虛擬現實的概念誕生于20世紀60年代，指借助計算機系統及傳感器技術生成三維環境，創造出一種嶄新的人機交互方式，通過調動用戶各種感官(視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等)，來享受更加真實的、身臨其境的體驗，主要包括虛擬現實(VR)和增強現實(AR)。

　　自2010年以來，我院圍繞3D立體顯示、計算機圖形、圖像處理等方面開展了大量研究，形成了一定的研究成果。針對當前沉浸感、交互感更強的虛擬現實技術，我們也進行了深入研究，認為標準化將是推動虛擬現實產業發展的重要手段。

　　一、虛擬現實產業及標準化基本情況

　　(一)我國虛擬現實產業發展情況

　　我國從20世紀90年代起開始重視虛擬現實技術的研究和應用，由于技術和成本的限制，主要應用對象為軍用和商用，適用于普通消費者的產品近年來才隨著芯片、顯示、人機交互技術的發展，逐步進入市場。

　　目前，我國虛擬現實企業主要分為兩大類別。一是成熟行業依據傳統軟硬件優勢向虛擬現實領域滲透。包括智能手機及其他硬件廠商，大多從硬件布局。比如，聯想與蟻視合作研發的便攜式設備樂檬蟻視虛擬現實眼鏡;魅族與拓視科技開展合作，推出手機虛擬現實頭盔。游戲、動漫制作廠商或視頻發布平臺，大多從軟件和內容層面切入。2016年，愛奇藝宣布將發布一款非商用的虛擬現實應用，目前已經和一些虛擬現實廠商做了初步適配，優酷土豆集團也宣布了虛擬現實平臺，將正式啟動虛擬現實內容的制作。

　　二是新型虛擬現實產業公司，包括生態型平臺型公司和初創型公司。該類型企業在硬件、平臺、內容、生態等領域進行一系列布局，以互聯網廠商為領頭羊。如騰訊、暴風科技、樂視網。

　　(二)國外虛擬現實產業發展情況

　　20世紀90年代，國外相關企業圍繞虛擬現實技術，研發了一系列游戲應用，但由于技術原因，未能形成較好的用戶體驗。2014年，Facebook以20億美元收購Oculus后，類似的虛擬現實熱再次襲來。在過去兩年中，虛擬現實/增強現實領域共進行了225筆風險投資，投資額達到了35億美元。

　　與90年代的失敗相比，當前計算機的運算能力得到了極大增強，一定程度上提升了渲染虛擬現實世界的能力。當前的技術已經解決了90年代的許多局限。也正因如此，一些大型科技公司逐步參與其中。Oculus首席科學家邁克爾?阿布拉什(Michael Abrash)表示，公司仍在繼續研發觸覺、視覺顯示、音頻和追蹤等方面的技術。這意味著2016年發布的虛擬現實/增強現實產品將開始解決上述問題，并且在未來三五年里還會持續改善。

　　(三)虛擬現實標準化進展

　　國際標準化方面，目前已經開展相關標準化活動的有ISO/IEC JTC1/SC24(國際標準化組織/國際電工委員會第1聯合技術委員會第24分委會：計算機圖形、圖像處理和環境數據表示)以及ISO/IEC JTC1/SC29(國際標準化組織/國際電工委員會第1聯合技術委員會第29分委會：音頻、圖像、多媒體和超媒體信息)，SC 24和SC 29建立了聯合工作機制，共同推動增強現實連續統一體概念及參考模型的、相關標準。

　　此外，也有一些非官方組織在考慮虛擬現實的標準化問題，英國數字媒體技術革新合作中心DTG(Digital TV Group)的CEO日前表示，該組織將考慮推進虛擬現實的標準化，多位資深業界高管向他表示熱切希望啟動虛擬現實技術的標準化。DTG已發布了一份有關虛擬現實的白皮書，計劃在2016年開展進一步的研究。

　　國內標準化方面，AVS標準工作組已啟動虛擬現實音視頻編解碼技術研發，就虛擬現實內容表示、虛擬現實內容生成與制作、虛擬現實內容編碼、虛擬現實交互、虛擬現實內容存儲、虛擬現實內容分發和虛擬現實顯示等關鍵技術進行探討。

　　同時，中國電子技術標準化研究院也就虛擬現實標準化工作進行了大量研究，對虛擬現實/增強現實產品在功能、性能、互通性等方面的標準化工作進行了梳理，發布了《虛擬現實產業發展白皮書》，并啟動了VR/AR國家及行業標準征集活動。

　　二、關于虛擬現實產業的幾個判斷

　　(一)虛擬現實是提升消費電子供給水平的重要途徑

　　供給側改革是通過提升產品供給的質量、品牌和服務，提高產品的供給水平，增強產業競爭力，激發消費需求。在移動互聯網、集成電路等產業的推動下，手機等傳統終端信息呈現方式、效果和用戶體驗，難以滿足社交、娛樂等領域更高的消費需求，消費者希望終端用戶體驗更加豐富，需要終端通過數字化方式，呈現更多物理世界的信息，并在終端上予以呈現。

