11月12日,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办的2022世界VR产业大会在南昌召开。在下午举行的元宇宙高峰论坛上,中国工程院院士、深圳大学电子与信息工程学院院长丁文华发表了他对“复合宇宙”中XR技术发展的思考。

未来媒体趋势是虚实融合、时空拓展

从几十年来媒体技术的发展趋势来看,最早通过照片、视频记录事件,实际上只是做到了情景再现。随着当今技术的发展,我们追求如何打造逼真还原以及沉浸的体验,最近几年来,4K/8K超高清的发展以及VR/AR/MR的发展都是体现。丁文华院士指出,未来媒体发展趋势是虚拟社交、数字工厂等虚实融合、时空拓展。

如今“元宇宙”风潮正盛,各家公司对此的理解稍有不同。Roblox认为元宇宙是持久的、共享的3D虚拟空间,人们在其中拥有虚拟身份,可以进行娱乐、工作和创造。Meta认为元宇宙是移动互联网的升级版,是融合虚拟现实技术,用专属的硬件设备打造一个具有超强沉浸感的社交平台。英伟达推出Omniverse平台旨在打造“工程师的元宇宙”。

在丁文华看来,“元宇宙”的实质是虚拟世界和真实世界的融合,可以称为“复合宇宙”,具备多种呈现形态。例如VR面向纯粹的虚拟世界,AR以现实世界为主提供增强信息,MR既可以现实世界为主,也可以虚拟世界为主;数字孪生是虚拟世界对现实世界的完整镜像;增强版VR(Enhanced VR)以虚拟世界为主,数字对象作为现实世界的代理并受之驱动。

丁文华指出:“入口、数字化身、数字环境、规则等是‘复合宇宙’的必备要素。其中,扩展现实(XR)作为重要入口,包括VR、AR、MR等多种形态。”VR利用计算机技术模拟生成的全虚拟环境,具备沉浸、交互和构想的特性。AR将数据信息或虚拟对象叠加到现实世界中,实现数据信息和虚拟对象对真实世界描述和理解的“增强”。MR将虚拟对象与现实世界融为一体,基于光场技术实现,虚拟对象看起来如同现实世界的一部分。

而XR呈现方式最典型的是头戴设备、眼镜、电视、电脑、手机等平板设备。丁文华院士指出,近年来,中国XR产业加速发展。Wellsenn XR的最新数据显示,2022年第二季度,全球VR头显出货量233万台,国内品牌Pico、Nolo、爱奇艺的占比显著提升。11月初,工业和信息化部、教育部、文化和旅游部、国家广播电视总局、国家体育总局联合编制的《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022-2026年)》提出产业发展目标,到2026年,我国虚拟现实产业总体规模(含相关硬件、软件、应用等)超过3500亿元,虚拟现实终端销量超过2500万台。

现有VR终端显示能力距离8K标准还有距离

如今,VR终端已经达到4K呈现能力,例如,Pico G2在2019年就可支持双眼4K显示能力,今年Meta Quest Pro接近双眼4K显示能力。AR终端达到2K以上呈现能力,微软2019年发布的HoloLens2双眼显示能力接近3K水平,今年的Magic Leap 2双眼显示能力接近3K水平,今年发布的Nreal Air的双眼显示能力达到准4K水平。

丁文华指出,按照人眼显示特性,头戴设备1920×1080分辨率(2K×1K)是入门级别,3840×2160分辨率(4K×2K)是推荐级别,7680×4320分辨率(8K×4K)则是标准级别。

“现有VR终端显示能力最高为4K到5K(4320×2160分辨率,实现105度FoV,60像素/度),距离ITU标准定义的VR终端8K显示能力(7680×4320分辨率,实现128度FoV,60像素/度)仍有较大差距。”丁文华表示。

而从VR终端的两种模式来看,个人沉浸式娱乐模式实现近眼超大屏2D显示、90度FoV,如果做到5.5K屏即可达到60像素/度;全景式视频模式下常规VR显示可以实现100度FoV。

丁文华指出,XR入口技术朝着多感官、全要素、智能化互动发展,沉浸声场、气味模拟、触觉反馈、手势追踪已经相对成熟,未来要实现高级别情感及语义交互,表情追踪、肌电传感、脑机接口是重要方向。

“复合宇宙”生态需要通用标准支撑

“复合宇宙”正处于发展初期,制定通用的标准体系和互操作接口规范,是建立开放互联、兼容并举的多元“复合宇宙”生态的基础条件。

2022年6月,谷歌、Meta、微软、英伟达、高通、索尼、EPIC Games、Unity等多家国际企业联合成立“元宇宙标准论坛”组织,旨在制定行业标准,构建互操作性标准服务,让各公司的元宇宙能够互联互通,国内企业华为、腾讯、百度、阿里达摩院、中兴等也参与其中。丁文华表示:“希望通过全球共同推进,在各个互操作性标准上为元宇宙今后的发展打下一个好的基础。”

丁文华指出,“复合宇宙”代表下一代媒体技术的发展方向,是虚拟世界与现实世界融合的高级形态。XR技术是复合宇宙必备的入口技术,现有呈现终端技术水平仍有较大提升空间。

“我国应抓住时机,攻克决定行业走向的共性关键技术,打造开放并举的‘复合宇宙’体系。”丁文华院士表示。

(来源:中国电子报)