丁文华院士:复合宇宙代表了下一代媒体技术的发展方向

不久前,2022世界VR产业大会在江西南昌成功举办,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在11月12日的“元宇宙高峰论坛”上作了题为《复合宇宙中的XR技术发展思考》的线上主旨演讲,DVBCN笔者根据当日演讲内容结合个人理解作成此文。

纵观媒体技术的发展趋势,传统以照片、视频等为表现形式的方法重在记录过程、模拟再现视听造梦为主,当今的技术则为实现逼真还原、沉浸体验的如临其境为主,代表性的像4K/8K超高清、VR/AR/MR等。未来的媒体技术趋势将向着虚实融合、时空拓展转变,以虚拟社交、数字工厂为代表的融入其中为特征。

持续火热的“元宇宙”概念,其原名词“Metaverse”来自于1992年的科幻小说《Snow Crash》,具体解释便不再多提。但值得注意的是,过去一年至今各产业方代表对元宇宙的概念明显侧重均有不同,像Roblox认为元宇宙是“持久的、共享的3D虚拟空间”,Meta(Facebook母公司)侧重于“移动互联网的升级版、具有超强沉浸感的社交平台”,NVIDIA旨在打造“工程师的元宇宙”,Epic注重于“实时3D媒介”,Microsoft认为是“连接数字世界和物理世界的能力”……

丁文华院士:复合宇宙代表了下一代媒体技术的发展方向-DVBCN

在中文语境中,“元宇宙”“Metaverse”的概念也明显有着差异,丁文华则在此次论坛中提出了“复合宇宙(Complex Universe)”的概念,指向为真实世界与虚拟世界的结合,可简称为“Comverse”(Real world + Virtual world)。其属性呈现为具有社交性、多样性、规则性、价值性、仿效性(又包含模拟性、交互性、智能性)等。

复合宇宙在特点方面,其一应是物理世界的,而并非是精神世界的,因为虚拟世界是由信息组成,并通过物理媒介来呈现的,而信息既有物质属性也有意识属性。其二应具备多种呈现形态,VR主要是面向纯粹的虚拟世界,AR是以现实世界为主以提供增强信息,MR既可以现实世界为主、也可以虚拟世界为主,Digital Twin(数字孪生)是虚拟世界对现实世界的完整镜像,EVR(Enhanced VR)则是以虚拟世界为主、数字对象作为现实世界的代理并要受之驱动。

复合宇宙的必备要素可归纳为五方面,入口(设备端等为主)、数字环境(包含工作环境、生活环境、娱乐环境、社交环境等)、数字化身(每个人都要拥有自己的数字化身)、规则(虚拟社会的规则,还要涉及数字资产所有权等)、反作用代理(虚拟世界是反作用于真实世界的)。

广义的XR(扩展现实)概念中主要是由VR、AR、MR三位一体组合而成的,VR更多的指向于全虚拟环境、AR指向于将数据信息或虚拟对象叠加到现实世界中,MR指向于将虚拟对象与现实世界融为一体。XR呈现方式典型代表为头戴设备,也有一些专门的平板设备。

中国XR产业正处于加速发展阶段,据wellsenn XR今年8月的数据显示,2022年第二季度全球XR头显出货量为8.6万台,国内品牌占比显著提升。11月工信部、广电总局等五部委出台了《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022-2026年)》,在发展目标方面提出到2026年我国虚拟现实产业的总体规模(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,建成10个产业公共服务平台。在工业生产、文化旅游、融合媒体、教育培训、体育健康、商贸创意、智慧城市等虚拟现实重点应用领域实现突破。

XR在互动性方面具备多自由度感知的特性,VR终端全面可达到4K的呈现能力,AR终端则已经能达到2K+的呈现能力。按照ITU的标准,对头戴设备360°图像显示分辨率建议中,1920x1080(2Kx1K)为入门级别,3840x2160(4Kx2K)为推荐级别,7680x4320(8Kx4K)则为最终的标准级,在VR终端近眼显示能力方面离8K的目标还有一定的差距。

此外,在多维度互动入口技术方面,XR入口技术正面向多感官、全要素、智能化的互动发展,像沉浸声场、气味模拟、触觉反馈、手势追踪等已取得应用成熟,未来则还要实现更高级别的情感及语义交互互动,需要实现如表情追踪、肌电传感、脑机接口等方面的应用成熟。

丁文华院士:复合宇宙代表了下一代媒体技术的发展方向-DVBCN

现阶段,复合宇宙正处于发展初期,制定通用的标准体系和互动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。

最后丁文华总结道,复合宇宙代表了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,但现有的承载终端技术水平仍有较大提升空间。我国应抓住机遇,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。

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