1、虚拟现实相关概述（一）虚拟现实定义虚拟现实（Virtual Reality） 。虚拟现实简称 VR，指的是利用计算机技术模拟产生三维的虚拟世界，让使用者及时、没有限制地感知虚拟空间内的事物，利用视觉、听觉、触觉等对人体进行全方位欺骗，达到让使用者“身临其境”的效果，形成良好的沉浸感。图表 虚拟现实技术基本原理数据来源：产研智库（二）虚拟现实发展特征虚拟现实（VR）是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让用户如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物并产生互动。用户进行位臵移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的三维世界视频传回产
2、生临场感。虚拟现实需具备以下几个特征：图表 虚拟现实重要特征数据来源：产研智库二、虚拟现实的类型分类的标准不同，VR 的种类也就不同。根据目前的发展来看，最常见的 VR 分类标准是按照其功能高低来进行划分。大体可分为 4 类：桌面式 VR、沉浸式 VR、分布式VR、增强现实性 VR（AR ） 。（一）桌面式虚拟现实桌面虚拟现实系统（Desktop VR）基本上是一套基于普通 PC 平台的小型桌面虚拟现实系统。使用个人计算机（PC）或初级图形 PC 工作站去产生仿真，计算机的屏幕作为用户观察虚拟环境的窗口。用户坐在 PC 显示器前，戴着立体眼镜，并利用位置跟踪器、数据手套或者 6 个自由度的三维
3、空间鼠标等设备操作虚拟场景中的各种对象，并可以在360范围内浏览虚拟世界。然而用户是不完全投入的，因为即使戴上立体眼镜，屏幕的可视角也仅仅是 20-30之间，仍然会受到周围现实环境的干扰。有时为了增强桌面虚拟现实系统的投入效果，在桌面虚拟现实系统中还会借助于专业的投影机（RGB） ，达到增大屏幕范围和多数人观看的目的。图表 桌面虚拟现实系统的体系结构数据来源：产研智库桌面虚拟现实系统虽然缺乏头盔显示器的投入效果，但已经具备了虚拟现实技术的技术要求，并且其成本相对低很多，所以目前应用较为广泛。例如，高考结束的学生在家里可以参观未来大学里的基础设施，如学校里的虚拟校园、虚拟教室和虚拟实验室等；虚拟
4、小区、虚拟样板房不仅为买房者带来了便利，也为商家带来了利益。桌面虚拟显示系统主要用于计算机辅助设计、计算机辅助制造、建筑设计、桌面游戏、军事模拟、生物工程、航天航空、医学工程和科学可视化等领域。（二）沉浸式虚拟现实沉浸式虚拟现实即我们现在提及的虚拟现实。沉浸式虚拟现实系统（Immersive VR）是一种高级的、较理想、较复杂的虚拟现实系统。它采用封闭的场景和音响系统将用户的视听觉与外界隔离，使用户完全置身于计算机生成的环境之中，用户通过利用空间位置跟踪器、数据手套和三维鼠标等输入设备输入相关数据和命令，计算机根据获取的数据测得用户的运动和姿态，并将其反馈到生成的视景中，使用户产生一种身临其境
5、、完全投入和沉浸于其中的感觉。图表 沉浸式虚拟现实系统的体系结构数据来源：产研智库沉浸式虚拟现实系统的优点是用户可完全沉浸到虚拟世界中。例如，在消防仿真演习系统中，消防员会沉浸于极度真实的火灾场景并做出不同反应。但有一个很大的缺点是系统设备尤其是硬件价格相对较高，难以大规模普及推广。沉浸式虚拟现实主要依赖于各种虚拟现实硬件设备，如头盔显示器、舱型模拟器、投影虚拟现实设备和其他的一些手控交互设备等。参与者戴上头盔显示器后，外部世界就被有效地屏蔽在视线以外，其仿真经历要比桌面虚拟现实更可信，更真实。（三）分布式虚拟现实分布式虚拟现实系统（Distributed VR）的研究开发工作可追溯到 20
6、世纪 80 年代初。1983 年，美国国防部（DOD）制定了 SIMENT 的研究计划；1985 年，SGI 公司开发成功了网络 VR 游戏 DogFlight。到了 20 世纪 90 年代，一些著名大学和研究所的研究人员也开展了对分布式虚拟现实系统的研究工作，并陆续推出了多个实验性分布式虚拟现实系统或开发环境，典型的例子有 1990 年美国 NPS 开发的 NPSNET，1992 年美国斯坦福大学的PARADISE/Inverse 系统，1993 年瑞典计算机科学研究所的 DIVE 以及加拿大 Albert 大学的 MR 工具库，1994 年新加坡国立大学的 BrickNet 以及英国 No
