[摘 要]從20世紀(jì)60年代出現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)原型機(jī)以來(lái)，虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的難關(guān)被逐步攻克，到2015年、2016年，虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)初步成型，投資與需求也呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在技術(shù)上一脈相承，但在應(yīng)用場(chǎng)景、發(fā)展勢(shì)頭上卻大相徑庭。虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開(kāi)創(chuàng)了一種全新的人機(jī)交互方式，其創(chuàng)新潛力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步完善、內(nèi)容的逐步豐富，以及用戶(hù)體驗(yàn)的逐漸改善，虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將被普及，并推動(dòng)許多其他領(lǐng)域的創(chuàng)新與變革。

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實(shí)；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；技術(shù)普及；行業(yè)發(fā)展；創(chuàng)新潛力

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.12.029

1 虛擬現(xiàn)實(shí)vs增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR），是綜合利用傳感、仿真、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接口等技術(shù)，在硬件設(shè)備上生成可交互的三維環(huán)境，從而提供沉浸感覺(jué)的一門(mén)交叉技術(shù)前沿學(xué)科。其中，設(shè)備生成的、可交互的三維環(huán)境稱(chēng)為虛擬環(huán)境（Virtual Environment，VE）。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR），是虛擬與現(xiàn)實(shí)的連接入口，與虛擬現(xiàn)實(shí)主張的虛擬世界沉浸不同，為了達(dá)到更震撼的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)體驗(yàn)，AR注重的是虛擬與現(xiàn)實(shí)的連接?！癆R”的定義很廣泛，技術(shù)種類(lèi)眾多，目前主流的“AR”是指通過(guò)設(shè)備識(shí)別判斷（二維、三維、GPS、體感、面部等識(shí)別物），將虛擬信息疊加在以識(shí)別物為基準(zhǔn)的某個(gè)位置，并顯示在設(shè)備屏幕上，可實(shí)時(shí)交互虛擬與現(xiàn)實(shí)世界的技術(shù)。其中，識(shí)別、虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn)。

從技術(shù)上看，可以說(shuō)，從以“建構(gòu)現(xiàn)實(shí)”為目標(biāo)的VR技術(shù)到以“復(fù)歸現(xiàn)實(shí)”為宗旨的AR技術(shù)，兩者一脈相承且緊密相關(guān)，它們都是基于肢體語(yǔ)言——頭部或手部運(yùn)動(dòng)來(lái)控制系統(tǒng)，且都可以被視為推動(dòng)新型人機(jī)交互形態(tài)的技術(shù)因素。

從目前的應(yīng)用來(lái)看，VR和AR則有著完全不同的應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)。VR讓用戶(hù)沉浸在想象的或者模擬的世界中，可以同時(shí)服務(wù)于企業(yè)和消費(fèi)者，其硬件設(shè)備主流生產(chǎn)商來(lái)自O(shè)culus、Sony PlayStationVR、HTCVive和 Samsung Gear VR；AR目前則向著服務(wù)企業(yè)的方向發(fā)展，其硬件設(shè)備主流生產(chǎn)商來(lái)自Microsoft HoloLens、Google Glass和Magic Leap。當(dāng)然，也有些領(lǐng)域兩個(gè)技術(shù)都可以應(yīng)用，如電子游戲領(lǐng)域，盡管目前大部分電子游戲以VR開(kāi)發(fā)為主，但Microsoft HoloLens正在開(kāi)發(fā)AR游戲——Minecraft。

從目前的發(fā)展來(lái)看，高盛2016年1月發(fā)布的虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)報(bào)告——Virtual & Augmented Reality：Understanding the Race for the Next Computing Platform指出：目前，軟件應(yīng)用有75%來(lái)自VR，只有25%來(lái)自AR。盡管VR和AR在技術(shù)上都還需要不斷地完善，但AR有更多技術(shù)難題需要攻克，例如在顯示技術(shù)問(wèn)題和對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的實(shí)時(shí)信息處理校準(zhǔn)方面的問(wèn)題等。并且考慮到VR技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展勢(shì)頭以及基本成型的整合了供應(yīng)商和合作者的生態(tài)系統(tǒng)，VR目前的發(fā)展要比AR好。

