序一

虚拟现实(Virtual Reality,VR)是一个学科高度交叉融合的科学技术领域,是随着高性能计算和人机交互等技术以及计算机图形学的发展,在模拟真实世界的方向上人类所达到的最新境界。VR技术应用场景广泛,能创造出巨大的社会效益、经济效益,已经得到国家的重视,也引起了众多行业的关注。

在大众消费领域,VR技术广泛应用于视频、游戏、旅游、电商、虚拟社交等领域,能营造全新的沉浸式交互环境,给用户带来全新的感官体验。2019年10月1日,举世瞩目的庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式就进行了VR直播,让体验者感受到了亲临现场般的热烈气氛和震撼。当前,基于VR技术的新的消费领域正逐步形成。

经过数十年的发展,VR在航空航天、装备制造、智慧城市、军事、医疗、教育等许多应用领域取得了令人瞩目的应用成果,成为行业发展的新的信息技术支撑平台,“VR+”也和“互联网+”一样成为发展趋势,对相关行业产生了颠覆性的影响,助推行业产品和服务模式的变革,以及行业的升级换代。例如,在逼真的虚拟战场环境中进行作战规划、对抗演练和效果评估,既可大幅提高作战能力,又可规避实兵实装演练的风险,降低消耗;通过手术模拟器,在虚拟的人体器官上进行手术规划、预演、评价和手术培训,给医疗和医学教育带来了变革。VR技术应用于装备制造,产生了许多新的制造技术,如沉浸式设计、虚拟样机与评价、虚拟组装、增强现实(Augmented Reality,AR)装拆导引,它还可以应用于装备操作维护培训等。近年来在制造界兴起的数字孪生,将VR技术应用于装备从设计到操作培训、售后服务的整个生命周期。“数字孪生+工业互联网”构成了智能制造的基础。

5G的普及,有望解除制约VR发展的数据传输瓶颈,VR的一些关键技术和重要平台的研发将取得突破性进展:VR对象和环境高度逼真,VR交互高度自然,智能化成为VR系统的重要特征,VR云计算与服务以及VR/AR手机应用与VR边缘计算得到快速发展。同时,VR行业应用和VR产业会有新的、较快的发展。

VR产业的健康发展需要关键技术的持续突破,需要在硬件平台与装置、核心芯片与器件、软件平台与工具、标准与规范等方面进行长期的研发投入,通过科技创新,让“虚拟”体验不断逼近“现实”感受;需要挖掘市场需求,丰富“VR+”各行业应用,形成商业回报,通过市场需求拉动企业投入,促使企业真正成为技术创新、商业创新的主体;同时,需要加快培养和培训各类VR领域的专业人才,解决技术研发和产品开发人才匮乏的问题。当前,全球VR产业正从起步培育期向快速发展期迈进,我国面临同步参与国际VR技术创新和产业竞争的难得机遇,我国政府、企业、学术界都要有相关计划,共同推动VR产业的发展。

2018年12月,工业和信息化部(简称工信部)发布了《工业和信息化部关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》,提出加大政策支持力度,重点支持虚拟现实技术研发和产业化。随着5G技术的普及,云端快速数据传输处理的效能越来越大,云化虚拟现实(Cloud VR)成为VR技术应用的重要基础设施和VR技术服务的重要模式。Cloud VR是云计算技术、网络技术与VR技术的跨界融合创新,体现了开放创新的特点。我国的VR企业在坚持创新和发展的过程中,应当着力产出一批有自主知识产权的硬件设备、平台软件等,并建立相关的技术标准,开发关键核心专利,从而培养出一批有创新活力和强大竞争力的龙头企业。

《云化虚拟现实技术与应用》一书介绍了华为公司在Cloud VR方面的技术创新、系统构建和示范应用,体现了科技企业的创新成果,为VR技术、产业发展提供了有益参考。希望更多有识之士认识到VR为社会发展带来的机遇,投身VR产业的相关领域,为我国VR产业占领新兴产业制高点,从而推动我国信息产业高质量发展,形成强大国际竞争力做出贡献。

中国工程院院士,计算机软件与虚拟现实领域专家

2019年11月