虚拟现实，元宇宙的接入口，开启下一代交互方式变革

元宇宙概念最早起源于 1992 年的科幻小说《雪崩》，定义为一个平行于现实世界的虚拟 世界。2021 年元宇宙第一股 Roblox 上市，并在招股书中定义元宇宙涵盖“身份、朋友、 沉浸感、低延迟、多元化、随地、经济、文明”八大特性，与之同时，众多国内外名家 对元宇宙概念展开讨论，元宇宙关注度持续提升。综合海内外名家讨论，我们认为，元 宇宙是虚实融合、万物互联的庞大生态文明系统，它将在核心技术创新的路径上持续迭 代，不断改变人类的生活方式，实现游戏、社交等泛娱乐场景到其它现实场景的全方位 沉浸化。尽管我们无法预判元宇宙的终局形态，但在此路径上的一切变革或将孕育通向 全新数字化时代的投资主题。

交互技术是元宇宙的底层技术之一，XR 开启下一代交互方式变革。根据《元宇宙通证》， 人工智能、电子游戏、交互技术、区块链、物联网、网络及运算为元宇宙的六大底层技 术。交互技术是实现元宇宙沉浸感的基石，伴随算力、通讯技术、显示技术的全面升级， 虚拟现实以 XR 头显作为交互入口，带来更拟真、更沉浸式的交互新体验，有望在虚拟 三维空间中给文娱、工业、消费等多个领域带来全新变革。其中，XR 头显及其配套外设 将通过眼球追踪、动作捕捉、触觉反馈、方向追踪、光学跟踪等全新技术，实现平面交 互到空间交互的跨越，有望作为接力 PC、智能手机后的新一代交互终端。

从行业发展进程来看，VRAR 产业在经历 2016-2019 年的行业低谷期后，于 2020 年 实现稳步发展。根据技术成熟度曲线，在新技术发展早期，公众关注度持续提升，由于 技术建设不及预期导致关注度达到峰值后泡沫破灭；而随着市场出清、技术改进且潜力 被市场所认可，该技术将步入复苏增长期。

（1）技术萌芽期（1968-2012）：VR 技术初步进入大众视野。1968 年哈佛电气工程 副教授发明了首款头戴式显示设备，能够将简单线框图转换为 3D 效果，为 VR 眼镜的雏 形。随后 1990s 出现 VR 热潮，各大媒体争相报道，Sega、Forte、任天堂、Philips 等公 司陆续推出VR 眼镜，但由于算力、显示技术不足热潮快速褪去，早期任天堂出品的 Virtual Boy 单眼分辨率仅为 384*224。

（2）期望膨胀期（2012-2016）：大批企业入局，2016 年为 VR 元年。2012 年 Oculus Rift 消费级版本问世（众筹超过 250 万美元）开启新一轮 VR 热潮。2014 年 Facebook 以 20 亿美元收购 Oculus，2015 年起 HTC Vive、三星、索尼开始陆续推出自研 VR 设备。 2016 年成为 VR 元年，硬件设备趋于多元化。

（3）低谷期（2016-2019）：淡出大众视野，头部公司蓄力。由于早期 VR 设备价格持 续高企、技术（初级沉浸阶段）仍无法满足消费者体验，自 2017 年开始 VR 逐步淡出大 众视野，缺乏竞争力的中小企业加速出清。在此期间 Oculus Rift、HTC VIVE、PSVR 等 PCVR 产品仍为主力机型，产品不断迭代但未有全新现象级产品诞生。但与之同时，低谷 期头部科技大厂仍加码对产业中优质企业的投资，积累技术实力与内容矩阵；优质国内 硬件厂商如 Pico、大朋 VR 亦持续获得资金支持。

（4）复苏稳定期（2019-至今）：伴随着头部厂商的技术与内容积累，现象级终端 Quest2、 内容《BeatSaber》《HalfLife: Alyx》上线，VR 打开海外消费级市场，头显步入量产阶段。 VRAR 产业关注度持续回升，投融资加速、生态渐成，未来有望在技术+内容驱动下完善 生态、提升用户体验，以此实现渗透率的持续提升。

VR 或率先展翅，AR/MR 蓄势待发。对比 VR、AR 来看：（1）技术层面，VR、AR 在显 示、感知交互、内容制作等底层技术方面存在共性，但 AR 需借助摄像头实现与现实的 交互，整体技术难度更高且当前成熟度落后于 VR；（2）应用层面，封闭式虚拟现实 VR 多使用在文娱应用场景，AR 与现实交融后能扩大交互范围和应用场景，包括工业、军事 等垂直应用领域。随着 VR 底层技术逐步迭代，AR/MR 有望不断突破技术难点，打开更 广阔的应用空间。

虚实空间融合是元宇宙重要特征

2021年，全球虚拟现实行业融资并购金额556亿元，同比增长128%；中国虚拟现实行业融资并购金额181.9 亿元，同比增长近800%。面对虚拟现实行业热度大幅提升，赵沁平在出席虚拟现实制造业技术创新战略联盟2022年度工作会议暨VR产业创新高峰论坛时指出，业界必须认识到，虚拟现实技术仍面临许多问题和挑战。

赵沁平首先用“四多四少”来总结虚拟现实技术系统性科研方面的不足。一是技术研发单点创新多、系统性的突破少；二是应用研发多，基础性的突破创新少；三是娱乐性运用多，战略性行业的运用少；四是视觉展示体验多，交互式的体验少。

其次，优质的虚拟现实内容也相对缺乏。赵沁平认为，内容产出量少，频度不够，是影响市场规模的重要原因之一。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。

最后，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。

在赵沁平看来，5G的普及，将部分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较为快速的进展。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，到智能行为模型的进阶。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。虚拟现实将从3I虚拟现实1.0跨入4I虚拟现实2.0时代。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。

赵沁平强调，虚实空间的融合是虚拟现实产业下一步发展的重要趋势，也是当下火热的元宇宙的重要特征之一。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，成为一种虚实贯通的混合空间，将物联网发展成为新一代的数字孪生网，有望大幅提升各行业的生产和服务运行效能。

推动虚拟现实集约化发展

对于推动虚拟现实集约化发展，构建数字经济新引擎，赵沁平提出了五方面建议：

第一，立足技术创新，推进前沿技术研究。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。依托企业和高校科研院所组织产学研联合攻关，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体系，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等。

第三，加快技术推广应用，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，围绕工业制造、医疗健康、文教娱乐等重点行业和特色领域应用的需求，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，培育产业生态，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，包括芯片与器件产业，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 服务产业等。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。

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。赵沁平强调，一方面，我们要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重大突破，抢占科技创新制高点；另一方面，要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创新，培育一批具有国际影响力、市场竞争力的品牌企业。

文章来源： 未来智库，中国电子报