在虛拟世界的感知方面,有關視覺合成研究多,聽覺、觸覺(力覺)關注較少。虛拟現實國内外都欠缺統一标準
從現階段來講,國内外需要共同面對的瓶頸——标準的未統一和内容的稀缺。
《白皮書》指出,虛拟現實産業快速健康發展需要标準和規範引導,目前标準嚴重缺失,整個産業鍊發展就像帶着鎖鍊在跳舞,這個鎖鍊就是不适合虛拟現實的一些現有标準和規範,因為虛拟現實的一些技術要求超出了原有的一些配套行業的技術要求。
對此,《白皮書》作出很好的诠釋。“雖然國際上虛拟現實的技術和産品呈一片如火如荼的繁榮景象,但虛拟現實存在内容短闆:虛拟現實内容稀缺、制作成本過高,内容呈現方式多樣,虛拟現實内容沒有統一标準,各類虛拟現實設備之間還無法實現互聯互通,成為制約虛拟現實大規模産業應用的關鍵因素;同時虛拟現實内容數據量龐大,給實時網絡傳輸帶來新挑戰。”
其實,标準問題已經引起了國際各方的關注,目前國際上已經開展相關标準化活動的有ISO/IECJTC1/SC24(國際标準化組織/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/IECJTC1/SC29(國際标準化組織/國際電工委員會第1聯合技委員會第29分委會:音頻、圖像、多媒體和超媒體信息),SC24和SC29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(ARC)的相關标準。
另外,也有一些非官方的組織在考慮虛拟現實的标準化問題。據AdvancedTelevision報道,英國數字媒體技術革新合作中心DTG(DigitalTVGroup)的CEORich日前表示,該組織将考慮推進虛拟現實的标準化。DTG先前已發布了一份有關虛拟現實的白皮書,計劃在2016年開展進一步的研究。
國内方面,根據《白皮書》的介紹,在虛拟現實終端設備方面,我國不管是增強現實、虛拟現實或是混合現實,雖然專注于此領域的公司有近百家,但多數團隊都是技術型的創業團隊,對行業的商業模式和應用方案并沒有成型的思考,産品化能力捉襟見肘。
和國外比,在高性能的傳感器領域還有很大的差距,在GPU底層開發上的技術也比較薄弱,軟件主要是在圖像拼接和播放器領域還有較大的差距。這些差距需要大量的投入以及人力資源才能追上。
同時,投機性過強也成為阻礙增強現實/虛拟現實發展的主要原因,很多産品在存在明顯瑕疵的情況下就急于發布。在大廠都在明顯炒作概念的環境下,很難指望小廠能踏踏實實做研發。因此,國内的相關企業呼籲應盡快啟動虛拟現實标準化工作研究,建立虛拟現實技術标準體系,規範行業發展。對此,我國正在征集虛拟現實(VR)和增強現實(AR)國家及行業标準。
近期,AVS标準工作組也已啟動虛拟現實音視頻編解碼技術研發,有望推出我國自主知識産權的AVS虛拟現實标準。
硬件設備等方面的技術瓶頸
從虛拟現實系統的軟硬件技術來看,與發達國家相比,仍然存在差距。媒體普遍認為,一方面,國外,除了三大頭戴顯示器外,虛拟現實相關設備還包括交互設備、輸入設備、動作識别設備,媒體等各個行業的應用也都比較平均。但是在國内,頭戴顯示器輸出方案相對更集中一些。另一方面,國外以PC端為代表的Facebook的OculusRift和以移動端為代表的三星GearVR在産品疊代、提升用戶體驗方面比國内走得更遠。國内VR産品分辨率、刷新率不高等硬傷使用戶在使用時産生不适感,而這種不适感會給産品推廣帶來困難。
對于虛拟現實技術的瓶頸,根據《白皮書》的介紹,主要表現為以下幾個方面:
一是相關設備普遍存在使用不方便、效果不佳等情況,難以達到虛拟現實系統的要求。如計算機的處理速度還不能滿足在虛拟世界中巨大數據量處理實時性的需要。
二是硬件設備品種有待進一步擴展,在改進現有設備的同時,應該加快新的設備的研制工作。同時,針對不同的領域要開發能滿足應用要求的特殊硬件設備。
三是虛拟現實系統應用的相關設備價格也比較昂貴且局限性很大。如建設CAVE(洞穴狀自動虛拟系統,CaveAutomaticVirtualEnvironment)系統的投資達百萬以上,一個頭盔式顯示器加主機一般成本就需上萬元等。
四是目前大多數虛拟現實軟件普遍存在語言專業性較強,通用性較差,易用性差等問題。同時,由于硬件設備的諸多局限性,使得軟件開發費用也十分巨大,并且軟件所能實現的效果受到時間和空間的影響較大。很多算法及許多相關理論也不成熟,如在新型傳感和感知機理,幾何與物理建模新方法,基于嗅覺、味覺的相關理論與技術,高性能計算,特别是高速圖形圖像處理,以及人工智能、心理學、社會學等方面都有許多挑戰性的問題有待解決。
五是繁瑣的三維建模技術有待進一步突破。給予圖形的虛拟環境首先要解決的問題是三維造型。當圖形渲染技術在向實現真實感大踏步的時候,生成精确三維模型的過程還是相對困難,技術有待進一步突破。即使是在三維激光掃描技術進步提供了簡化模型構建過程,這些自動化模型獲取方法也并不能滿足我們的全部需要,大部分模型仍需要高水平的專業人士人工繪制,不僅延長了制作的周期,也使得費用成本急劇攀升。
六是大數據融合處理有待進一步整合。虛拟現實要想得到很大的發展,需要與互聯網進一步結合,目前虛拟現實應用的數據量非常巨大,而整體網絡的速度相對較慢,而且分布不均衡,使得效果大打折扣,我們需要在虛拟現實系統中考慮數據壓縮的問題。
此外,從效果來看,仍然缺乏逼真的物理、行為模型。在虛拟世界的感知方面,有關視覺合成研究多,聽覺、觸覺(力覺)關注較少。在與虛拟世界的交互中,自然交互性不夠,在語音識别等人工智能方面的效果還遠不能令人滿意。