华侨网 金融财经 前沿技术引领 产业实打实发展(创新驱动 开辟新领域③)

前沿技术引领 产业实打实发展(创新驱动 开辟新领域③)

  游客在黑龙江哈尔滨冰雪元宇宙体验中心体验“雪地飞车”项目。
  新华社记者 张 涛摄

  习近平总书记指出,要加快新能源、人工智能、生物制造、绿色低碳、量子计算等前沿技术研发和应用推广,支持专精特新企业发展。

  作为新一代信息技术的前沿方向、数字经济的前沿领域,近年来,以AR(增强现实)、VR(虚拟现实)等为代表的XR(扩展现实)技术及相关产业方兴未艾。当前我国的XR技术的现状如何?在哪些新领域落地应用?发展前景如何?记者进行了采访。

  以虚拟现实、增强现实等为代表的扩展现实产业发展迅速

  在虚拟电站中,通过AR将丰富的虚拟信息叠加在真实的设备上,帮助巡检工人更高效地检查设备状态、识别设备故障;戴上VR眼镜,就能和远在另一个城市的好友远程打一场乒乓球,击拍、回拍,几乎感受不到时延。

  一般说来,扩展现实是一个综合性的概念,指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真实与虚拟组合、可人机交互的环境和其中的内容,包括VR、AR和MR(混合现实)。

  VR、AR、MR虽然都为用户提供虚拟体验服务,但在技术上有一定差异:VR是利用计算机模拟创建一个三维空间的虚拟世界,提供视景和实体行为的系统仿真;AR可理解为“真实世界+数字化信息”,是一种将计算机构建的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景之上的技术;MR是指合并了现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境,用户可在其中与物理对象、数字对象共存,并实时互动。

  就成熟度而言,当前以虚拟现实、增强现实等为代表的扩展现实产业发展迅速,技术、市场应用发展较快。其中,我国虚拟现实产业初步构建起以技术创新为基础的生态体系,正迈入以产品升级和融合应用为主线的发展窗口期。数据显示,2019年至2021年,我国虚拟现实市场规模从282.8亿元增长至583.9亿元,预计今年将突破1000亿元。

  记者在山东潍坊高新区元宇宙科创产业园看到,这里集聚了上百家从事硬件生产、软件开发、内容制作的创新企业,产业生态圈逐渐形成。

  园内的新科视典(山东)数字科技有限公司已开发多个基于虚拟现实技术打造的教育、文旅项目,把课堂、展厅“搬进”了虚拟现实空间。“过去,我们在互联网上进行信息交互,更多是在个人电脑或移动端上,而虚拟现实等技术正给我们提供一个新的入口。”新科视典联合创始人李强说,“扩展现实是高度多元化的新产业,硬件能力要提升,软件和内容也需要提升,包括存储、运算、网络等,任何一个环节出现短板,都会影响用户的整体体验。”

  “融合、交互、协同”是新一代信息技术发展的突出特点,也是带动扩展现实相关产业飞跃的关键词,既包括与互联网、大数据、云计算、人工智能、5G的融合创新,也包括硬件、软件、内容方面的协同创新。

  “比如,VR在硬件、软件、内容上是一种耦合共生、互相促进的关系。硬件技术和性能上的提升,会带动软件研发和内容制作上的高帧率、高清渲染、高沉浸度,给用户更好的使用体验;软件、内容上的丰富和应用场景的拓展也有助于带动行业发展,扩大硬件设备的市场需求,促进硬件技术的突破和提升。”智能穿戴设备企业PICO的消费市场负责人易煊说。

  易煊说:“在技术特性上,VR需要通过计算机图形学、人机交互、近眼显示等多个技术领域的结合来实现,这就需要研发者深入了解这些技术,并在其中找到连接点和创新点。”

  技术创新对扩展现实产业发展至关重要

  走进位于山东省潍坊市的歌尔股份有限公司,光波导、折叠光路、自由曲面……搭载着各种声、光、电新技术的VR、AR设备佩戴起来轻便舒适,显示清晰。AR眼镜可以使佩戴者同时看到物理世界与数字对象,需要新型的光学显示技术。

