长春市虚拟增强现实产业化项目.docx
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长春市虚拟增强现实产业化项目
长春市虚拟(增强)现实产业园区项目
1.项目简介
1.1项目背景
1.1.1产品简介
虚拟现实技术是一种计算机仿真系统,通过对三维世界的模拟创造出一种崭新的交互系统。
它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为系统仿真,并使用户沉浸到该环境中。
在产业界,将虚拟现实定义为三类技术应用方式:
虚拟现实(VR,VirtualReality)、增强现实(AR,AugmentedReality)和混合现实(MR,MixedReality)。
实际上,在学术界的划分中,混合现实技术还分为增强现实和增强虚拟环境两类。
虚拟(增强)现实是新一代的信息通信技术的关键领域,具有应用空间大、产业潜力大、技术跨度大的特点,对带动核心元器件、泛智能终端、网络传输设备、云设备、电信服务、软件与行业领域信息服务的转型升级具有重要意义。
作为一个具有较长历史,但实际刚刚新兴的产业,虚拟现实技术与产业的发展轨道尚未完全定型。
从关键技术上看,以近眼显示、渲染处理、感知交互、网络传输、内容制作为主的技术体系正在形成。
从产业构成上看,虚拟现实产业体系依托器件/设备、工具/平台与内容/应用,相比较为成熟的智能终端,虚拟现实产业体系类似,实则差异较大。
总体来看,我国在虚拟现实产业上与国际一流水平差距不大,建议进一步强化跨领域技术储备,聚焦融合创新;深化内容开发工具/平台发展,推广应用服务;构建公共服务平台,提升产业化服务能力。
虚拟现实产业链长,产业带动比高,涉及产业众多,包括虚拟现实工具与设备、内容制作、分发平台、行业应用和相关服务等在军事、民用以及科研等方面的各种应用。
目前在国内形成了以北京航空航天大学、清华大学、工业和信息化部电子工业标准化研究院、浙江大学等各大高校、研究院所和高科技公司联合研究开发制作,产学研密切结合的良好发展局面。
虚拟现实产业链中,工具和设备类可细分为输入设备、输出设备、显示设备、拍摄设备、以及相关软件等;内容制作可细分为影视、游戏等内容;分发平台可细分为应用商店、社交影院、实体体验店、网店、播放器等内容;行业应用可细分为工业、军事、医疗、教育、房地产、旅游、会展等内容;相关服务可细分为平台、媒体和孵化器等内容。
由于虚拟现实产业涉及到从基础硬件生产、软件开发、核心部件制造、实体以及网络分发平台、营销与服务等众多军事、民用领域,需要在国家统一协调和管理下,通过技术标准体系以及关键标准的制定、标准符合性检测和相应的质量验证系统的支撑,才可以使产业健康可持续发展。
1.1.2市场分析
(1)我国虚拟现实产业发展情况
根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006~2020)的内容,虚拟现实技术属于前沿技术中信息技术部分三大技术之一。
重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术,研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。
我国从90年代起开始重视虚拟现实技术的研究和应用,由于技术和成本的限制,主要应用对象为军用和高档商用,适用于普通消费者的产品近年来才随着芯片、显示、人机交互技术的发展,逐步进入市场。
目前,我国虚拟现实企业主要分为两大类别。
一是成熟行业依据传统软硬件或内容优势向虚拟现实领域渗透。
其中智能手机及其他硬件厂商大多从硬件布局。
比如,联想与蚁视合作研发的便携式设备乐檬蚁视虚拟现实眼镜;魅族与拓视科技开展合作,推出手机虚拟现实头盔。
而游戏、动漫制作厂商或视频发布平台,大多从软件和内容层面切入。
2015年7月,爱奇艺宣布将发布一款非商用的虚拟现实应用,目前已经和一些虚拟现实厂商做了初步适配,优酷土豆集团董事长兼CEO古永锵在首届开放生态大会上宣布将正式启动虚拟现实内容的制作。
