虚拟现实的未来发展趋势及应用

FBEC2020 |北京航空航天大学国家重点实验室副教授潘俊君：虚拟现实的未来发展趋势及应用

12月11日，2020未来商业生态链接大会暨第五届金陀螺奖颁奖典礼（简称“FBEC2020”）在深圳大中华喜来登酒店6楼宴会厅开幕。本届大会由中国通信工业协会虚拟现实专业委员会、广东省游戏产业协会、深圳市科学技术协会、深圳市信息服务业区块链协会、深圳市互联网文化市场协会指导，陀螺科技主办，深圳市科技开发交流中心、恒悦创客魔方协办，行业头部媒体游戏陀螺、VR陀螺、陀螺电竞、陀螺财经、陀螺传媒联合主办。FBEC2020以“远见者稳进”为主题，将一如既往地关注未来趋势发展、行业创新升级、商业生态新链接等前沿领域。

在2020全球5G XR产业发展峰会，北京航空航天大学国家重点实验室副教授潘俊君以“虚拟现实的未来发展趋势及其应用”为主题发表了演讲。潘俊君认为，VR技术有利于推动信息物理社会空间的不断融合，未来VR或将推动生物、医疗、社会、商业、军事等多个领域的发展。

以下为演讲实录：

我的研究方向主要是在计算移动化还有虚拟医疗方面，合作的企业包括百度、字节跳动等。我本人产业化做的是这样一个模拟器，这个是19年双创周的在杭州，总理参观，当时要我们的研究院全校选一台具有代表性的产业化产品，就选用的我所研究的模拟器。

也介绍一下我们的这个实验室。我们是国家重点实验室，也是国家工程实验室，也就是说虚拟现实这个领域“国字号”的两个单位都是我们这边，负责人是赵院士。

今天，我首先讲讲虚拟现实技术现状与趋势。

可以说VR技术有利于推动信息物理社会空间的不断融合，比如我们生存的物理世界，会有社会、货品、商品，构建了这样一个虚拟世界，这个信息化模型可以找到映射。

现在的社交软件已经有社区的属性，比如有虚拟货币或者数字货币。还有虚拟人生，把一个小孩养大，让他成为明星或者科学家的养生类游戏也表现了“虚拟人生”的概念。

还有一个是虚拟商品，大概几年前，马云想做一个“Buy+”系统，以后购物的时候不是通过天猫，而是戴着头盔，就像逛超市一样，可以看到产地和原材料。

也就是说VR这种复杂的数据组织可以构建一个可自然理解的新世界，和现实社会共存。

现在世界上各个国家，包括发达国家、金砖国家都高度重视虚拟现实的产业布局。其中2014年的时候，MIT的技术评论就把虚拟现实头盔列为其中，这里我展示了头盔的发展的时间历程表——1968年虚拟现实之父做出了世界上第一台头盔的原型。

80年代的时候，出现了空军用的头盔。那个时候VR属于大型的国家研究机构和军事机构，老百姓是玩不起的。现在头盔、眼镜基本上就几千、几万块钱，老百姓也可以用得起了。

也就是说，在现在的电子文化娱乐以及购物、网络应用等方面都可以找到VR的身影。有预测说，2020年全球AR/VR市场规模将达到1500亿美元，空间非常巨大。

VR+教育的市场规模，从2018年的到现在也在不断增长。2016年一年，包括国家领导人和政府官员以及企业的CEO和CTO等人员来我们实验室参观的次数比前几年的次数加起来还多。

想接下来，我想谈一下VR技术发展的趋势以及研究的角度。一说到VR都知道它的沉浸性和交互性以及构想性。未来我们认为它会出现智能化、进化演化的概念。建模方面，我们目前是几何赫五力建模，未来会是生理和智能建模。

交互技术现在是视觉，未来会向真三维过渡。现在是听觉，未来可能是同声传译，你做的内容是英文，体验的时候可以是中文，把不同语种的翻译加进去，力觉也会出现触感等等。可以说，未来模型数据获取和理解户趋于全息化。以前我们用的数据都是胶片相机，都是文本和图片。80、90年代的多媒体和现在的语义、智能的服务相比，数据量是指数级的提高。

