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VR产业化历程与趋势
作为新兴起的科技文化产业,VR的发展近年来表现得十分抢眼,来自艾瑞咨询的数据显示：2016年,我国国内PC VR及一体机用户量达7.5万人,Mobile VR用户量已达135万人,预计2020年VR用户量将超过2500万人.那么,VR从产生到发展再到成熟,都经历了哪些阶段？VR产业化发展的未来趋势是什么？这些都值得研究.
VC的定义
首先要进一步明晰VR的定义.业界和学界关于V R 的定义并不统一.有业内人士提出：VR是借助传感技术生成的一种人际交互形式,其中包括虚拟空间、多感知传导等.也有人认为：VR是从视觉等多感知角度进入虚拟世界的体验.甚至有人将VR延伸成泛VR的概念,即通过计算机技术将虚拟信息构建融合在现实世界上的综合计算平台,该平台是基于一种交互式的场景.在学界,有学者提出VR是一种与真实环境十分近似的虚拟环境,而用户需要借助设备才能与之交互.也有学者认为VR是一种模拟现实情境的科技,使用者可以“身临其境”在他们无法置身的“真实”环境中.
在分析和研究学界以及业界有关VR定义的基础上,笔者对VR的概念给予以下定义：使用智能设备计算模拟生成构建于现实世界基础上的立体虚拟环境,该环境可以为用户提供听觉、视觉、力觉、触觉、运动等多维度感官模拟,使人身临其境的科技形态.其中,智能设备可以通过用户的运动,包括头部、眼球以及肢体的移动等做出相应的实时反馈,因此,可以说这是一种基于计算机模拟技术、交互式多媒体技术、沉浸式多媒体技术的全新技术形态,它是人类为了更好地认识世界,进而模拟真实世界,最终更好地改造世界的科学技术和科学方法.
从虚拟到现实：VR的诞生之初
尽管V R 的产生、发展与科学技术有着十分密切的联系,特别是与计算机技术的发展紧密相连,但是有关VR的构想在其诞生之前就早已出现在文学作品中.英国小说家Aldous Leonard Huxley于1932年在其著名的长篇小说《Bre New World》中就展现了未来世界的样子,其中就描绘了V R 的设想； 美国小说家Stanley G.Weinbaum于1935年在其科幻小说《Pygmalion´s Spectacles》中描写了一位教授发明了一副眼镜,通过它就可以进入到虚拟世界当中,不仅可以听到和看到各种事物,还可以与虚拟世界中的人物交谈.法国戏剧理论家Antonin Artaud于1938年在其创作的戏剧理论作品《L ethéatre et son double》中,将剧院描绘成为演员和导演创造的VR重影世界.此外,美国科幻小说家VernorSteffen Vinge的中篇科幻小说《TrueNames》和William Ford Gibson的《Neuromancer》都详细描述了VR设备和VR场景；1980年以后,VR从文学作品延伸到了电影当中,尤其是在1982年,由Steven Allan Spielberg指导的电影《Tron》直接将VR体验带给了当时的观众；1999年,由AndyWachowski指导的电影《The Matrix》也展现了VR影像.
因此,VR最初的构想来自于文学作品、艺术作品等文化产品,文学家、艺术家通过艺术的想象建构起了VR的设想.而科学家们却从这个起点开始探索,尽可能地把这些构想逐渐变成现实,并先后创造了各种各样的系统软件和硬件等VR设备.所以从这个角度来看,可以说VR是科技与文化交融的产物.虚拟环境的生成、与虚拟影像的互动、沉浸于虚拟世界,都同时具备了文化属性和科技属性,体现了文化与科技的融合.从VR硬件与软件系统的发展历史来看,大致分为以下几个阶段.
VR发展历程的四个阶段
概念探索期.在这一阶段,VR的概念从开始出现,到逐渐明晰,其应用也主要集中在军事以及航空航天等领域.值得注意的是,该阶段的VR技术仍然处于研发阶段,其大部分VR产品并没有走出实验室,供普通用户使用.