二是新型虚拟现实产业公司,包括生态型平台型公司和初创型公司。
该类型企业在硬件、平台、内容、生态等领域进行一系列布局,以互联网厂商为领头羊。
如腾讯、暴风科技、乐视网等。
艾媒咨询数据显示,2016年中国虚拟现实行业市场规模为达到56.6亿元,2020年国内市场规模预计将超过550亿元,我国虚拟现实产业正在高速发展中。
(2)国际虚拟现实产业发展情况
早在20世纪90年代,就已经有3D游戏上市,虚拟现实在当时也引发了类似于当前的关注度。
例如,游戏方面有Virtuality虚拟现实游戏系统和任天堂的VortualBoy游戏机,电影方面有《异度空间》(LawnmowerMan)、《时空悍将》(Virtuosity)和《捍卫机密》(JohnnyMnemonic),书籍方面有《雪崩》(SnowCrash)和《桃色机密》(Disclosure)。
但是,当时的虚拟现实技术没有跟上媒体不切合实际的想象。
例如,3D游戏画质较差,价格高,时间延迟,设备计算能力不足等。
最终,这些产品以失败告终,因为消费者对这些技术并不满意,所以第一次虚拟现实热潮就此消退。
2014年,Facebook以20亿美元收购Oculus后,类似的虚拟现实热再次袭来。
在过去的两年中,虚拟现实/增强现实领域共进行了225笔风险投资,投资额达到了35亿美元。
Digi-Capital数据(2015年12月)显示,过去12个月各企业在增强/虚拟现实领域的投资,其投资额已突破10亿美元。
而根据CBInsights的统计,2014年全球虚拟现实公司的风险融资额高达7.75亿美元,同比增长超过100%,2015H1实现融资额2.48亿美元。
与90年代的失败相比,当前计算机的运算能力足够强大,足以用于渲染虚拟现实世界。
同时,手机的性能得到大幅提升。
总之,当前的技术已经解决了90年代的许多局限。
也正因如此,一些大型科技公司逐步参与其中。
Oculus首席科学家迈克尔阿布拉什(MichaelAbrash)表示,公司仍在继续研发触觉、视觉显示、音频和追踪等方面的技术。
这意味着2016年发布的虚拟现实/增强现实产品将开始解决上述问题,并且在未来三、五年里还会持续改善。
目前虚拟现实行业仍处于起步阶段,供应链及配套还不成熟,但是发展前景引人想象,预计未来市场潜力巨大。
按照Digi-Capital预测,虚拟现实/增强现实硬件和软件市场潜力将达到1500亿美元规模,预计未来5年复合增长率超过100%。
而据游戏行业分析公司Superdata预测,到2017年底将会卖出7000万台虚拟现实头显,带来88亿美元的虚拟现实硬件盈利和61亿美元的虚拟现实软件盈利。
根据TrendForce的最新预测,2016年虚拟现实的市场总价值将会接近67亿美元。
到2020年,如果苹果加入,其价值可能会高达700亿元美金。
从各咨询研究机构预测数据来看,虚拟现实/增强现实未来5年将实现超高速增长。
(3)产业生态趋势
虚拟现实产业生态以器件设备、工具平台与内容应用为主;感知交互与内容制作成为虚拟现实下一阶段的发展重点;知识产权竞争态势展现产业发展趋势;“虚拟现实+”时代业已开启;虚拟现实业务形态丰富,产业潜力大、社会效益强,以虚拟现实为代表的新一轮科技和产业革命蓄势待发,虚拟经济与实体经济的结合,将给人们的生产方式和生活方式带来革命性变化。
目前,虚拟现实应用可分为行业应用和大众应用,行业应用主要包括工业、医疗、教育、军事、电子商务等,大众应用包括游戏/社交和影视/直播。
虚拟现实应用正在加速向生产与生活领域渗透,“VR/AR+”的时代业已开启,据高盛公司预测2025年全球虚拟现实软件应用规模将达到450亿美元,其中游戏/社交、影视/直播类由大众推动,其余应用领域主要由企业及公共部门推动。
1)军事领域:
军事仿真训练与演练是虚拟现实技术最重要的应用领域之一,也是虚拟现实技术应用最早、最多的一个领域,美国国防部将虚拟现实技术列为21世纪保证美军优势地位的7大关键技术之一,并应用于军事演练,带来了军事演练观念和方式的变革,推动了军事演练的发展。