　　虛擬現實技術通過沉浸、交互和構想的特性，能夠高精度地對現實世界或假想世界的對象進行模擬與表現,輔助用戶進行各種分析,滿足了消費者對終端的更高消費需求。當前，谷歌、宏達、三星等企業紛紛推出了相關產品，企圖占領虛擬現實領域產業的制高點。

　　加快培育我國自主虛擬現實產業發展，打造內容、核心芯片、關鍵器件、應用程序、示范推廣等全產業鏈生態體系，將提升我消費類電子終端供給水平，提升產業鏈結構和產業地位，增強品牌話語權，極大滿足我國消費者在未來終端的消費需求，是電子信息制造業供給側改革的重要手段之一。

　　為加快我國信息消費產業發展，2013年國務院印發實施了《關于促進信息消費擴大內需的若干意見》(國發[2013]32號)。同時，《關于積極發揮新消費引領作用加快培育形成新供給新動力的指導意見》(國發[2015]66號)中也將信息消費列為六大消費領域之一。加快促進信息消費，能夠有效拉動需求，催生新的經濟增長點，促進消費升級、產業轉型和民生改善，消費類電子終端是信息消費的重要組成部分。

　　近年來，手機、電視、電腦等傳統消費類電子終端滲透率已接近飽和，產品增長速度日趨放緩，顛覆式的服務模式創新難以出現，對“十三五”期間信息消費產業發展帶來了一定的不確定性因素。虛擬現實技術是新一代信息技術的綜合集成，以頭盔、眼鏡、全息投影系統、虛擬生活場景等為代表的典型產品，內容服務、線下體驗、線上線下結合等創新服務模式，將廣泛應用于生活、公共安全、工業設計、醫學、規劃、交通和文化教育等行業和領域。由虛擬現實產品和服務帶動的信息消費規模，將是繼智能電視、智能手機、平板電腦等產品之后，“十三五”期間消費類電子產品的主要增長動力，是信息消費發展的重要方向之一。

　　(三)虛擬現實是信息產業領域重大發展機遇

　　虛擬現實帶來的不僅是顯示方式和視覺體驗的巨大進步，還將通過與互聯網、物聯網的結合，徹底改變人們的生活與交流方式，以基于大數據的應用徹底改變信息采集與反饋的模式，其影響可能不亞于手機終端和社交軟件的廣泛普及與使用。

　　可以預見在今后幾年內，高沉浸、虛實融合的社交網絡將會強勢入侵到普通人的生活，而人們也將會像依賴“網絡視頻”或“微信”一樣無法離開虛擬現實技術構建的世界。

　　虛擬現實不僅是一種實體的信息消費電子產品，而更是一種重要的文化生活服務的內容入口，其在消費者物質世界和精神世界的重要影響力不言而喻。

　　近年來，在我國高校、科研機構和企業的共同努力下，我國在虛擬現實顯示設備、虛擬場景繪制引擎、增強現實場景呈現、以及新型人機交互等技術領域不斷取得技術突破并積累知識產權，取得了大量科研成果，并且一批國內虛擬現實消費電子產品已經推出上市，吸引公眾的高度關注，獲得大量的用戶體驗反饋，雖然我國技術和產品總體與發達國家仍存在差距，但可以說我國與發達國家共同處于虛擬現實產業發展的起步階段。

　　(四)虛擬現實正處于市場爆發前夕

　　隨著移動智能設備的普及和增長趨緩，消費電子市場急于開拓新的消費點和增長點。

　　以移動互聯網、大數據和云計算等為基礎的社交化網絡的發展已經極大地改變了社會的面貌和人們的生活方式，而以高沉浸、多感知為體驗特征的虛擬現實正是下一代社交化網絡的重要形式。

　　按照Digi-Capital預測，虛擬現實硬件和軟件市場潛力將達到 1500億美元規模，預計未來5年復合增長率超過100%。2015年以來，我國投入與虛擬現實領域的企業大幅增加，出現全新的企業和個人應用市場，我們相信虛擬現實有望成為下一個千億元級的產業，可能作為一種新型消費電子產品產生劃時代意義。

　　目前國內的虛擬現實產業還處于起步期，大部分國際廠商及其產品未啟動布局中國市場，國內廠商有市場先發優勢，在資本的推動下，將會有越來越多的企業涉足虛擬現實領域，大量頭戴眼鏡盒子、外接式頭戴顯示器等虛擬現實設備將進一步向消費級市場拓展，中國虛擬現實的市場規模將逐漸迎來爆發。

　　三、虛擬現實標準化需求

　　作為信息產業領域新技術典型代表，技術發展快，技術體系、解決方案也很多，應用需求存在差異，現有標準體系未能體現虛擬現實新的技術特點和應用模式，導致虛擬現實設備和內容生成兼容性不高，阻礙了技術的應用普及。亟須加強標準化頂層設計，研究新的標準體系，以滿足虛擬現實發展需求，主要體現在以下方面：