1 9 5 6 年, 被视作V R 先驱者的Morton Leonard Heilig发明了摩托车仿真模拟器Sensorama,该模拟器可以说是第一台真正意义上的VR设备.它由显示器、音响和座椅等构成,其显示器能呈现三维立体图像,音响能产生立体声,座椅还能产生振动的效果.可以说他在1962年发明的“Sensorama Simulator”已具有一定的VR技术思想.而在此间的1961年诞生了世界上最早的头戴式显示器——Headsight,它由Philco公司研发,将头部追踪系统和监视系统融合在一起,其功能不是娱乐而是主要用于军事项目,佩戴者可以通过头戴式显示器来远程查看一些隐秘的信息.
此后,随着计算机技术的快速进步,仿真技术也飞快发展,并逐渐形成了计算机仿真科技.1965年,计算机图形学的重要奠基人Sutherland博士发表了一篇题为《The ultimatedisplay》的文章,文章指出：观察者可以使用一种全新的显示技术沉浸在虚拟环境中,该环境是由计算机控制并且跟真实世界相同.
1966年,世界上第一款三维立体头戴设备GAF Viemaster问世.它通过红色立体镜来观赏幻灯片,实现三维立体效果.但是这款三维立体头戴设备并不是专业的影音设备,后来这款设备又被改良,增加了音频播放,初步具备了多媒体的雏形.同年,美国MIT的林肯实验室开始研发头盔式显示器——head mounted display,并尝试将模拟触觉的反馈系统加入其中.1968年,美国科学家Ivan EdwardSutherland设计研发了一款头戴式显示器Sutherland,这也成为该阶段的标志性事件.这款被誉为Sword ofDamocles的头戴式显示器由于重量超出了正常人的承受范围,因此,使用者佩戴它时不得不悬将其挂在天花板上.但值得注意的是,这款头戴式显示器除了具有显示功能外,还配备了定位装置,使用者的头部发生运动时,这些数据会被传输到计算机当中,显示屏幕也会发生相应的改变.总体来看,此阶段的VR发展较为缓慢,主要处于技术探索和思想概念的酝酿阶段.
研发初创期.20世纪80年代以后,计算机技术迅速发展,加之计算机网络的快速更新,VR的发展速度也得到了相应提升,但总体来说,该阶段的VR发展依然处于萌芽状态.不过,在这一时期也出现了几个典型的VR产品.
1980年,Eye Tap问世,这款与微软公司的VR产品Hololens外形较为类似,它可以连接摄像头、计算机,再将数据进行叠加计算并呈现在眼前.准确地说,它算是一款AR产品,虽与VR产品不同,但它对VR的发展具有推动作用.
1983年,美国国防部高级项目研究计划局和美国陆军合作制定了SIMulation NETworking计划,该计划主要用于作战训练和演习,其使用的分布交互仿真技术对于VR的发展具有一定的助推意义.
1984年,世界上最早的商业VR产品Reality Built for Two问世.虽然它与成熟期的主流VR产品较为相似,同时还配备了体感跟踪装置,用户可以翻转和扭动显示器中的虚拟对象,但是这款售价5万至10万美元的商业VR产品在当年却让普通消费者无法承担.同年,美国航空航天管理局Ames空间中心的Humphries J.和MeGreevy M.设计研发了一款虚拟环境显示器以及Video Place等.它可以通过计算火星探测器发回的数据,模拟建构出立体的火星环境,这些设备和系统也助力了VR技术和产品的研发以及VR理论的研究.到了1985年,美国航空航天管理局研制开发出了真正意义上的光学头戴显示器,其设计结构也为成熟期的VR产品研发打下了基础.其中,LCD的使用以及身体追踪系统,大大增强了用户的沉浸式体验,当然这款头戴显示器主要用于航天领域,并未投放在商业领域.