军事仿真演练也是我国虚拟现实应用较早的领域。
从1996年开始,在“863”计划的资助下,以北京航空航天大学为系统集成单位,联合国内多家单位,持续开展了分布式虚拟环境DVENET的研究开发工作,并取得一定成果。
DVENET主要由环境系统和一系列开发工具组成。
为了验证DVENET的支撑能力,测试其可靠性和稳定性,开发了一个基于DVENET的军事演练概念演示系统“飓风2000”。
“飓风2000”包括潜艇海战、舰船登陆和坦克连进攻战斗等内容。
目前,军事领域仍然是虚拟现实技术应用最迫切、应用系统开发最多的领域之一。
2)游戏娱乐领域
虚拟现实游戏既是虚拟现实技术重要的应用方向之一,也为虚拟现实技术的快速发展起了巨大的需求牵引作用。
尽管存在众多的技术难题,虚拟现实技术在竞争激烈的游戏市场中还是得到了越来越多的重视和应用。
可以说,电脑游戏自产生以来,一直都在朝着虚拟现实的方向发展,虚拟现实技术发展的最终目标已经成为三维游戏工作者的崇高追求。
从最初的文字MUD游戏,到二维游戏、三维游戏,再到网络三维游戏,游戏在保持其实时性和交互性的同时,逼真度和沉浸感正在一步步地提高和加强。
随着虚拟现实技术的快速发展和软硬件技术不断进步,虚拟现实游戏必将为人类娱乐、教育和经济发展做出新的更大的贡献。
3)医学领域
医学领域对虚拟现实技术有着巨大的应用需求,为虚拟现实技术发展提供了强大的牵引力,同时也对虚拟现实研究提出了严峻挑战。
由于人体的几何、物理、生理和生化等数据量庞大,各种组织、脏器等具有弹塑性特点,各种交互操作如切割、缝合、摘除等也需要改变人体拓扑结构。
因此构造实时、沉浸和交互的医用虚拟现实系统具有一定难度。
目前,虚拟现实技术已初步应用于虚拟手术训练、远程会诊、手术规划及导航、远程协作手术等方面,某些应用已成为医疗过程不可替代的重要手段和环节。
4)工业领域
在工业领域,虚拟现实技术多用于产品论证、设计、装配、人机工效和性能评价等。
代表性的应用,如模拟训练、虚拟样机技术等已受到许多工业部门的重视。
20世纪90年代美国约翰逊航天中心使用虚拟现实技术对哈勃望远镜进行维护训练,波音公司利用虚拟现实技术辅助波音777的管线设计就是典型的成功范例。
美国空军阿姆斯特朗实验室开发完成的DEPTH系统,采用可视化和虚拟现实技术进行维修性与保障性分析,使设计人员在进行设计的同时就能够了解维修任务是否可行,在飞机设计定型之前,就可以发现潜在的保障性问题。
5)教育文化领域
教育文化也是虚拟现实技术的一个重要应用领域。
现在虚拟现实已经成为数字博物馆/科学馆、大型活动开闭幕式彩排仿真、沉浸式互动游戏等应用系统的核心支撑技术。
在数字博物馆/科学馆方面,利用虚拟现实技术可以进行各种文献、手稿、照片、录音、影片和藏品等文物的数字化和展示。
对这些文物展品高精度的建模也不断给虚拟现实建模方法和数据采集设备提出更高的要求,推动了虚拟现实的发展。
许多国家都积极开展了这方面的工作,如纽约大都会博物馆、大英博物馆、俄罗斯冬宫博物馆和法国卢浮宫等都建立了自己的数字博物馆。
我国也开发并建立了大学数字博物馆、数字科技馆和虚拟敦煌、虚拟故宫等。
虚拟现实产业生态以器件设备、工具平台与内容应用为主;感知交互与内容制作成为虚拟现实下一阶段的发展重点;知识产权竞争态势展现产业发展趋势;“虚拟现实+”时代业已开启;
1.1.3技术分析
虚拟现实“五横两纵”的技术架构初步形成。
虚拟现实涉及多类技术领域,可划分为“五横两纵”的技术架构。
“五横”是指近眼显示、感知交互、网络传输、渲染处理与内容制作的五大技术领域。
“两纵”是指支撑虚拟现实发展的关键器件/设备与内容开发工具与平台;
近眼显示技术以沉浸感提升与眩晕控制为主要发展趋势。
高角分辨率与广视场角显示成为提升虚拟现实沉浸感的重要切入点眩晕控制成为虚拟现实在近眼显示方面的发展难点,AMOLED、LCOS/OLEDoS成为近眼显示屏幕技术的主导路线;