7、ttingham 大学的AVIARY。分布式虚拟现实系统是一个基于网络的可供异地多用户同时参与的分布式虚拟环境。在这个环境中，位于不同物理环境位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接，使多个用户同时参加一个虚拟现实环境，通过计算机与其他用户进行交互，共享信息，并对同一虚拟世界进行观察和操作，以达到协同工作的目的。（四）增强虚拟现实增强现实（Augmented Reality） ，增强现实简称 AR，AR 是在虚拟现实的基础上发展起来的，一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术。它将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚
8、拟的物体被实时地叠加到了同一个画面或空间并在其中同时存在。在增强现实中，体验者既能看到真实世界，又能看到虚拟事物，并能将两者区分开来。三、虚拟现实产业链分析虚拟现实的出现和应用将会改变很多领域现有运行模式，在很多应用领域可以提高参与度和观看角度，给人一种全新的感受，以及来自嗅觉、听觉、视觉等方面的立体式互动。从整个产业链来看，投资机会将会出现在设备、内容、渠道、平台、应用等各个环节。虚拟现实是多种技术的综合，需与显示屏、光学、摄像头等多种技术融合发展。图表 虚拟现实产业链全景图数据来源：产研智库四、虚拟现实产业发展分析（一）国际虚拟现实产业发展状况在欧洲，英国在 VR 开发的某些方面，特别是在
9、分布并行处理、辅助设备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面，在欧洲来说是领先的。欧洲其它一些较发达的国家如：荷兰、德国、瑞典等也积极进行了 VR 的研究与应用。瑞典的 DIVE 分布式虚拟交互环境，是一个基于 Unix 的，不同节点上的多个进程可以在同一世界中工作的异质分布式系统。荷兰海牙 TNO 研究所的物理电子实验室 (TNO-PEL)开发的训练和模拟系统，通过改进人机界面来改善现有模拟系统，以使用户完全介入模拟环境。德国在 VR 的应用方面取得了出乎意料的成果。在改造传统产业方面，一是用于产品设计、降低成本，避免新产品开发的风险；二是产品演示，吸引客户争取定单；三是用于培训，在新生产设备投
10、入使用前用虚拟工厂来提高工人的操作水平。在亚洲，日本虚拟现实技术研究发展十分迅速，同时韩国、新加坡等国家也在积极开展虚拟现实技术方面的研究工作。美国是 VR 技术的发源地。美国 VR 研究技术的水平基本上就代表国际 VR 发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。（二）中国虚拟现实产业发展分析我国 VR 技术的研究起步于 20 世纪 90 年代初。随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展，VR 技术得到相当的重视。科技部和国防科工委已将 VR 技术的研究列为重点攻关项目，国内众多机构都在进行 VR 的研究和应用，取得了一系列研究成果。除了国
11、际科技巨头大力投入外，中国本土厂商也不甘落后，VR 参与者众多。目前在中国做虚拟现实的大公司可粗略分为两大类。一类是成熟行业依据老业务的软硬件优势向VR 复制。另一类是新型 VR 产业公司，包括生态型平台型公司和初创型公司。在技术突破、市值空间的预期刺激下，国内互联网巨头公司更以跑马圈地的方式将这场狂欢推向了新的高潮。腾讯在 2015 年 12 月的开发者沙龙上推出了整套 VR 方案，宣布将从设备方案、开发 SDK、开发者扶持分成计划等一系列入手布局。百度视频还上线了VR 频道，成为国内首个 VR 内容聚合平台。五、虚拟现实行业投资状况在 VR 和 AR 概念在业界被炒得如火如荼之际，大量资本
12、也开始纷纷通过并购及专利收购布局该领域。2014 年，Facebook 以 20 亿美元收购 Oculus，标志着 VR 产业进入爆发式增长阶段。通过收集 234 家虚拟现实公司的资料，涉及领域包括应用、内容、内容开发工具、平台、实景捕捉工具、VR 内容分发平台、头显以及输入硬件。数据显示，这些公司加起来有 4 万名员工，迄今已经筹集了 38 亿美元，估值高达 130 亿美元。而根据Superdata 出具的报告，仅 2014 年就已有 26 亿美元的投资投入到从事 VR、AR 业务的公司以及相关项目。投资者的高度关注将为行业的发展提供资金保障。在资本注入 VR 领域的同时，以 Facebook、微软、谷歌为代表的巨头纷纷开始在硬件、内容、软件平台与服务领域展开布局。在垂直行业方面，以游戏为代表的娱乐行业最受投资者青睐。图表 2012-2015 年虚拟现实领域投资案例数及投资金额数据来源：CB Insights六、虚拟现实商用前景随着虚拟现实硬件设备及内容制作的不断发展， 。当 VR 和 AR 终端平台渐渐成熟，随之以来的会是通信技术的升级以突破传输瓶颈及配套软件平台的整合以增强用户功能，从而达到用户体验的提升，而用户的累积将引发内容和场景生产的爆发。虚拟现实将在游戏、社交、电影、医疗、教育、军事等领域具备广阔的商业应用前景。文章来自产研智库
