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虚拟现实产业发展白皮书 编制单位：中国电子技术标准化研究院 全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会 2016 年 4 月 版权声明 本白皮书版权属于中国电子技术标准化研究院（工业和信息化部电子工业标准化研究院），凡转载或引用本文的观点、数据，请注明“来源：中国电子 技术标准化研究院 ”。1 前 言 信息产业是我 国 国民经济的基础性、战略性、先导性产业，对我国经济结构调整具有重要的示范意义，是稳增长、促改革的主战场。我国是全球领先的信息产业大国， 以虚拟现实等产品为代表的一批市场反响好、用户体验佳 的 创新性产品推动 了 供给侧改革 ，成为提升 消费类电子产品有效供给能力的重要手段。 虚拟现实技术起源于 20 世纪 60 年代，是指借助计算机系统及传感器技术生 成三维环境，创造出一种崭新的人机交互方式，通过调动用户各种感官（视觉、听觉、触觉、嗅觉等）来享受更加真实的、身临其境的体验。随着硬件性能 的提升 和 成本 的 大幅度 降低 ，近年来虚拟现实产品获得了广泛发展，特别是 2016 年美国消费电子展上，虚拟现实产品成为展会的绝对主角。 在工业和信息化部电子信息司指导下， 中国电子技术标准化研究院组织编写了虚拟现实产业发展白皮书。 本白皮书 全面阐述 国内 外 虚拟现实产业发展 现状、 技术特点 、 关键技术环节 和 主要应用领域 等 ， 并分析未来 提升空间，给出相应的政策建议。最后， 列 出 了 当前 国内 外 已发布的 部分 典型 虚拟现实 产品。 本白皮书主要起草人： 刘华益 、 汪莉 、 单磊 、 杨震 、 贾博文 、 赵晓莺 、 张素兵 、 孙齐锋 、 路程 、 王聪 。 2 目 录 前 言 .1 一、虚拟现实发展情况综述 .4 （一）我国虚拟现实产业发展情况 .4 （二）国际虚拟现实产业发展情况 .5 （三）虚拟现实标准化情况 .7 二、虚拟现实 技术特点 . 10 （一）技术综述 . 10 （二）虚拟现实产业链 . 12 （ 三 ）虚拟现实技术演进方向 . 13 （ 四 ）虚拟现实技术瓶颈和急需解决问题 . 16 三、 关键领域应用 . 19 （ 一 ）军事领域 . 19 （ 二 ）游 戏娱乐领域 . 19 （三）医学领域 . 20 （四）工业领域 . 20 （五）教育文化领域 . 21 四、 我国虚拟现实提升空间 . 21 （一） 需提升硬件性能以支撑 数据快速处理 . 21 （二） 需完善应用生态环境以 拓展 应用范围 . 22 （三） 需加强公共服务解决行业共性问题 . 23 五、 政策建议 . 23 3 （一）提前谋划布局做好顶层设计 . 24 （二）推进产业化和行业应用 . 25 （三）加强 文化和品牌建设 . 27 附件：部分典型产品代表 . 29 （一）蚁视 （ VR 头盔） . 29 （二）深圳 3Glasses（ VR 头盔和一体机） . 33 （ 三 ）乐相大朋 （一体机） . 34 （ 四 ）乐视 （手机 VR 头盔 ） . 35 （ 五 ） HTC（ VR 头盔） . 36 （ 六 ）三星 （手机 VR 头盔） . 36 （ 七 ） 索尼 Morpheus（ VR 头盔） . 36 （ 八 ）微软 HoloLens（ AR 头盔） . 36 （ 九 ） Oculus Rift（ VR 头盔） . 36 4 一、虚拟现实发展情况综述 虚拟现实技术是一种计算机仿真系统，通过对三维世界的模拟创造出一种崭新的交互系统 。 