2 虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2014年，F(xiàn)acebook耗資20億美元收購(gòu)Oculus，成為行業(yè)內(nèi)的轟動(dòng)事件。此后，全球越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始涉足VR/VR領(lǐng)域，市場(chǎng)逐漸呈現(xiàn)規(guī)模爆發(fā)之勢(shì)。2016年，大量頭戴眼鏡盒子、外接式頭戴顯示器等VR設(shè)備進(jìn)一步向消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)拓展。百思買(mǎi)、亞馬遜等網(wǎng)站最新信息顯示，Sony擬于2016年10月發(fā)售的PlayStation VR在接受預(yù)定后不久就被預(yù)訂一空，Oculus Rift和HTC Vive的預(yù)訂在正式開(kāi)訂后幾分鐘內(nèi)就被消費(fèi)者秒搶。消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)HMD產(chǎn)品的追捧無(wú)疑會(huì)加速整個(gè)VR/VR行業(yè)的發(fā)展。VR/VR行業(yè)目前的發(fā)展情況梳理如下。

2.1 投資熱度持續(xù)走高

國(guó)外主要大公司對(duì)VR/AR均有投資行為，投資規(guī)模也非常龐大。如，微軟1.5億美元買(mǎi)下81項(xiàng)虛擬現(xiàn)實(shí)專(zhuān)利；Facebook在2015年陸續(xù)收購(gòu)視覺(jué)公司Surreal Vision、13th Lab，手勢(shì)控制技術(shù)公司Nimble VR，游戲開(kāi)發(fā)引擎公司RakNet等；Google先后投資了Magicleap、立體聲技術(shù)團(tuán)隊(duì)Thrive Audio、VR場(chǎng)景公司AltspaceVR、VR游戲開(kāi)發(fā)商Resoulti on Gameshou，以及VR渲染能力制造商Skillman & Hackett；蘋(píng)果公司則在2016年收購(gòu)了VR應(yīng)用開(kāi)發(fā)商Metaio和面部捕捉技術(shù)公司Faceshift。

國(guó)內(nèi)，不斷有新的VR天使投資基金、A輪投資基金，以及并購(gòu)型基金成立。從2015年11月國(guó)內(nèi)二級(jí)市場(chǎng)第一次熱炒VR概念股，大量投資二級(jí)市場(chǎng)的資本機(jī)構(gòu)開(kāi)始關(guān)注并接入VR。國(guó)內(nèi)不少先期進(jìn)入VR領(lǐng)域的企業(yè)，均獲得了資本的青睞，暴風(fēng)魔鏡A輪拿到了1000萬(wàn)美元的融資，成為背書(shū)最為雄厚的VR企業(yè)。睿悅、樂(lè)相科技、3Glasses在內(nèi)的企業(yè)B輪融資額度均接近億元。

據(jù)CB Insights數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)外近兩年的融資仍以早期階段融資為主，體現(xiàn)出本行業(yè)的初生狀態(tài)與未來(lái)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。一份更長(zhǎng)年度的數(shù)據(jù)顯示，資本在有關(guān)工業(yè)、商業(yè)、硬件設(shè)備領(lǐng)域的投資熱度遠(yuǎn)高于游戲領(lǐng)域。這或許表明，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)行業(yè)從起步開(kāi)始，就在尋找消費(fèi)級(jí)與企業(yè)級(jí)服務(wù)的雙向突破與并行機(jī)會(huì)。

2.2 全球大企業(yè)競(jìng)相進(jìn)入

全球大企業(yè)爭(zhēng)相進(jìn)入VR/AR領(lǐng)域。比如，微軟直接推出VR+AR設(shè)備HoloLens；蘋(píng)果既有投資行為，也有將其手機(jī)、AppStore等與VR結(jié)合的業(yè)務(wù)；國(guó)外已有團(tuán)隊(duì)推出了適用于iPhone6系列手機(jī)的VR設(shè)備。到目前為止，全球100強(qiáng)企業(yè)已有超過(guò)一半涉足VR領(lǐng)域，或有投資行為，或直接將VR與業(yè)務(wù)結(jié)合。其中，投入VR/AR的國(guó)際科技巨頭如下表所示。

2.3 用戶(hù)認(rèn)知不斷提升

歐美地區(qū)對(duì)VR/AR的認(rèn)知較早。2015年11月，Touchstone Research（線(xiàn)上市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)）和Greenlight VR（虛擬現(xiàn)實(shí)情報(bào)分析公司）共同完成的美國(guó)市場(chǎng)用戶(hù)調(diào)查顯示：10%的受訪(fǎng)者表示自己很了解VR/AR，80%的受訪(fǎng)者表示知道VR技術(shù)；國(guó)外超市銷(xiāo)售渠道反饋，VR設(shè)備已可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)銷(xiāo)售。

