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虚拟现实:是否浮华背后梦一场?

2016-04-14 邵乐峰 阅读:
如同可穿戴设备在2015年的突然爆发一样,对于VR/AR行业来说,2016年注定将是具有跨时代意义的一年。从CES 2016铺天盖地的VR/AR产品宣传就能看出,这一年,会有越来越多的虚拟现实爱好者和开发商、投资商进入到这个行业……

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如同可穿戴设备在2015年的突然爆发一样,对于VR/AR行业来说,2016年注定将是具有跨时代意义的一年。从CES 2016铺天盖地的VR/AR产品宣传就能看出,这一年,会有越来越多的虚拟现实爱好者和开发商、投资商进入到这个行业,虚拟现实正快速发展成为游戏、电影行业的重要出口,甚至在某种意义上成为衡量企业科技综合实力的重要标志。本期封面故事,我们将邀请众多知名VR/AR行业领导厂商一起探讨技术发展趋势,分析市场发展机遇与挑战,共同迎接这一朝阳产业的到来。

投行眼中的VR/AR行业

2016年2月,高盛发布了《VR与AR:解读下一个通用计算平台》的行业报告。在这份2.9万字的报告中,高盛分析师认为到2025年,通过VR和AR重塑当前市场和人类行为方式的案例将不在少数,如买房、与医生互动和观看足球比赛等。随着技术的改进、价格的下滑,以及相关应用的诞生,VR和AR的市场规模将达到数百亿美元,并有可能像PC的出现一样成为游戏规则的颠覆者。

考虑到应用空间和市场,结合大规模普及时间框架和价格框架,高盛对2025年的VR/AR市场规模做出了三个级别的预测:分别是1820亿美元、800亿美元和230亿美元。并同时列出了短期内VR/AR产品9大最热门应用领域,分别为视频游戏、事件直播、视频娱乐、医疗保健、房地产、零售、教育、工程和军事。根据预测,在VR/AR应用方面,视频游戏将是今年的核心应用,医疗保健和教育领域的应用也将推动VR/AR的普及。

● 标准预期:800亿美元市场规模(硬件450亿美元,软件350亿美元)

在该预期模式下,随着VR/AR技术的完善,头戴式显示器(HMD)设备开始普及,但移动性和电池续航等问题尚未解决。因此,在该条件下,HMD设备的应用空间将局限在“固定移动”空间内,如起居室和办公室。

● 乐观预期:1820亿美元市场规模(硬件1100亿美元,软件720亿美元)

在该预期模式下,到2025年,HMD设备将从一款小众产品发展成为一个通用计算平台。因为用户体验大幅提升,移动性和电池续航问题均得以解决。

● 悲观预期:230亿美元市场规模(硬件150亿美元,软件80亿美元)

在该预期模式下,意味着VR/AR技术的完善速度较慢,存在延迟、显示、安全、隐私和其他方面的挑战,HMD设备主要在游戏市场取得成功。

不再重蹈90年代的覆辙

当前,VR技术得到了业界的普遍关注,但这并不是首次。早在20世纪90年代,就已经有3D游戏上市,VR在当时也引发了类似于当前的关注度。到了2014年,Facebook以20亿美元收购Oculus后,类似的VR热再次袭来。在过去的两年中,VR/AR领域共进行了225笔风险投资,投资额达到了35亿美元。那么与90年代的失败相比,当前的VR热会不会重蹈90年代的覆辙呢?

《电子工程专辑》AMD VR与软件全球市场营销全球主管Sasa Marinkovic
AMD VR与软件全球市场营销全球主管Sasa Marinkovic

“开发者对开发虚拟内容充满了兴奋和热情,以他们开发的内容和速度来看,毫无疑问,今天的VR产业将有完全不同于20年前的命运。”AMD VR与软件全球市场营销全球主管Sasa Marinkovic认为,人类对全新体验和新鲜感觉的渴求,推动了视觉计算的发展。从70年代的实时2D计算机图像,到90年代使用图形加速器实现的3D游戏,再到现在先进的GPU已经可以实现接近照片级真实感的3D影像。过去的20年里,图形技术的发展实在太“令人惊奇”。

在PC平台上,屏幕分辨率越来越高,性能越来越快,并取得了更加逼真的画质。从1080p到4K跳跃幅度很大,从4K到VR的转变将更是如此,像素数量正在成指数级增长,未来还将需要更多像素吞吐量和更多GPU处理能力,以便让VR尽可能达到游戏互动性和电影级视频质量的逼真程度。