　　(一)內容制作解決方案需增強通用性以降低內容成本。

　　內容決定了虛擬現實產品的應用范圍和領域，是虛擬現實產業鏈中的重要一環。目前，由于內容制作解決方案通用性較差，導致內容制作成本偏高。一是用于拍攝的虛擬現實攝錄設備，由于數據格式、畫面拼接、接口等技術不一致，通用性較差。二是數據建模平臺兼容性不強。各廠商針對內容制作的引擎、開發環境，以私有化解決方案為主，同硬件間的匹配程度、內容生成后的通用性較差。通過標準化手段解決內容制作過程中的兼容性問題，將大大降低內容制作成本，加快虛擬現實普及應用。

　　(二)現有音視頻編解碼體系需改進提升以滿足沉浸式體驗。

　　虛擬現實要求以影像的形式模擬現實世界視覺信息，提供多視角、多維度的沉浸式視頻內容，同時也要實現全景音的音頻功能。

　　為保證音視頻內容編解碼效果，滿足當前網絡帶寬下的傳輸需求，虛擬現實音視頻的要求有：視頻分辨率進一步提升(至少4K×2K);更多聲道(7.1、10.1及以上)的聲場還原技術;音視頻壓縮效率進一步提高，減少畫面冗余的同時，盡可能的保留更多的畫面細節;多畫面的視頻拼接技術進一步加強。

　　當前的音視頻編解碼標準均不能滿足需求，急切需要新的音視頻編解碼技術，保障成像和壓縮質量的同時，減少虛擬現實音視頻節目數據量。

　　(三)軟件開發套件(SDK)解決方案需增強兼容性以降低軟件開發成本。

　　當前，相關企業圍繞虛擬現實應用，發布了相關軟件開發環境解決方案，推動軟件研發工作，如騰訊、愛奇藝、樂視、谷歌、雷蛇、Unity等。目前，各企業發布的解決方案，在圖像渲染、人機交互、用戶接口、數據庫、物理引擎等方面均采用不同的實現模型，兼容性較差。為此，軟件研發過程中，需要適配相應的SDK，也要兼容不同的硬件解決方案。加強SDK的標準化工作，將減少軟件開發者的二次開發，為軟件開發節省大量的人力和時間成本。

　　(四)重點終端產品性能指標需統一以進一步規范提升產品性能。

　　國內外廠商面向消費級虛擬現實市場，發布了相關終端產品，包括獨立頭盔、手機顯示類頭盔、沉浸式投影、增強現實眼鏡等產品。

　　總體來看，現有虛擬現實產品軟硬件質量表現不一，反映在用戶體驗方面的沉浸感、交互性和想象性差距較大，部分實現全景視頻，甚至3D效果的產品，也冠以虛擬現實產品。由于缺乏評價的方法和依據，導致虛擬現實終端產品市場秩序較為混亂。亟須加強虛擬現實終端產品性能和評價技術研究，制定相關技術規范和主客觀測試方法要求，推動虛擬現實終端產品市場健康有序發展。

　　四、標準化助推虛擬現實產業發展

　　虛擬現實發展到今天，已向消費級市場快速滲透，我們要鼓勵虛擬現實新技術、新產品發展的同時，也要加強對相關技術和產品的引導，以標準化為手段，提升虛擬現實產品有效供給水平，使虛擬現實產業從跟隨到并行再到領跑。

　　(一)以綜合標準化為目標加強頂層設計。依據虛擬現實產業鏈特點，加強內容制作、數據建模、呈現和傳感交互等領域的綜合標準化研究，增強產業鏈各環節的協同發展能力，繪制技術標準實施路線圖，明確“十三五”期間虛擬現實技術標準路徑，全面提升我國虛擬現實標準化水平。

　　(二)以重點標準規范研制為抓手滿足產業發展需求。結合行業發展現狀，布局研究一批行業急需、市場急用的標準，按照成熟一批、研制一批的原則，在基礎、編碼及數據格式、軟件開發、應用服務、終端性能及測量方法等領域，圍繞術語、參考模型、數據分類、音視頻編解碼、交換和應用格式、場景表示方法和訪問接口、應用程序和設備接口、頭盔性能分級及評測、內容分級及評測等關鍵環節，率先開展標準研制工作。

　　(三)以標準和產業互動為基礎提高發展質量。加強重點行業/國家標準同產業的互動，提升標準應用水平。一是開門制定標準規范。聯合虛擬現實相關企業共同開展標準研制，結合行業發展實際情況，研究提出標準具體參數指標。二是加強重點標準行業應用。鼓勵相關企業結合實際情況，推動基于行業/國家標準的產品研制，在體育直播、游戲娛樂、遠程教育、虛擬樂園等領域開展應用。

　　(四)以標準符合性測試為手段增加產品有效供給。針對當前虛擬現實概念不清晰、產品良莠不齊的情況，著力研究評價不同等級產品的性能、體驗差異。開展標準符合性測試研究，加強面向虛擬現實領域的音視頻主客觀評價測試技術研發，建立標準符合性測試平臺，引導消費者選擇高質量、高性能、高體驗的虛擬現實產品，減少低端、無效的供給，從而吸引虛擬現實廠商提供更多高端產品。