中国工程院院士赵沁平:实现虚拟现实1.0到2.0的跨越,需要持续做好技术创新研发

来源:电子信息产业网

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关键词:虚拟现实

    3月31日,由中国电子信息产业发展研究院(赛迪研究院)主办的2023赛迪论坛在北京举行。在电子信息分论坛上,中国工程院院士、北京航空航天大学教授赵沁平作题为《虚拟现实助力数字化转型》的主题演讲。赵沁平指出,无论是优质虚拟现实内容缺乏,还是产业生态不够完善,很大的原因在于基础技术研发投入不足。当前虚拟现实正在从1.0向2.0阶段演进,需要更强的智能化和互通性、演变性等技术创新,这就要求我国持续进行虚拟现实研究创新,使我国率先实现跨越,引领虚拟现实和混合增强智能的发展与应用。

    虚拟现实正加速推动各行业升级换代

    虚实融合的数字体验展现了未来数字世界发展的趋势。无论是消费领域还是行业领域,“虚拟现实+”正在催生各行业生产模式变革。目前,虚拟现实已经在工业制造、航空航天、国防军事、公共安全、医疗卫生、教育培训、智慧城市、文化旅游、融合媒体、体育健康、商贸创意、演艺娱乐等众多行业和大众生活领域得到广泛应用,推动行业升级换代,形成新的大众消费体验和领域。

    赵沁平指出,虚拟现实作为数字经济的七大重要产业之一,技术谱系很宽广,发展到现在,技术体系初步形成,细分技术也在不断发展和成熟。无论是虚拟现实设备,还是计算、渲染、建模、内容生成、通信等底层技术和应用,都取得了比较好的发展,而且发展速度越来越快。

    赛迪研究院数据显示,2021年,我国虚拟现实领域投融资规模较前涨幅超过100%,2022年虚拟现实相关企业超万家;从“中国VR50强企业”年销售额分布情况看,2021年,年销售额超过1亿元的企业占比首次超过50%,2022年则增长到28家。据预测,2025年我国虚拟现实产业规模将超过2500亿元。

    补齐产业发展短板要向“基础研究创新”要答案

    “无论是虚拟现实产业也好,还是虚拟现实技术发展也好,目前我国还存在一些问题,特别是和美国相比,我们还有较大差距。”在赵沁平看来,具体表现在技术创新、内容研发、产业生态三个方面。

    一是全行业对虚拟现实技术系统性的科研不足。技术研发单点改进多、系统性的突破少;应用研发多,基础性创新少;娱乐性应用多,战略性行业应用少;视觉展示体验多,交互式体验少,且交互层次浅。

    “产业的竞争越来越向科技创新前移,甚至向基础研究创新前移。”赵沁平以人工智能大模型为例表示,虽然业内已经提出较长时间,我国也有一些单位在搞大模型研发,但十年下来,ChatGPT先出来了,说明我们的企业在这方面的投入也好、坚持也好,都有待加强。“如果我们始终是跟踪追赶,就会止步于代工,生产低维的产品,或当“二锅头”,所以必须在产业振兴上把关注点前移到科技创新和技术创新。”他说。

    二是优质的虚拟现实内容缺乏,这是一个老问题。内容产出量少,频度不够,市场规模受影响。内容质量与硬件性能不匹配,需要更优质、更丰富的内容来提升用户体验,特别是在大众消费领域。

    在赵沁平看来,内容的生产和频度不够,大众消费就会受影响。而内容的产出和技术也有关,特别是和智能化、自动化内容生成紧密相关,技术研发还要继续加强,内容生产厂家也需要进一步努力。

    三是产业生态需进一步完善。尽管很多企业对产业链中的薄弱环节进行了“强链”行动,但全国虚拟现实产业链协同创新机制尚需进一步形成。

    “上面所说的问题,有很大一部分还是技术问题。产业的发展是螺旋式上升的,技术上升一阶,应用和业态就会相应地螺旋式上升一阶。”赵沁平说。

    虚拟现实2.0需要更强的智能化和互通性、演变性

    赵沁平看来,在虚拟现实1.0中,虚拟对象和环境与对应的真实环境和对象是相互独立的,也就是说,虚拟空间和数字空间是分离的。高性能计算、计算机图形学、自然人机交互等技术结合集成,产生了虚拟现实1.0,具有沉浸感(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination)的“3I”特征。

    据赵沁平介绍,互联网1.0是“计算机网”,连接对象是电脑,应用主要是社交和市场营销。互联网2.0是“物联网”,连接对象从电脑扩展到万物,其应用扩展至行业生产和生活服务。随着虚拟现实、人工智能、物联网、区块链等技术的快速发展,出现了数字孪生、元宇宙等新的互联网应用,其核心需求是构建虚实融合网络。虚实融合网络,我们称其为泛联网,其连接对象扩展到物理对象的数字孪生、人的化身和数字原生对象,再次突破互联网连接边界,成为互联网3.0,为实现人类在物理世界与数字世界共享生存并自由穿梭的开辟了希望之路。

    赵沁平认为,互联网3.0对虚拟现实技术提出了一系列新的创新需求,从而推动虚拟现实进入2.0阶段。在这一阶段,只具有沉浸感、交互性、构想性的虚拟现实1.0难以胜任,必须创新发展为具有“5IE”特征,即在原来3I的基础上增加智能化(Intelligentize)、互通性(Interconnection)和演变性(evolutionary)。

    智能化包括虚拟环境中智能对象及其智能行为建模、人机交互智能化与智能体化身的交互,以及内容生产的智能化。互通性则是虚拟对象/环境和对应的真实对象/环境的多模态数据互通。演变性是虚拟对象模型随着物理对象的形态和状态变化,实时或及时地进行同变,以及生命体和时变体模型可依据相应规律自行演化。

    “我所在的北航虚拟现实技术与系统全国重点实验室,目标就是瞄准虚拟现实2.0。”赵沁平说,就是持续进行虚拟现实研究创新,使我国率先实现从“3I”的虚拟现实1.0 到“5IE”的虚拟现实2.0的跨越,引领虚拟现实和混合增强智能的发展与应用。


    (审核编辑: 智汇闻)