展至各行业生产和生活服务。数字孪生应用使得物联网连接对象扩展为实物及其虚拟孪生，将实物对象空间与虚拟对象空间融合，成为一种虚实混合空间，将物联网发展成为新一代的数字孪生网，从而大幅度提升各行业的生产和服务运行效能。

三、推动虚拟现实集约化发展，构建数字经济新引擎

第一，立足技术原创，推进前沿技术研究与创新。加大创新研发支持力度，加快落实产业基础再造工程，推进产业基础高级化。依托企业和重点科研院所组织成立技术攻关队伍，鼓励整机企业与核心器件企业联合开展前置研究，建立重大技术联合攻关机制。推进虚拟现实前沿技术研究，围绕重点环节，持续提高各类创新资源的研发效能。

第二，抓好技术集成，推进颠覆性技术创新。将虚拟现实技术与5G、人工智能、区块链、大数据、云计算、产业互联网等技术有机集成，发挥新一代信息技术的整合优势，构建具有通用支撑能力的技术体系，以及面向不同行业应用的技术系统，持续推进虚拟现实领域颠覆性技术创新，如结合虚拟人体的医学研究与教育平台、结合数字孪生和工业互联网的智能制造、结合虚拟战场环境和穿戴设备的未来战争实验室等。

第三，加快技术推广，推进重点行业应用示范。以融合创新、规模商用为目的，打造虚拟现实创新应用示范，加快虚拟现实面向行业应用和大众应用的渗透。加速推进行业融合应用落地，围绕国防安全、工业制造、医疗健康、文教娱乐等重点行业和特色领域应用需求，创新应用种类和服务内容，加速虚拟现实技术对传统领域的融合赋能，聚力打造融合应用推进工程。

第四，建好产业生态，催生新产业新业态新模式。虚拟现实技术、设备与应用的发展推动形成新型的专业化虚拟现实产业：芯片与器件产业，显示与交互设备产业，平台软件与开发工具软件产业，行业应用模拟器、虚拟环境产业，数据、模型与内容产业，网络、移动终端产业，VR服务产业。持续丰富虚拟现实产品及服务供给，促进虚拟现实技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级。

第五，加大产学研合作力度，推进区域产业协同。统筹整合与优化配置各类优质资源，加大产学研合作力度，建设一批虚拟现实领域新型研发机构、创新联合体、产业公共技术和服务平台，建设具有全球影响力的科技成果转化承载区，通过区域产业协同形成虚拟现实前沿技术研发、应用技术熟化、商业应用、产业创新的双循环发展。

四、我国虚拟现实产业前景及发展机会

在产业软硬件成本门槛降低、产业资本集聚及后疫情时代对生活生产方式数字化的刚性需求背景下，各地政府相继出台扶持政策以推动产业发展，以应用服务、终端器件、分发平台和内容生产为重点领域的虚拟现实产业生态初具规模。我国拥有海量数据、广阔市场空间和丰富应用场景优势，虚拟现实产业发展潜力巨大。一方面，鼓励人才和资本更多向科技创新一线倾斜，努力在前沿引领技术、关键共性技术、现代工程技术、颠覆性技术创新上取得更大突破，抢占科技创新制高点；另一方面，通过下游典型应用场景适配反向促进产业链上游的终端器件及内容生产工具的升级迭代，推动产品、应用范式、商业模式和体制机制协同创新，培育一批具有国际影响力、市场竞争力的品牌企业。

“十四五”期间是我国虚拟现实产业走向集约优化的关键时期，期待虚拟现实技术迎来长足发展，赋能数字经济稳健前行。