  “以光波导技术为例,要在一个外观像普通眼镜的镜片上显示图像,需要在镜片上做复杂的微纳光学结构,通过光学技术把微型显示屏的图像信号传导到人眼中来,这背后要利用光的衍射效应、纳米压印加工等非常复杂的原理和工艺,属于高精尖的技术。” 歌尔股份产品经理李双龙说。

  一副与普通眼镜重量差不多的AR眼镜,需要用到非常多的减重和小型化技术。李双龙介绍:“AR眼镜是要长时间佩戴的,所以轻便、小巧是很重要的需求。以前用的大部分材料是塑胶、镁合金,我们研发、应用了碳纤维材料和新型轻金属材料,能够减重30%以上;在缩小体积方面,用到了高度集成的系统级封装技术,在集成复杂功能的同时,使体积更小。”

  技术上的创新对于扩展现实产业发展至关重要。歌尔股份营销副总裁常刚认为,VR、AR设备是多技术、多感知交互融合的系统性平台产品,在光学、声学、材料、封装技术等方面都有很高的要求。近年来,以近眼显示技术、关键器件制造为代表的技术突破,明显改善了VR、AR设备佩戴的舒适性。压缩屏幕到人脸距离的同时,能够保持画面、声音的清晰度,提升了用户体验。

  追踪定位、感知交互等技术也是扩展现实产业突破的方向。“PICO在这些方面加大研发投入力度,取得了积极进展。在新产品中我们配置了毫米级精度和毫秒级延时的空间定位技术。后续还会在眼动追踪、面部追踪、自动瞳距调节等功能上有更进一步的升级。”易煊说。

  “虚拟世界中,三维数据是最基础的数据,就像搭积木一样,没有数据支撑,VR、AR等就会成为空中楼阁。”据景致三维元宇宙产业研究院负责人王文新介绍,扩展现实产业的发展,离不开基础数据支撑,因此也需要全自动3D图像采集便携设备、快速低成本建模应用软件等数据工具的创新研发。

  融合应用的创新生态正在形成

  截至2022年底,已有20多个省份发布虚拟现实产业相关建设规划。近年来,各地各部门持续加强政策支持和规划引领,工信部等先后出台《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》等,助力相关产业快速发展。据赛迪研究院预测,2025年国内虚拟现实产业规模有望超2500亿元。

  一方面,VR、AR、MR等领域创新活跃;另一方面,更需要持续创新。联想集团较早开始布局AR研发,并将虚实映射、虚实叠加、虚实联动等技术应用于生产、维修等各个环节,提升产业智能化水平;浪潮集团2022年发布了服务于大规模、高复杂、高逼真数字场景协同创建的服务器……随着企业创新主体的不断发力,扩展现实产业发展的技术基础日益夯实,融合应用的创新生态正在形成。

  同心视界智能科技有限公司成立于2017年,布局研发量子点显示材料,向产业链核心环节进军。“量子点显示材料主要应用于QLED显示技术,将解决VR、AR显示屏幕画质不清晰、眩晕等问题。”公司总经理张培顺说,“在高科技行业,竞争非常激烈,我们必须积极抢占技术制高点。”

  技术是“虚拟”的,产业发展却是实打实的。2023年2月,潍坊出台《潍坊市打造元宇宙技术创新与产业之都行动计划(2023—2026年)》,从产业技术攻关、产业链条延伸等五方面发力,推动产业链上下游协调发展,打造结构合理、生态完善的产业体系。

  产学研用高效协同、大中小企业融通的创新体系在加快构建。在潍坊,已形成了以歌尔股份为“链主”企业,共达电声、华光光电等为骨干的消费电子产业链、光电产品产业链。当地60所职业院校有近半开设了“元宇宙”相关专业,依托院校打造的山东省虚拟现实实训基地每年培养相关人才1200余人。

  《 人民日报 》( 2023年03月27日 19 版)

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