《电子工程专辑》安创空间加速器首席执行官陈鹏
安创空间加速器首席执行官陈鹏

安创空间加速器首席执行官陈鹏则表示,当前的VR热与之前的最大不同之处在于技术的极大进步。“我们比较认可高盛的提法,即VR/AR产品有潜力成为下一个重要计算平台,如同PC和智能手机,并且将同它们一样无处不在。”理由在于,智能手机的部分吸引力在于触摸屏界面所提供的易用性,而得益于手势操控和3D界面这样创新的交互方式,VR/AR技术也有潜力达到这样的普及程度。安创空间孵化加速的一家创新初创企业—uSens(凌感科技)就依靠多年的积累,主打三维人机交互,目前取得了非常不错的成绩。

高通(Qualcomm)产品管理副总裁Tim Leland将“技术进步”和“生态系统进步”比喻为促进VR/AR产业发展的两翼。他列举的有利因素包括:

《电子工程专辑》高通(Qualcomm)产品管理副总裁Tim Leland
高通(Qualcomm)产品管理副总裁Tim Leland

技术进步:

- 高性能多媒体技术领域的重大进步,例如3D图形、先进高质量视频压缩和3D音频等

- 显示屏与传感器技术领域中与惯性和动态捕捉相关的重要改善

- 半导体晶体管制程演进(例如FinFET)所提供的更好功效效率、更佳的低功耗系统架构和热管理领域的创新

生态系统进步:

- 更成熟的软件基础架构,例如操作系统、中间设备、工具等方面的进步

- 许多应用开发商开始面向用户部署而打造商业化内容

- 更广泛的设备可用性

本文下一页:除了“颠覆”,我们想不出其它词汇

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除了“颠覆”,我们想不出其它词汇

根据高盛的预测,9大热门应用领域中只有视频游戏、事件直播和视频娱乐3大领域将完全由消费者推动,占整体VR/AR营收预期的60%,剩余40%将由企业和公共部门推动。Sasa说他相信在开始的时候,游戏和娱乐将最有可能成为大赢家,因为这种最新技术能够开启前所未有精美丰富和身临其境的体验。对于用户来说,他们无需使用键盘或鼠标,让头部转动就能够看到周围环境和物体,就好像在物理环境当中一样。通过创建“存在”感,VR体验将真正栩栩如生的让虚拟世界和真实世界一样逼真。

比如,VR将改变教育孩子的方式,家长可以在VR当中展示全尺寸恐龙,试问还有比这个更好的办法来向孩子解释恐龙有多大吗?利用虚拟现实技术,人们就能在重大历史事件场景当中走动、暂停、快退、以及用不同角度看待这些历史事件,以存在感去感受历史事件,每一个细节都可以进行彻底的研究和再现,从而使我们对历史人物感同身受,产生更多的理解与同理心。

他还列举了其他几个使用AMD技术开发VR应用的例子:

● 与Smithsonian合作,名为“First”的项目试图重建一个2分钟长度历史性飞行的虚拟体验,以VR方式完美呈现飞机微小细节,其中每一个细节都深入研究和再现,包括电池接地线连接在哪一侧等等。

● GE科学家与世界各地顶级研究人员和机构合作,正在努力提供关于大脑的新见解,这在以前是无法完成的。新工具和技术带来可视化大脑解剖和功能,可以让研究人员以前所未有的方式洞察大脑疾病或损伤,同时开发相关治疗方法。

● Crytek研发了第一款VR游戏《Foray》,为玩家提供了一项庞大任务—重建一个史前地球,充满了恐龙、侏罗纪植被和地形,让玩家在这个昔日世界中实现充分的沉浸感。

“VR具有呈现难以置信体验的潜力,但这一技术真正的关键在于变得透明化,让用户无法察觉其存在。”Sasa强调称,在VR当中,创造力将达到一个全新水平。“VR不是小众,它有可能成为有史以来最引人注目、最引人入胜的计算平台。”

而陈鹏看好的VR/AR主要应用场景则包括视频游戏、事件直播、视频娱乐、医疗保健、教育、工程、商业消费(房地产、零售)等,可简单分为游戏和视频两类。但他同时也指出,目前VR/AR在游戏市场的普及面临着“鸡和蛋”的窘境。一方面,主打游戏的VR设备比主打视频播放的VR设备复杂不少,例如需要集成更多的传感器,目前这样的VR设备还比较缺乏。另一方面,如果VR设备的保有量不高,游戏制作商及开发者对开发VR/AR内容和应用也持谨慎态度。因为目前的游戏不能简单地移植到VR/AR平台上,而一个全新的游戏大作却需要几千万到上亿美元之间的创作成本。

因此,短期内VR/AR市场最有可能爆发的场景是视频相关的领域,比如视频娱乐、教育等。教师可以使用VR/AR技术作为学生与教学目标进行互动的方式,学生可以通过与虚拟世界互动来了解难以理解和想象的知识,例如星系、生物或历史事件。