它利用计算机生成一种模拟环境 ， 是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为系统仿真 ，并 使用户沉浸到该环境中。 在产业界 ， 将虚拟现实 定义为 三类 技术 应用 方式：虚拟现实（ VR， Virtual Reality） 、 增强现实（ AR， Augmented Reality） 和 混合现实（ MR， Mixed Reality） 。 实际上 ， 在 学术界的划分 中 ，混合现实 技术 还 分为 增强现实 和 增强虚拟环境（ AVE， Augmented Virtual Environment） 两类 。 （一）我国虚拟现实产业发展情况 根据国家中长期科学和技术发展规划纲要（ 20062020）的内容，虚拟现实技术属于前沿技术中信息技术部分三大技术之一。重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。 我国从 90 年代起开始重视虚拟现实技术的研究和应用，由于技术 和成本的限制，主要应用对象为军用和 高档 商用，适用于普通消费者 的 产品近年来才随着芯片、显示、人机交互技术的发展，逐步进入市场。 目前 ， 我国虚拟现实企业主要分为两大类别。一是成熟5 行业依据传统软硬件 或 内容 优势向虚拟现实领域渗透 。其中智能手机及其他硬件厂商 大多从硬件布局。比如，联想与蚁视合作研发 的 便携式设备乐檬蚁视虚拟现实眼镜；魅族与拓视科技开展合作，推出手机虚拟现实头盔。 而 游戏、动漫制作厂商或视频发布平台，大多从软件和内容层面切入。 2015年 7 月，爱奇艺宣布将发布一款非商用的虚拟现实应用，目前已经 和一些虚拟现实厂商做了初步适配，优酷土豆集团董事长兼 CEO 古永锵在首届开放生态大会上宣布 将正式启动虚拟现实内容的制作。二是新型虚拟现实产业公司，包括生态型平台型公司和初创型公司。该类型企业在硬件、平台、内容、生态等领域进行一系列布局，以互联网厂商为领头羊。如腾讯、暴风科技、乐视网 等 。 艾媒咨询 数据显示， 2015 年中国虚拟现实行业市场规模为 15.4 亿元，预计 2016 年将达到 56.6 亿元， 2020 年 国内 市场规模预计将超过 550 亿元 ， 我国 虚拟现实产业正在高速发展中。 （二）国际虚拟现实产业发展情况 早在 20 世纪 90 年代，就已经有 3D 游戏上市，虚拟现实在当时也引发了类似于当前的关注度。例如，游戏方面有Virtuality 的虚拟现实游戏系统和任天堂的 Vortual Boy 游戏机，电影方面有异度空间 (Lawnmower Man)、时空悍将 (Virtuosity)和捍卫机密 (Johnny Mnemonic)，书籍方6 面有雪崩 (Snow Crash)和桃色机密 (Disclosure)。但是，当时的虚拟现实技术没有跟上媒体不切合实际的想象。例如， 3D 游戏画质较差，价格高，时间延迟，设 备计算能力不足等。最终，这些产品以失败告终，因为消费者对这些技术并不满意，所以第一次虚拟现实热潮就此消退。 2014 年， Facebook 以 20 亿美元收购 Oculus 后，类似的虚拟现实热再次袭来。在过去的两年中，虚拟现实 /增强现实领域共进行了 225 笔风险投资，投资额达到了 35 亿美元。Digi-Capital 数据（ 2015 年 12 月）显示，过去 12 个月各企业在增强 /虚拟现实领域的投资，其投资额已突破 10 亿美元。而根据 CBInsights 的统计， 2014 年全球虚拟现实公司的风险融资额高达 7.75 亿美元， 同比增长超过 100%， 2015H1 实现融资额 2.48 亿美元。 与 90 年代的失败相比，当前计算机的运算能力足够强大，足以用于渲染虚拟现实世界。同时，手机的性能得到大幅提升。