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虚拟现实行业应用的引爆点——暨《虚拟现实产业与应用发展白皮书》发布会二○一六年九月中国电子信息产业发展研究院电子信息产业发展研究所温晓君技术产业应用投资标准虚拟现实话题之王：虚拟现实报告内容如何认识虚拟现实虚拟现实行业应用的引爆点如何看待虚拟现实产业几点建议1234一、如何认识虚拟现实虚拟现实以人的直观感受体验为基本评判依据，是人类认识世界、改造世界的一种新的方式手段。虚拟现实本身并不是生产工具，它通过影响人的认知体验，间接作用于“物”，进而提升效率。虚拟现实的作用对象是“人”而非“物”虚拟现实物消费端（2C）：改进认知体验行业应用端（2B）：提升效率抽象事物的具象化：一维、二维、多维到三维；信息数据的可视化建模观察视角的自主化：突破空间物理尺寸局限，增强式观察，全景式观察，自然运动观察；观察视野不受屏幕物理尺寸局限交互方式的自然化：传统键盘、鼠标的输入输出方式到手眼协调的自然人机交互虚拟现实是对客观世界的易知、易用化改造简化认知，解放想象力、创新力虚拟现实是虚构世界与真实世界的辩证统一虚拟现实虚拟现实VirtualReality增强现实AugmentedReality混合现实MixedRealityVR：以想象为特征，创造与用户交互的虚拟世界场景。——以假乱真AR：以虚实结合为特征，将虚拟物体和信息和真实世界叠加，实现对现实的增强。——亦真亦假MR：将虚拟世界和真实世界融合创造为一个新三维世界，其中物理实体和数字对象实时并存并有相互作用。——真假不分假作真时真亦假，无为有处有还无。——《红楼梦》虚拟现实是互联网未来的入口与交互环境文化娱乐电子商务网络社交虚拟现实眼部、头部、肢体动作捕捉，位置定位等几何建模、物理建模、生理建模、行为智能建模等3D显示（视差、光场、全息）、3D音效、图像渲染、无缝融合等触觉力觉反馈，语音识别，体感交互等虚拟现实的技术体系感知建模呈现交互二、如何看待虚拟现实产业虚拟现实概念由来已久，相关技术在军事、航天领域已有深入应用。2015年以来，随着虚拟现实消费级产品的不断推出，虚拟现实才真正成为电子信息领域最受关注的产业之一。消费级VR产品定位：普适型计算平台消费端产品推出成为虚拟现实产业化起点1929年飞行模拟器“蓝盒子”，这是人类系统模拟物理现实的初次尝试SONYPSVROculusRiftHTCVIVEGoogleCardboardSamsungGearVRMicrosoftHololens标志性产品：虚拟现实产业链构成虚拟现实产业链大致可分为关键零部件、软件、设备、应用与内容制作四大部分。关键零部件包括处理器芯片、显示器件、光学器件、传感器等。软件包括操作系统、软件工具包（SDK）、UI、中间件等。设备包括了主机系统（PC、一体机、手机VR眼镜）、显示终端、交互终端，还包括内容采集与制作的终端设备等。应用与内容制作包括了行业应用软件的开发和内容的制作、分发等。关键零部件操作系统，SDK，UI，中间件软件国内外虚拟现实产业链各环节重点企业生产链环节企业关键零部件处理器芯片高通，英特尔，英伟达，AMD，ARM传感器Kinect,PrimeSense,Vii,PSMove，意法半导体，Leapmotion，德州仪器……显示器件三星，LG，JDI，Magicleap，维信诺、京东方、华星光电软件引擎及开发平台苹果,Amason,Qualcomm,Razor,Unity,Meta,Otoy,Matterport,Totalimmersion,Wevr,Thefoundry,CubicMotion,Worldviz,Framestore,Infinity,Vrclay,MiddleVR,Wikitude,Paracosm,Doubleme,Thrive,Surcicaltheater,Crytek……设备PC头显HTC，Oculus，索尼，Avegant，雷蛇，蚁