随着时间的推移,Facebook、谷歌、索尼和微软正通过支持硬件和内容/软件来解决上述问题。在保有量方面,谷歌已经发行了200万Cardboard(其中100万通过《纽约时报》免费提供),Oculus消费者版本已于今年1月6日接受预订。内容方面,Facebook和Youtube已允许通过VR设备360度观看视频,而Oculus今年计划推出100款VR游戏,其中20款由Oculus Story Studios开发。

Tim Leland将VR/AR应用场景做了简单明晰的区分,前者包括:PC VR HMD,首批此类终端将是通过线缆连接到PC的配对连接式VR头盔;游戏机VR HMD,首批此类终端将是通过线缆连接到游戏机的配对连接式VR头盔;移动VR HMD,无需电线或线缆、专为VR而打造的HMD;智能手机VR,由能够插入VR头盔的智能手机组成。而后者则包括:移动AR HMD,无需电线或线缆、专为AR而打造的HMD;PC AR HMD,首批此类终端将是通过线缆连接到PC的配对连接式AR头盔。

“AR和VR或许将让广告主们发现赚钱的新方式。”Tim Leland认为与AR相比,VR终端和应用需要克服的技术挑战较少,因此VR终端和应用将早于AR终端开始大批量的出货。沉浸式电影和节目、现场演唱会、360度视角的体育视频播放以及其他大型活动、互动游戏、成人内容、更加沉浸式和互动的教育应用、3D设计和艺术应用、全新社交网络和生产力相关的互动等,都将是VR未来最为热门的应用。

另一方面,培训(例如面向工业维护和医疗等)和视觉演示(例如面向民用或机械的工程项目)虽然在VR和AR上都可能实现,但或许会特别适合AR。AR将会带来一些应用,比如通过利用面部或其他类型的物体识别向HMD传递有用信息,并根据HMD摄像头传感器的“所见”而激发不同用户体验。

本文下一页:保持沉浸式魔法的魔力来自哪里?

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保持沉浸式魔法的魔力来自哪里?

VR/AR等HMD产品硬件通常由显示屏、处理器、传感器、摄像头、无线连接和存储电池组成。就Oculus Rift和HTC Vive VR这两款产品来说,它们两者的要求是相当类似的:需要在2160x1200分辨率上,始终保持每秒90帧的帧数,无丢帧。这两家制造商建议用户至少使用一张Radeon R9 290显卡或更高性能的GPU搭配至少i5等级CPU以保持上述FPS。

但随着时间推移,未来VR设备和内容的要求是什么?Sasa表示这很难说,但可以肯定地的是,伴随着科技的进步,内容开发商将更加明确地告诉用户什么级别的硬件可以流畅地获得他们的虚拟现实体验。VR最终目标是保持沉浸式魔法的重要魔力,保持“存在感”是虚拟现实体验的核心。在虚拟现实当中以高分辨率/高刷新率实时渲染近乎逼真的图像,即使是对目前最强大的GPU/CPU来说都是一个挑战,整个产业正在积极研究和开发先进的图像质量技术,使开发者可以轻松地使用最先进的研发成果。

他同时提到了能够开启身临其境、互动直观VR用户体验,提供栩栩如生的真实感和惊人的视觉保真度的AMD LiquidVR虚拟现实技术。据称,该技术可使用户利用目前市场已有硬件,构建支持VR的单个或多个GPU系统,在虚拟现实当中以高分辨率高刷新率实时渲染近乎逼真的图像。再结合其它多项AMD虚拟现实技术,如异步着色器,协同多GPU等,VR程序员和开发人员就能够创建世界级的VR内容,确保为消费者带来舒适和身临其境的虚拟现实体验。

“沉浸感和交互性是VR的主要需求,其关键在硬件实现。”陈鹏说,要想实现完美的沉浸式体验,就需要在虚拟世界里去感知真实世界的景象,而感知世界的最直接的方式就是视觉,视频图像的处理及显示技术自然成了VR硬件的核心需求。“AR讲究的是现实世界叠加虚拟世界,实现‘虚实结合’,技术实现难度远大于VR。AR不仅要解决显示问题,还要注重感知,这包括对人输入信息的感知,还包括对周围环境的感知。简单讲,AR需要将虚拟世界的数据与现实世界的数据结合显现,它对硬件的要求(如算法,应用等)比VR要高很多。”