國(guó)內(nèi)對(duì)VR/AR的認(rèn)知要晚些。近一年國(guó)內(nèi)VR/AR設(shè)備銷(xiāo)售數(shù)字顯示，國(guó)內(nèi)對(duì)VR概念有所認(rèn)識(shí)的用戶(hù)有1000萬(wàn)人以上，用戶(hù)的認(rèn)知主要是借助線(xiàn)下VR體驗(yàn)店和手機(jī)VR頭盔兩個(gè)途徑；體驗(yàn)過(guò)VR內(nèi)容的用戶(hù)有200萬(wàn)人以上；MagicLeap的宣傳文案、奇幻咔咔在微信用戶(hù)群的傳播是影響大眾對(duì)AR認(rèn)知的主要途徑。

2.4 產(chǎn)業(yè)鏈條基本成型

虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)鏈由硬件、軟件和產(chǎn)品三部分組成。硬件方面，可以分為基礎(chǔ)、應(yīng)用、終端三個(gè)級(jí)別。基礎(chǔ)硬件包括傳感器、芯片（CPU、Wi-Fi、存儲(chǔ)等）、顯示屏、GPU（顯示芯片）、材料等對(duì)VR/AR構(gòu)成基本物質(zhì)支持的硬件；應(yīng)用硬件包括大量傳統(tǒng)操控設(shè)備，以及對(duì)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、肌肉、腦電等進(jìn)行感官模擬，動(dòng)作模擬等應(yīng)用層面的信號(hào)模擬硬件；終端硬件指提供給用戶(hù)使用的終端設(shè)備，包括綜合設(shè)施以及一些簡(jiǎn)單的娛樂(lè)設(shè)施。軟件方面，同樣可以劃分為基礎(chǔ)、應(yīng)用和終端三個(gè)層面。詳情如圖1至圖3所示。

圖1 VR/AR產(chǎn)業(yè)圖譜

圖2 VR/AR硬件圖譜

圖3 VR/AR軟件圖譜

以上產(chǎn)業(yè)鏈條的具體發(fā)展情況如下：

芯片端方面：ARM積極推進(jìn)芯片層面支持，GPU廠(chǎng)商已經(jīng)全面進(jìn)入；

程序語(yǔ)言方面：出現(xiàn)為VR設(shè)計(jì)的程序語(yǔ)言，產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)扎實(shí)；

引擎方面：Unity 5.1加入對(duì)VR的支持，多家引擎公司宣布進(jìn)入VR；

操作系統(tǒng)方面：谷歌、三星基于VR安卓版本的研發(fā)與系統(tǒng)優(yōu)化逐漸成熟，更多包括基于Windows 10的VR 操作系統(tǒng)正在或即將推出；

工具方面：各種類(lèi)型內(nèi)容編輯器、交互/聲音SDK已經(jīng)出現(xiàn)；

內(nèi)容方面：VR游戲作品日漸成熟，更多行業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品在研發(fā)中；

渠道方面：出現(xiàn)不少內(nèi)容分發(fā)平臺(tái)，硬件銷(xiāo)售渠道正在建立；

資本方面：國(guó)內(nèi)外新成立眾多VR/AR基金，各種資本機(jī)構(gòu)推出VR/AR研究報(bào)告；

平臺(tái)方面：出現(xiàn)了針對(duì)C端用戶(hù)和B端開(kāi)發(fā)者的在線(xiàn)虛擬平臺(tái)；

由此可見(jiàn)，VR/AR產(chǎn)業(yè)從產(chǎn)品、資本、市場(chǎng)，到渠道、客戶(hù)、用戶(hù)，盡管部分鏈條才剛剛建立，但整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條已然具備。

2.5 軟硬件技術(shù)仍未成熟

2.5.1 硬件技術(shù)