总之，当前的技术已经解决了 90年代的许多局限。也正因如此，一些大型科技公司 逐步 参与其中。 Oculus 首席科学家迈克尔 阿布拉什 (Michael Abrash)表示，公司仍在继续研发触觉、视觉显示、音频和追踪等方面的技术。这意味着 2016 年发布的虚拟现实 /增强现实产品将开始解决上述问题，并且在未来三、五年里还会持续改善。 目 前虚拟现实行业仍处于起步阶段，供应链及配套还不7 成熟，但是发展前景引人想象，预计未来市场潜力巨大。按照 Digi-Capital 预测，虚拟现实 /增强现实硬件和软件市场潜力将达到 1500 亿美元规模，预计未来 5 年复合增长率超过100%。而据游戏行业分析公司 Superdata 预测，到 2017 年底将会卖出 7000 万台虚拟现实头显，带来 88 亿美元的虚拟现实硬件盈利和 61 亿美元的虚拟现实软件盈利。根据TrendForce 的最新预测， 2016 年虚拟现实的市场总价值将会接近 67 亿美元。到 2020 年，如果苹果加入，其价值可 能会高达 700 亿元美金。 从各咨询研究机构预测数据来看，虚拟现实 /增强现实未来 5 年将实现超高速增长。 表 1 国内外虚拟现实行业在发展过程中的主要区别 维 度 国 内 国 外 厂商 以初创型企业的开发拓展为主， 后有大型公司逐渐加入或投资收购 以几大科技巨头企业为主力， 小型企业团队多以开发内容为主 成本与价格 成本相对较低， 产品定价也比国外产品更便宜 成本较高， 产品定价普遍比较贵 产品开发周期 开发周期相对较短， 产品 存在一定 同质现象 开发周期相对较长， 产品 定位 有所不同 产品交互性 交互性能 一般 ， 超半数设备不支持外接操作 有 团队专门研制交互操作设备 内容平台 产品的内容平台多是官方论坛和 普通应用，差 异性小 产品有专门的内容渠道及作品 , 且针对产品优化，吸引力大 硬件平台 手机端虚拟现实设备普遍更受欢迎， PC 端设备仅适用于深度用户 手机端、 PC 端、主机端 产品适配性 适配设备广泛，对硬件的要求低 适配设备较少，对硬件的要求高 （三）虚拟现实标准化 情况 虚拟现实产业快速 健康 发展 需要标准和规范引导，目前标准严重缺失，整个产业链发展就像带着锁链在跳舞，这个8 锁链就是不适合虚拟现实的一些现有标准和规范，因为虚拟现实的一些技术要求超出了原有的一些配套行业的技术要求。 虽然国际上虚拟现实的技术和产品呈一片如火如荼的繁荣景象，但虚拟现实存在内容短板：虚拟现实内容稀缺 、制作成本过高 ，内容 呈现方式 多样，虚拟现实内容没有统一标准，各类虚拟现实设备之间还无法实现互联互通，成为制约虚拟现实大规模产业应用的关键因素；同时虚拟现实内容数据量庞大，给实时网络传输带来新挑战。 标准问题已经引起了 国际各方的关注 ， 目前国际上已经开展相关标准化活动的有 ISO/IEC JTC1/SC24（国际标准化组织 /国际电工委员会第 1 联合技术委员会第 24 分委会：计算机图形、图像处理和环境数据表示）以及 ISO/IEC JTC1/SC29（国际标准化组织 /国际电工委员会第 1 联合技术委员会第 29 分委会：音频、图像、多媒体和超媒体信息），SC 24 和 SC 29 建立了联合工作机制，共同推动增强现实连续统一体概念及参考模型（ ARC）的相关标准， 另外，也有一些非官方的组织在考虑虚拟现实的标准化问题。 据 Advanced Television 报道，英国数字媒体技术革新合作中心 DTG(Digital TV Group)的 CEO Rich 日前表示，该组织将考虑推进虚拟现实的标准化。 Lindsay-Davies 在拉斯维加斯的消费电子展上看到了虚拟现实技术的兴起，他在威