众所周知,对于VR/AR产品而言,它们对芯片的共通需求就是低功耗—这也是所有移动设备都必须优先考虑的问题,而在移动AR/VR设备上,这样的问题将更加突出。高功耗带来的热量会对人的感官造成极大的影响,有些移动VR一体机因为使用了高功耗芯片并为此使用了风扇,这都是违背用户体验的设计。此外,AR应用对移动处理器的需求更多的是计算能力,而VR要求更多的是图形图像的处理能力。针对AR与VR的不同应用场景,芯片级别的加速和GPU驱动的扩展都是相对与传统手机芯片的新需求。

Tim Leland在谈到公司最新的看家利器—骁龙820处理器时说,无论VR还是AR应用,其中最大“变化”之一是这些应用将允许用户在虚拟世界中移动和交互,能够从自己的3D角度,而不是强制、固定的2D角度观看,或在用户的指令下让扩增世界移动,以及提示用户其感兴趣的项目。他认为820所具备的性能出色的低功耗3D Adreno图形处理能力、低功耗的“始终开启”传感器内核,以及辅助低延时头部运动跟踪的数字信号处理器等,完全能够实现前文提及的“移动VR HMD”、“智能手机VR”和“移动AR HMD”等类别的功能。

本文下一页:VR/AR普及的主要障碍,目前的HMD产品总结

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VR/AR普及的主要障碍

“如果这是一道多选题,那我将把票投给用户体验、技术局限、内容和应用的开发,以及价格等选项。”陈鹏对记者说,用户体验是最重要的因素,而技术的改进将提高VR/AR设备的移动性,拓展其应用空间,并推动其普及。现在的VR设备有移动版、PC版、还有一体机,但未来VR/AR的设备一定是“自由”的、方便移动的、没有数据线等各种外接设备牵连的,移动VR/AR是大势所趋。

他甚至还谈到了VR/AR创新创业企业的生存问题,直言“那种既想做一体机,又想做内容的创新创业公司,很难脱颖而出。”因为大企业如腾讯、暴风之类,资源丰富,可以做很多事情。但大多数涉足VR/AR的中小企业,尤其是创业企业,需要非常小心。和手机、平板电脑等爆发式增长情形相似,当前很多中小企业蜂拥而上,同质化竞争,没有差异化,最后只会被挤出市场,或被淘汰。倒不如集中优质资源,在内容制作工具、人机交互技术等方面实现单点突破,相对而言,得到资本市场的认可和支持的概率还比较大。

在Sasa看来,短期来看,解决运动到画面的延迟是关键,以确保平稳,舒适的体验;从中长期看,这个行业需要提供身临其境、互动和直观的用户体验,使用的技术必须创建和维持虚拟环境以实现虚拟存在感,然后就是跳出框框且与实际体验毫不相关。“内容创建者是魔术师。他们给生活以想象力,扩大我们的思维并激发想象。接下来,还会继续成为创新急先锋,施魔法并呈现他们的故事。通过虚拟现实,一个个精彩的新技术将彻底改变故事呈现和体验方式。”

Tim Leland不认为价格、内容会成为最终的障碍。“道理很简单,我们正处于HMD产量爬坡的起步阶段,尽管首批HMD的价格会偏高一些,但正如其他消费品一样,最终会有更低成本的HMD设备出现。而且,针对HMD开发的应用程序,后期开发的程序或许会比前期的第一批更具吸引力,这种情况就像二十世纪八 九十年代的PC一样,不是么?”

目前的HMD产品总结

Oculus消费者版本的预订已于2016年1月6日启动,价格为599美元,该设备需要一台高端PC配套才能体验。据Nvidia预计,目前全球只有1300万PC可以达到该要求(不到全球PC保有量的1%),而同等配置的PC售价至少要1000美元。鉴于较高的价格和较小的PC保有量,预计HMD设备初期销量可能有限。PlayStation VR和HTC Vive也将于今年上半年发布,而三星Gear VR已经在2015年9月发布,售价99美元。

微软已经宣布,其HoloLens全息眼镜开发者版本将于2016年第一季度上市,售价3000美元。谷歌眼镜(Google Glass)早在2013年就已经限量发布,售价1500美元,但后来停止销售。而Magic Leap尚未公布其产品上市日期。

苹果公司在VR/AR领域还没有太大动作。业界普遍认为是由于VR/AR目前仍处于应用案例开发的初期阶段,苹果正试图了解消费者该如何与此项技术互动。但近期进行的几笔相关并购交易让人相信,苹果加入VR/AR大潮中只是时间早晚的问题。

至于亚马逊,该公司在2015年12月申请了AR手势控制专利。而之前曾尝试过VR的任天堂至今尚未发出重返该领域的信号,但鉴于悠久的游戏历史和Virtual Boy的研发经历,如果有一天任天堂最终重返VR市场,将并不令人感到意外。

本文为《电子工程专辑》原创,版权所有,谢绝转载

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邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
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