目前開(kāi)發(fā)以及投放到市場(chǎng)上的主要VR/AR硬件設(shè)備的情況如下。

PC式VR方面：VR頭顯的硬件技術(shù)仍在不斷完善中，分辨率、刷新率、可視角度是VR頭顯三大性能指標(biāo)，人體工學(xué)因涉及用戶(hù)佩戴是否舒適問(wèn)題，也異常重要?，F(xiàn)有的VR頭顯技術(shù)使設(shè)備顯得臃腫，用戶(hù)體驗(yàn)欠佳，一些企業(yè)正在嘗試投影式VR頭顯方式。目前，以O(shè)culus、HTC/Valve、索尼為代表的三家廠(chǎng)商是VR頭顯設(shè)備的“領(lǐng)頭羊”，部分科研機(jī)構(gòu)正在研發(fā)更適合VR的鏡片。

移動(dòng)VR方面：總體來(lái)講，移動(dòng)VR設(shè)備尚需重大改進(jìn)。三星與Oculus聯(lián)手，在移動(dòng)端的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。國(guó)內(nèi)公司小鳥(niǎo)看看在2015年12月發(fā)布的Pico1設(shè)備，直接配有觸摸板，并采取藍(lán)牙方式與手機(jī)聯(lián)結(jié)，可算是一次重大創(chuàng)新。

VR一體機(jī)方面：目前國(guó)內(nèi)外所出產(chǎn)的量產(chǎn)級(jí)一體機(jī)設(shè)備，因受性能、材質(zhì)等的限制，還不能達(dá)到消費(fèi)級(jí)體驗(yàn)的要求，需要進(jìn)一步提升設(shè)備性能，改良用戶(hù)佩戴體驗(yàn)。

交互設(shè)備方面：用于VR內(nèi)容交互的設(shè)備呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)。目前，動(dòng)捕設(shè)備成熟化較快，成本下降也快；LeapMotion、Omni等被大眾關(guān)注的交互設(shè)備因缺乏成熟產(chǎn)品，未投入實(shí)用；肌電模擬、眼球追蹤等交互設(shè)備成為科技新亮點(diǎn)，但仍然處于探索與研究過(guò)程中，成熟尚需時(shí)日。

2.5.2 軟件技術(shù)

基礎(chǔ)程序語(yǔ)言、顯示技術(shù)、引擎、開(kāi)發(fā)工具等軟件技術(shù)對(duì)VR的支持剛剛開(kāi)始，需要開(kāi)發(fā)者以全新的理念來(lái)考慮內(nèi)容制作與策劃。高沉浸感、低眩暈技術(shù)需要不斷完善。

2.6 平臺(tái)與生態(tài)建設(shè)受到業(yè)界重視

國(guó)外，三星依靠GearVR成立了自己的移動(dòng)應(yīng)用商店；Oculus依托硬件在做自己的內(nèi)容平臺(tái)； HTC也宣稱(chēng)要推出自己的內(nèi)容服務(wù)平臺(tái)；AltspaceVR、WeVR、Improbable、High Fidelity等或服務(wù)于開(kāi)發(fā)者，或服務(wù)于用戶(hù)，也成為了著名的內(nèi)容平臺(tái)。

國(guó)內(nèi)，早期推出VR頭顯設(shè)備的企業(yè)，大多轉(zhuǎn)向了平臺(tái)方向，如：樂(lè)視、愛(ài)奇藝發(fā)布了自己的VR App，要在VR端占據(jù)視頻流量入口；騰訊聲稱(chēng)企業(yè)的VR戰(zhàn)略就是平臺(tái)與生態(tài)；較早進(jìn)入VR領(lǐng)域的南京睿悅信息，依托交互SDK建立起了自己的平臺(tái)與生態(tài)體系。

3 虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)能夠普及的關(guān)鍵因素

縱觀(guān)歷史上新科技的發(fā)展歷程，包括PC、3D電影、智能手機(jī)、谷歌眼鏡、PDA、Applewatch、3D打印，凡是最后普及成功的新科技都有兩個(gè)相同點(diǎn)：①抓住需求痛點(diǎn)，沒(méi)有更適合的替代品；②硬件瓶頸突破，主流設(shè)備價(jià)格可控。

從第①點(diǎn)來(lái)看，VR/AR開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新的人機(jī)交互方式。人機(jī)交互從最開(kāi)始的命令行窗口，到后來(lái)的Win系統(tǒng)圖形界面，發(fā)展到現(xiàn)在廣泛使用的觸摸交互。大眾熱愛(ài)智能手機(jī)是因?yàn)橛|屏讓使用更加方便，而VR/AR技術(shù)則把這種便捷性推向更高的可能，因?yàn)樗试S人們用肢體語(yǔ)言控制設(shè)備，并體驗(yàn)到3D效果，實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的交互，這種真實(shí)的體驗(yàn)感會(huì)成為VR/AR發(fā)展的一個(gè)非常大的驅(qū)動(dòng)因素。