1986年,Fisher S S和HumphriesJ等人发表了VR系统方面的论文《虚拟环境显示系统》,引发了当年人们对VR的关注.直到1987年,美国微软研究院的Jaron Lanier研制开发出了一款VR头盔.这款售价10万美元的VR头盔可以说是真正意义上的商业产品,但是它的售价却令许多消费者望而却步,该事件也成为VR初创期的标志性事件.而在此前,他已经提出了VR的完整概念,并阐释出VR的“3I”特点,即Interaction（交互性） 、I m m e r sion（沉浸性）、Imagination（想象性）.Jaron Lanier明晰地界定了VR的概念和理论、技术,也为VR后期的发展奠定了实质性的基础,因此,他也被业界称为“虚拟现实之父”.
技术发展期.进入20世纪90年代,计算机技术与个人计算机的发展突飞猛进,此外,人机交互、计算机网络等领域的技术突破,使得VR进入了一个高速发展期,但是由于该阶段VR硬件设备成本较高,内容产品平平,导致市场的占有率并不大.
1993年,Heim在《虚拟现实的形上学》中提出：VR不是真实的实体,它是一种在效应上的事件.Heim还指出了VR的特征,如模拟性、人工现实、沉浸性、全身沉浸等.1995年,美国伊利诺伊大学研制了一款VR系统,名为CE.它使用立体投影空间和立体液晶眼镜达到沉浸的交互体验,对成熟期的VR发展起到了一定的推动作用.同年,日本著名娱乐厂商Nintendo公司发布了旗下第一款VR游戏头盔——Virtual Boy,但局限于当时的VR技术尚不成熟,且该头盔的设计也较为仓促,因此,这款VR游戏头盔投放市场后,使用者普遍反映体验较差,尤其是使用时间超过半个小时,身体就会出现眩晕等不适症状,但这款头盔可以说是VR游戏产品的雏形.
在此阶段,我国的许多机构也曾着手开展对VR进行系统化的理论研究.1996年,汪成为、高文和王行仁出版了我国国内有关VR的第一部专著《灵境（虚拟现实）技术的理论、实现及应用》,书中介绍了VR的理论、系统构成和典型应用等内容.同年,赵沁平、怀进鹏等发表了《虚拟现实研究概况》一文,介绍了亚洲地区和欧洲的VR研究现状.与此同时,我国也加大了对VR研究的资助,国家高技术研究发展计划将“分布式虚拟环境”列为重点项目.进入20世纪后,VR的应用领域开始从军事、航空转向民用方面,其学科综合性逐渐显现,我国也在2006年颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中将VR列为优先发展的前沿技术.
产业成熟期.进入21世纪后,VR无论是在系统开发还是技术创新方面都得到了进一步发展,尤其是VR的应用推广表现突出.这主要源于计算机网络的快速发展,此外,计算机的处理器和显卡也发展迅猛,这些都为VR的应用奠定了一定的基础.在此期间,VR开始尝试进入医疗、工业、房产等领域,尤其是2010年以后,VR在民用领域的应用愈加广泛,技术相对成熟,资本也更多地被注入.
2012年,一款名为Oculus Rift头戴式显示器诞生, 这是一款由KickStarter众筹、Oculus团队研发,专为电子游戏设计的头戴式显示器.使用者佩戴该显示器后,可以完全沉浸在虚拟世界当中,几乎看不到显示屏的存在.此外,该项目共众筹到了200多万美元,9000多名支持者为此贡献了自己的力量,该项目案例也成为众筹项目中的经典案例.不过,Oculus Rift头戴式显示器也有不完美的地方,如分辨率不高、运动追踪不完善等,但是300美元的销售使其真正走入了消费市场,这也成为VR成熟期的标志性事件.
同年,SONY公司推出了一款名为HMZ-T13D的头戴式显示器.该显示器配备了OLED面板,同时拥有45度视频,视觉效果为矩形屏幕.此后的两三年中,Google公司、Cardboard公司、Samsung公司、NVIDIA公司、Razer公司等企业相继推出了各自的VR产品.
2014年,Facebook公司为了扭转社交用户增长缓慢的情况,出资20亿美元将Oculus公司收购,由此也拉开了VR的全球化产业浪潮.
