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2015年以來，隨著虛擬現(xiàn)實消費級產(chǎn)品的不斷推出，虛擬現(xiàn)實才真正成為電子信息領(lǐng)域最受關(guān)注的產(chǎn)業(yè)之一。虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)有望成為全球繼計算機、智能手機之后新的通用計算平臺。隨著各產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展，七大行業(yè)應(yīng)用或?qū)⒊蔀樘摂M現(xiàn)實行業(yè)應(yīng)用重點領(lǐng)域，它們是：軍事，制造，教育，醫(yī)療，文化藝術(shù)，旅游，以及汽車工業(yè)。其中，制造和汽車工業(yè)，或成虛擬現(xiàn)實引爆點。
在工業(yè)和信息化部電子信息司指導(dǎo)下，2016年4月，中國電子技術(shù)標準化研究院組織編寫了《虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》。本白皮書全面闡述國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)特點、關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)和主要應(yīng)用領(lǐng)域等，并分析未來提升空間，給出相應(yīng)的政策建議。最后，列出了當前國內(nèi)外已發(fā)布的部分典型虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品。
◆ 虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種計算機仿真系統(tǒng)，通過對三維世界的模擬創(chuàng)造出一種嶄新的交互系統(tǒng)。它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式三維動態(tài)視景和實體行為系統(tǒng)仿真。借助計算機系統(tǒng)及傳感器技術(shù)生成三維環(huán)境，創(chuàng)造出一種嶄新的人機交互方式，通過調(diào)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，并使用戶沉浸到該環(huán)境中。
在產(chǎn)業(yè)界，將虛擬現(xiàn)實定義為三類技術(shù)應(yīng)用方式：虛擬現(xiàn)實(VR，Virtual Reality)、增強現(xiàn)實(AR，Augmented Reality)和混合現(xiàn)實。
隨著硬件性能的提升和成本的大幅度降低，近年來虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品獲得了廣泛發(fā)展，特別是 2016年美國消費電子展上，虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品成為展會的絕對主角。
◆ 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在制造行業(yè)的應(yīng)用
在制造行業(yè)，虛擬現(xiàn)實打破了二維平面的桎梏，其可以在虛擬裝配、設(shè)備維護、培訓(xùn)等多方面加速制造業(yè)的生產(chǎn)率提升，在全球制造業(yè)研發(fā)、裝配、檢修、培訓(xùn)等環(huán)節(jié)已經(jīng)實現(xiàn)初步應(yīng)用。
在研發(fā)環(huán)節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以展現(xiàn)產(chǎn)品的立體面貌，使研發(fā)人員能夠全方位構(gòu)思產(chǎn)品的外形、結(jié)構(gòu)、模具及零部件配置使用方案。特別是在飛機、汽車等大型裝備產(chǎn)品的研制過程中，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能大幅提升產(chǎn)品性能的精準性。波音公司將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于777型和787型飛機的設(shè)計上，通過虛擬現(xiàn)實的投射和動作捕捉技術(shù)，完成了對飛機外型、結(jié)構(gòu)、性能的設(shè)計，所得到的方案與實際飛機的偏差小于千分之一英寸。據(jù)統(tǒng)計，采用虛擬現(xiàn)實設(shè)計的波音777飛機，設(shè)計錯誤修改量減少了90%、研發(fā)周期縮短了50%、成本降低了60%。
在裝配環(huán)節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前主要應(yīng)用于精密加工和大型裝備產(chǎn)品制造領(lǐng)域，通過高精度設(shè)備、精密測量、精密伺服系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的協(xié)同，能夠?qū)崿F(xiàn)細致均勻的工件材質(zhì)、恒溫恒濕潔凈防震的加工環(huán)境、系統(tǒng)誤差和隨機誤差極低的加工系統(tǒng)間的精準配合，提高裝備效率和質(zhì)量。中國一拖集團應(yīng)用我國本土企業(yè)曼恒數(shù)字研發(fā)的“數(shù)字化虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)”，打造出虛擬裝配車間，可實現(xiàn)360度內(nèi)部全景漫游，既能多角度觀察每個裝配工位，又能精準跟蹤裝配工件的生產(chǎn)工藝流程，為我國大型農(nóng)業(yè)裝備制造行業(yè)發(fā)展注入了新鮮血液和強大力量。在虛擬裝配環(huán)節(jié)中，設(shè)計人員在產(chǎn)品原型實際加工之前就可以全方位地檢查零部件之間的裝配間隙和干涉，也可通過程序自動檢查裝配狀態(tài)?？梢源蟠筇岣邔嶋H裝配成功率并降低零件制作返工率。