视科技、乐相科技……手机VR眼镜三星，谷歌，暴风科技、焰火工坊……一体机大朋，小鸟看看，3Glasses，暴风科技，焰火工坊，偶米科技，灵境科技，掌网科技……应用与内容制作游戏开发谷歌,索尼,EPICGames,Valve,Jaunt,Harmonix,Eyetouch,Resolution,Survios,Nianticlab,Reload,CCPGames,Templegates,Twobitcircus,VR-Bits，黑晶科技主题乐园Landmark,Vrcade,Thevoid购物平台Facebook,Blippar,Valve,PTC,Wearvr,Littlestar,Sketchfab,Prizmiq，阿里巴巴社交应用微软,Facebook,AltspaceVR,Improbable教育医疗Zsapce,Ngrain,Surgevry,Fearless,Echopixel,Hyve,DeepStreamVR,Psious国外虚拟现实产业发展特点巨额投资刺激产业链环节快速发展2014年和2015年，VR/AR领域共进行225笔风险投资，投资额达到35亿美元产业生态构建成龙头企业发展重点硬件商、消费者、开发者三方共赢的“平台+应用”闭环生态圈已成为虚拟现实行业发展主流发展重点开始向行业应用转移现阶段生产厂商很难从消费端用户获得硬件销售收益，多家虚拟以为行业用户提供解决方案和培训业务为生存方向国内虚拟现实产业发展特点资本市场前景良好，融资创新积极性较高。预计2020年国内VR设备出货量820万台，市场规模将占全球的34.6%。硬件制作商是行业现阶段行业融资重点，硬件开发融资占行业总融资的51.9%。内容生产热度提升，线下体验馆增长迅速。国内VR平台上已有约2700款视频和800款游戏，线下体验馆超过2000家。初创企业集结，巨头企业观望。企业多为初创企业，巨头大多保持观望态度，投资也主要集中在天使轮，创业属于资本导向下的试探发展。市场预期范围研究机构规模（亿）全球（美元）Gartner400Digi-Capital300Manatt300Tractica218MarketWatch158.9DeutscheBank702020年虚拟现实市场规模预测研究机构出货量（万台）ABIResearch5000GoldmanSachs4300KZERWORLDSWIDE3880TrendForce3800BIInteligence26502020年全球VR设备出货量预测市场预期项目20162017201820192020市场规模（亿元）56.6133.8261.6398.4556.3增长率（%）268.3136.495.652.339.62016-2020年中国VR市场规模项目20162017201820192020移动VR（万台）1.562679170PCVR及一体机（万台）1202404005807502016-2020年中国VR设备出货量预测项目20162017201820192020移动VR（万人）7.525.5103.5340.5850.5PCVR及一体机（万人）135315630109816832016-2020年中国VR用户规模预测技术成熟度：突破共性技术难题，如广视角、低眩晕、低延时、真三维等。明确演进路径，桌面端或移动端，VR或AR。产业链支持度：硬件配套，应用开发，内容生产。消费者认可度：用户体验、使用习惯、价格因素等。行业应用推广度：找到行业应用的突破口，形成可观收益。虚拟现实产业爆发的制约因素《PokemonGo》开启“轻AR”时代三、虚拟现实行业应用的引爆点引爆点之一：军事有效提高战场生还率虚拟战场环境军事训练武器系统设计与评估•据统计，未参加过实战的飞行员在首次执行任务时生还率只有60%，而经模拟对抗训练后，生还率可提高到90%以上。•美军利用“虚拟舰艇作战指挥中心”仅需5个月就能培训出合格军官。