VR产业的未来发展趋势
被业内人士誉为VR元年的2016年,VR的资本市场迅速升温,VR产品也真正进入到了消费市场,尤其需要注意的是, 随着V R 开发与应用的不断成熟,其已经延伸至媒体、教育、医疗、金融、体育、房地产、旅游等领域,进入到了“VR+”时代.其中,“VR+媒体”包含了“VR+新闻”“VR+出版”“VR+影视”“VR+广告”等多种融合路径.而在VR产业的未来发展中,内容、平台、终端、经营这四个关键环节将得到快速发展,VR资本市场的投资和盈利模式将逐步成熟,产业规模也将保持稳定增长.
内容方面,目前VR的展示内容主要涉及媒体、教育、游戏等多个领域,在VR产业化初期,VR内容多是将传统行业的内容进行虚拟转化,使其成为具备沉浸（Immersive）、想象（Imagination）和交互（Interaction）“3I”特征的内容产品.VR的最初内容以游戏内容为主,这由于游戏内容在本质上具备了交互和想象等特征,该特征与VR的3I特征较为吻合,不过VR内容未来的发展趋势将会以视频内容为主,如电影、电视、直播等.Disney公司推出了Disney MoviesVR；Oculus公司成立了创作VR电影的Story Studio；爱奇艺公司将打造“iVR+平台”的中文VR真生态.
平台方面,VR平台主要包括线上和线下两大平台,其中,线上平台是以Apple、Google、SONY、Disney等公司推出的网络VR平台,而线下平台则是VR游戏体验店、VR电影院、VR主题公园等VR实体平台.随着VR软件和硬件技术的不断提升以及终端设备的普及,VR线下平台未来将会拓展至工业、医疗、教育等多个领域.
终端方面,目前VR终端主要由显示器、追踪器和处理器等设备构成,接入方式有接入PC式、接入智能手机式、内置式.其中,接入PC式的VR终端有Oculus Rift、PlayStationVR、HEC Vive等,该类VR终端要求显示器具有较强的显示功能；接入智能手机式的VR终端有Gear VR、Cardboard、LeVR COOL1等,此类终端需要通过智能手机的软件和手机显示屏来完成.但VR终端的未来发展将以内置式终端为主,该终端不需要PC和智能手机的辅助,可直接实现虚拟现实效果,目前正在研发的产品有GameFace、AuarVisor等.
经营方面,目前国外媒体正在进行游戏、广告、电影与VR融合的尝试,VR作为纽带已经串联起了多维度下的跨界应用,这种跨界融合在某种程度上已经打破了不同产业的经营模式,比如,“VR+广告”的出现,就改变了以往传统广告的商业模式,产生了以加强用户体验为核心的运行新模式.除此之外,“VR+游戏”“VR+电影”“VR+纪录片”的经营模式等都会在未来的发展中得到多元拓展.
结语
从开始的概念探索,到后来的产品初创研发,以及技术不断发展和产业化成熟,VR已经从消费级市场渗透到更多行业、领域.我国在2006年发布了《国民经济和社会发展第十三个五年（2016-2020年）规划纲要》（以下简称“纲要”）,其中值得关注的是,“大力推进虚拟现实等新兴前沿领域创新和产业化,形成一批新增长点”.而来自艾瑞咨询的预测,预计到2020年,国内VR硬件规模将达到64亿元.由此不难看出,无论是从国家战略的角度来看,还是从消费市场的角度来看,VR产业的发展都具有极大的上升空间.
目前“VR+”的全球热潮中,VR+媒体表现强劲,它不仅代表着信息产业新的发展方向,并且改变了媒介范围内的信息生产与传播,以及呈现方式,为受众带来了更为高质以及高效的用户体验.可以说,“VR+”与“互联网+”一样,VR并不只是一个单独的产业,它是能与传统媒体相“+”并能改变媒介生态的巨大动力,甚至可以全面推动中国信息化发展.伴随着互联网、大数据和云计算的高速发展,“VR +”已经成为“互联网+”的主要组成部分和延伸,“VR+”的创新模式也将会推动传统媒体和网络媒体的创新与发展,同时也将为其带来更大的发展空间.
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