在設(shè)備維護檢修方面：虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的檢修工作中，能夠?qū)崿F(xiàn)從出廠前到銷售后的全流程檢測，能夠突破空間限制、縮短時間需要，提高服務(wù)效率、拓展服務(wù)內(nèi)容、提升服務(wù)質(zhì)量，將制造業(yè)服務(wù)化推向新的階段。例如，美國福特公司聯(lián)合克萊斯勒公司與IBM合作開發(fā)了應(yīng)用于汽車制造的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，在汽車出廠前可以檢驗出其存在的設(shè)計缺陷，并輔助修正，大大縮短了新車研發(fā)周期。未來，通過遠程數(shù)據(jù)傳輸，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將幫助實現(xiàn)實時、遠程、預(yù)判性的監(jiān)測維修服務(wù)。
在培訓(xùn)方面：通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立虛擬培訓(xùn)基地，能夠立體展現(xiàn)制造場景，幫助學(xué)員通過全方位的感知體驗，獲取高仿真的、可重復(fù)的、低風險的學(xué)習(xí)體驗，有利于制造業(yè)從業(yè)人員提前熟悉制造場景、提升應(yīng)用技能。當前，已經(jīng)有許多國內(nèi)外企業(yè)運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開展培訓(xùn)工作。例如，英國皇家裝甲公司采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對14.5噸的新型車輛進行車輛訓(xùn)練模擬，實現(xiàn)了對專用車型駕駛員的操作培訓(xùn)。
從應(yīng)用基礎(chǔ)看，我國在虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域已經(jīng)形成一批科研成果，為在制造業(yè)推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。北京航空航天大學(xué)和一汽公司合作開發(fā)的板料成形軟件，基本能夠模擬車門等復(fù)雜覆蓋件的沖壓成型過程；沈陽鑄造研究所開發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件已經(jīng)應(yīng)用在水輪機組葉片曲面造型中；合肥工業(yè)大學(xué)開發(fā)研制的雙刀架數(shù)控車加工模擬已應(yīng)用于馬鞍山鋼鐵車輪輪箍廠。
從應(yīng)用實踐看，我國已在航天、航空、汽車等高端制造領(lǐng)域初步應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)。中國商飛研發(fā)出虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)，用于新型民機的預(yù)先研究評估和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；一汽、二汽、上汽等汽車公司在運用UG、CATIA、PRO-E等三維軟件進行產(chǎn)品設(shè)計方面已積累多年經(jīng)驗，具備了應(yīng)用虛擬現(xiàn)實所需的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)看，我國制造業(yè)規(guī)模位居全球第一，規(guī)模以上制造企業(yè)數(shù)量超過32萬家，產(chǎn)業(yè)門類齊全、產(chǎn)品種類豐富，產(chǎn)業(yè)體系健全，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用場景豐富，空間廣大。
虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)市場具有良好前景。國內(nèi)外多家大型市場研究機構(gòu)對2020年全球VR產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計在150億到300億美元之間；咨詢公司Gartner預(yù)計VR產(chǎn)業(yè)在2020年達到400億美元規(guī)模。2015年我國虛擬現(xiàn)實行業(yè)市場規(guī)模為15億元左右，預(yù)計2016年將達到56.6億元，2020年將接近600億元。
◆ 虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用存在的問題
目前，我國虛擬現(xiàn)實行業(yè)應(yīng)用推進中還存在一些共性問題，如應(yīng)用場景和應(yīng)用路徑尚不清晰、我國相關(guān)行業(yè)自身發(fā)展層級不高造成新技術(shù)應(yīng)用的效率成本難以平衡、虛擬現(xiàn)實行業(yè)應(yīng)用的供應(yīng)鏈短板依然明顯。
針對共性問題，一些智庫和專家給出了幾點建議，一是，強化頂層設(shè)計，面向行業(yè)需求你規(guī)劃應(yīng)用路徑；二是，加強重點攻關(guān)，盡快突破行業(yè)應(yīng)用技術(shù)瓶頸；三是，制定標準規(guī)范，開展行業(yè)應(yīng)用聯(lián)合測試驗證；四是，推進試點示范，以點帶面擴大行業(yè)應(yīng)用范圍和影響力。