從第②點(diǎn)來(lái)看，目前所有主流制造商的VR/AR產(chǎn)品，價(jià)格都比較昂貴。這是因?yàn)椋弘m然VR/AR頭戴式設(shè)備與智能手機(jī)有著很多相似的組件，例如，顯示器、運(yùn)動(dòng)傳感器、處理器、存儲(chǔ)器以及無(wú)線(xiàn)連接設(shè)備。但是，VR/AR設(shè)備也有其特有的組件，如3D鏡頭和定位系統(tǒng)，而這些特有組件是目前VR/AR設(shè)備價(jià)格居高不下的原因。不過(guò)，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和VR/AR技術(shù)的快速發(fā)展，一方面，頭戴式設(shè)備生產(chǎn)商將能通過(guò)獲得更多市場(chǎng)份額來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格；另一方面，就像個(gè)人電腦和智能手機(jī)每年以5%～10%的幅度逐漸降價(jià)一樣，VR/AR設(shè)備也會(huì)因?yàn)?D鏡頭、定位系統(tǒng)、CPU、電子屏幕、鏡片、電路設(shè)備等技術(shù)瓶頸的突破，以及成本的降低而以更低廉的價(jià)格普及大眾。

綜合以上兩點(diǎn)，不難推出，隨著技術(shù)壁壘的攻克，用戶(hù)體驗(yàn)的改善，以及內(nèi)容和應(yīng)用程序的發(fā)展，VR/AR技術(shù)有能力跳出小眾市場(chǎng)，像智能手機(jī)一樣無(wú)處不在。技術(shù)總是從小眾市場(chǎng)起步，逐步發(fā)展成為平臺(tái)的。例如，統(tǒng)治音樂(lè)市場(chǎng)的iPod，在加入蜂窩技術(shù)后發(fā)展成了iPhone之后，第三方應(yīng)用程序登錄智能手機(jī)，為消費(fèi)者和企業(yè)開(kāi)辟了全新的市場(chǎng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，如果VR/AR設(shè)備能像眼鏡一樣輕便，那么它也同樣能把多種設(shè)備合一，形成手機(jī)、電腦、VR/AR設(shè)備三足鼎立的局面。

4 結(jié) 論

在良好的市場(chǎng)預(yù)期與資本的推動(dòng)下，VR/AR有望很快突破行業(yè)發(fā)展瓶頸，并改變整個(gè)商業(yè)模式和人們的行為方式，成為下一個(gè)風(fēng)口。這可以從需求端、供給端兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行理解。

（1）需求端：無(wú)論是產(chǎn)業(yè)級(jí)市場(chǎng)，還是消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，真實(shí)場(chǎng)景的體驗(yàn)需求成為 VR/AR需求的重要驅(qū)動(dòng)因素。VR/AR產(chǎn)品可以匹配更高層次的需求實(shí)現(xiàn)，同時(shí)其核心功能上具有不可替代性，手勢(shì)識(shí)別、動(dòng)作捕捉等變革性的交互方式及沉浸性，決定了其在某些領(lǐng)域存在著不可替代的需求。

（2）供給端：技術(shù)進(jìn)步將使產(chǎn)品從笨重到輕便發(fā)展，并大幅提升用戶(hù)體驗(yàn)；市場(chǎng)的擴(kuò)大會(huì)帶來(lái)成本的大幅降低，從而使硬件普及，并出現(xiàn)顛覆性產(chǎn)品；資本扶持會(huì)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，使內(nèi)容不斷豐富，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，從而形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展正向循環(huán)。

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[基金項(xiàng)目]本文系2016—2017年度蘇州市“高技能人才培養(yǎng)研發(fā)”市級(jí)課題“蘇州‘智能制造人才現(xiàn)狀與培養(yǎng)對(duì)策研究”（項(xiàng)目編號(hào)：GJNP201604）的階段性研究成果。

[作者簡(jiǎn)介] 張梅燕（1978—），女，回族，江蘇豐縣人，蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。研究方向：智慧城市。