另外人机交互和现实，会趋于自然化。早期我们都是键盘鼠标再到现在的自然界面，比如现在的体感游戏和语音识别，包括还有脑机接口，比如我们的工程院做的脑机芯片，前不久马斯克也用猪做试验，它可以把猪的行为提前识别。这里给大家看的是一个瘫痪的病人戴了这个芯片可以直接控制机械手，可以完成把咖啡端过来饮用的动作。

另外就是数据和建模方面，大规模传统数据的智能分析和高效建模是未来的发展趋势。比如智慧城市，这个阿里巴巴好像也在做，杭州通过交通灯的识别和管理，包括车辆的视频还有大数据在做的智慧城市。

还有的是智能家居，比如你回到家可以自动的调节光线以及音响的效果，针对人体的医学这块也是做了特别多。我们可以多元的数据采集，通过各种模态的数据采集可以进行智能分析。

硬件这一块，可以说是轻量化、高沉浸感的虚拟现实设备会越来越普及，越来越便宜。

在人机交互这块，虚实感觉一致的空间呈现于自然交互。比如以后你是一个服装设计师或者一个建模大师，你可以空中建模，直接把模型给设计出来。比如右下角的3D打印，你可能是做工业设计的，对这个产品的外形不满意可以打印，打印出来可以在打印的效果基础上进行改进和完善。

另外就是感知融合，未来就是物理世界的动态感知和虚拟世界的融合演化。右上角大家都知道虚实现实技术发展里面一个重要的技术瓶颈叫做内容制作，以后通过人工智能的发展，我们可以优化战场生存的游戏，比如有不同的天气或者季节的变化，如果是电脑已经通过人工智能的发展理解了春天就是阳光明媚，冬天是大雪覆盖，它可以理解和区别的时候，它就能够智能化的生成这个场景。以后这种内容和场景的制作就不需要人完成了，你可能做一个产品，由计算机自动的生成。

还有下面这里的挡风玻璃，这里会不会追尾，有没有危险，这些都可以计算。右下角的这个是一个APP，你去一个城市旅游，语言不通，但是可以使用5G，你就可以通过大数据的搜索知道你是在什么地方，并且告诉你周围的情况，就可以随便逛也不会迷路。也就是说融合演化会非常的自然。

接下来讲讲第二块就是行业应用。比如VR+军事，北航也在参与。我们实际演习之前都会有一个虚拟的演练，还有比如2014年DARPA的展场观测指引增强显示，属于单兵指引。戴上头盔之后，后面的建筑物敌军的火力怎么分布，提高士兵的生存率。

还有VR+教育，现在做化学实验和微观知识的学习，包括生物学，你不会操作显微镜没有关系，我们可以做指导。还有一个是VR+航空航天，这个北航也参与比较多。这次的“嫦娥”探月以及登陆火星，这种大的国家工程都希望一次成功，我们是不是可以把一些参数还有卫星通过数字化的建模输进去，确保没有问题之后我们去做实际的火箭和卫星，“虚”的没有问题，那么“实”的风险就会降低。

还有VR+智能制造，比92年的时候，波音747用VR的方式降低了研发的周期，14年的时候宝马推出了VR眼镜，用于智能维修。还有丰田做的VR可以代替真车做碰撞试验，包括还有VR医疗，89年的时候美国有一个虚拟可视人计划，包括还有11年的时候美国国家卫生研究院的虚拟手术与虚拟手术室项目，这是一种最好的训练方式。还有美国和欧盟的虚拟人脑计划，这个计划不是很成功，但是反过来促进了人工智能学科的发展。

这是我在国外的研究成果，是一个腹腔镜。通过对镜头的操控，让你去捕捉这个目标，训练的是医生眼手协调的能力。医生可以使用真实的手术钳，也可以得到真实的触感，包括案例，都是真实的。

欢迎大家有机会去我们实验室参观！谢谢大家！