我国军事领域虚拟现实技术应用的突出瓶颈半实物仿真系统不能服务于武器装备全寿命和全系统设计体系对抗系统可扩展性不强，功能覆盖不全在体系结构、建模、可信度评估技术、标准与规范、仿真环境等关键技术领域存在差距。未来需求趋势分析大规模军事演习指挥问题分析引爆点之二：制造打破二维平面设计桎梏虚拟研发全方位设计产品外形、结构、模具及零部件配置使用方案。【案例】波音公司将虚拟现实技术应用于777型和787型飞机的设计上，通过虚拟现实的投射和动作捕捉技术，完成了对飞机外型、结构、性能的设计，所得到的方案与实际飞机的偏差小于千分之一英寸。据统计，采用虚拟现实设计的波音777飞机，设计错误修改量减少了90%、研发周期缩短了50%、成本降低了60%。应用环节虚拟装配精密加工、精密测量、精密伺服系统与虚拟现实技术协同提高装备效率和质量【案例】中国一拖集团应用我国本土企业曼恒数字研发的“数字化虚拟现实显示系统”，打造出虚拟装配车间，可实现360度内部全景漫游，既能多角度观察每个装配工位，又能精准跟踪装配工件的生产工艺流程应用环节设备维护检修实现产品全流程检测，提升服务质量【案例】美国福特公司联合克莱斯勒公司与IBM合作开发了应用于汽车制造的虚拟现实环境，在汽车出厂前可以检验出其存在的设计缺陷，并辅助修正，大大缩短了新车研发周期。培训获取高仿真、低风险学习体验【案例】英国皇家装甲公司采用虚拟现实技术，对14.5吨的新型车辆进行车辆训练模拟，实现了对专用车型驾驶员的操作培训。各国均将虚拟现实作为军事战略重点虚拟现实技术在军事领域的应用日趋广泛添加未标题添加未标题我国军事领域虚拟现实仿真应用得到飞速发展添加未标题应用案例环节应用企业国别应用内容研发节罗尔斯－罗伊斯德国利用虚拟现实投射和动作捕捉系统，查看发动机细节。英国航空英国运用自主研发的虚拟环境可配置训练设备设计高级战斗机座舱。波音美国运用三维模型仿真技术进行波音777外形和结构设计。卡特彼勒美国通过头盔对新型车辆在运行、操作、挖掘时的情况进行观察。福特美国将虚拟现实技术连接至设计系统，查看整体外观和内饰的设计。奔驰德国通过仿真空气动力学实验优化汽车性能。加拿大航空电子设备加拿大在汽车性能的虚拟开发系统中进行仿真驾驶。装配东软中国虚拟制造模式下，不建厂房不进设备，只负责整机组装调试。日产日本用虚拟现实软件试线，从仪表板上拆除气囊组件。奥迪德国在三维虚拟空间内完成对实际产品装配工作的预估和校准。克莱斯勒美国以虚拟现实技术展示元件在工厂中的精确位置并提示优化安装的方法。福特美国建立各部件的虚拟模型，从整个产品的装配性角度完成部件组装。检修曼恒数字中国飞机发动机虚拟装配系统能让研发人员发现设计中的缺陷来及时调整。罗克韦尔柯林斯美国在虚拟环境中将有质量性能问题的电子设备替换。国家仪器美国在交互式开发环境下完成虚拟仪器的测试过程。雷诺法国在虚拟环境中进行动态虚拟碰撞测试汽车的安全性能。培训英国皇家装甲英国对新型车辆的驾驶员进行虚拟车辆训练模拟。丰田日本运用汽车虚拟现实培训中心，通过动作捕捉高端交互和3D显示，对从业人员进行培训。面临机遇我国制造业具备应用虚拟现实技术的基础条件从应用基础看，已经形成一批科研成果。北京航空航天大学和一汽公司合作开发的板料成形软件，基本能够模拟车门等复杂覆盖件的冲压成型过程；沈阳铸造研究所开发的电渣熔铸工艺模拟软件已经应用在水轮机组叶片曲面造型中；合肥工业大学开发研制的双刀架数控车加工模拟已应用于马鞍山钢铁车轮轮箍厂。从应用实践看，航天、航空、汽车等高端制造领域已实现初步应用。中国商飞研发出虚拟现实仿真系统，用于新型民机的预先研究评估和关键技术攻关。问题分析我国制造领域虚拟现实技术应用的突出瓶颈数字化产品集成模型技术：处于概念阶段产品创新支持工具不丰富：缺乏创新设计支持系统、知识结合工具、交互式外型设计技术集成工具、支持逆向设计工具产品数字化技术不成熟：数据组织和管理体系、应用软件集成。仿真建模制造有待突破：虚拟加工、虚拟装配、虚拟测试未来需求趋势分析增强现实在智能制造中的融合应用引爆点之三：教育应用环节虚拟学