感知交互技术聚焦追踪定位、环境理解与多通道交互等热点领域。
追踪定位成为VR与AR在感知交互领域的核心技术,AR感知交互的发展趋势侧重于基于机器视觉的环境理解,VR感知交互的发展趋势侧重于多通道交互;
网络传输技术呈现大带宽、低时延、高容量、多业务隔离的发展趋势。
新型Wi-Fi、大容量PON与5G成为虚拟现实接入网络技术的发展趋势,架构简化、智能管道、按需组播、网络隔离成为虚拟现实承载网络技术的发展趋势,低延迟的数据中心成为实现VR计算能力云化的关键方向,投影、编码与传输技术成为优化VR网络性能的重要方向,面向VR业务的网络运维与评估成为优化用户体验的重要途径;
渲染处理技术遵循渲染优化算法与渲染能力提升双轨并行的发展路径。
渲染优化算法聚焦VR渲染的“节流”,即基于视觉特性、头动交互与深度学习,减少无效计算与渲染负载;渲染能力提升聚焦VR渲染的“开源”,主要表现在云端渲染、新一代图形接口、异构计算、光场渲染等领域;
1.1.4项目建设有利条件
(1)政策环境优势
虚拟现实已被列入“十三五”信息化规划、中国制造2025、互联网+等多项国家重大文件中,工信部、发改委、科技部、文化部、商务部出台相关政策。
我省市地方政府积极建设产业园区及实验室,推动本地虚拟现实产业发展。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006~2020)的内容,虚拟现实技术属于前沿技术中信息技术部分三大技术之一。
(2)数字化产业基础
城区宽带光纤网络覆盖率达98%以上,城域网出口带宽达到T级,农村地区行政村宽带普及率达到95%以上,4G网络覆盖率达到98.6%。
长春信息港已建成以光纤城域网为主,覆盖全市各县(市)区、开发区、市直机关、主要公益部门、财政拨款事业单位及各社区的内外网物理隔离、平行的两套城域网络;有线电视网络已全面建成以光纤骨干网为主的数字化平台;全市政府网站建立了涵盖城市管理及社会服务领域的业务应用系统68个,主要业务信息化覆盖率达到80%。
龙嘉机场、火车站等重点公共区域实现了无线WIFI覆盖。
十三五期间,4G网络及光纤100%覆盖,城市和农村普及100M带宽,城域网出口带宽达到4T,基本建成高效、泛在、安全的信息基础设施,工业企业信息化、融合化发展水平显著提升。
(3)科技人才优势
长春科技教育基础雄厚,拥有普通高等院校32所,独立科研与技术开发机构100多个,自然科学和技术领域研究与开发机构60个,社会科学与人文领域研究与开发机14个,科技信息与文献领域机构5个,国家重点科研开放实验室19个。
在光学电子、激光技术、高分子材料、生物工程等方面的研究居全国领先地位,有的已经达到国际先进水平。
在全市各级各类科技人员中,“两院”院士32人。
全市拥有独立科学研究与技术开发机构89个。
(4)区位交通优势
长春是东北地区天然地理中心,东北亚几何中心,东北亚十字经济走廊核心。
陆路交通便利,途径长春的高速公路有长春绕城高速公路、长春—四平高速公路、长春—吉林高速公路、长春—营城子高速公路、长余高速公路、长双高速公路等,铁道线路包括京哈铁路、长吉城际铁路、长大高速铁路,使长春成为东北亚国际物流合作的枢纽、中蒙大通道的核心。
长春龙嘉国际机场为4E级,拥有120多条国内国际航线,使长春的对内对外交往更加高效便捷。
国际方面已开通长春至首尔、仙台、东京、香港、曼谷、俄罗斯新西伯利亚等城市;国内航线已开通至北京、上海、成都、昆明、厦门、西安、桂林等城市。
1.2建设规模及内容
1.2.1建设内容
建设VR国家重点实验室,推动VR支撑内容拍摄、数据建模、触觉反馈等技术的研发和工程化。
建设VR产业园,搭建VR产业发展平台,重点完成100家以上VR内容制作等关联企业的培育和招商,发展VR和AR软硬件研发生产、内容制作、内容交易,以及教育、视听、游戏等VR、AR应用,规划建设VR主体游乐园、影视基地、教育基地。
1.2.2研发及产业化方向
低成本快速建模技术;实时三维图形生成和显示技术;新型交互设备的研制;智能化、自然的虚拟现实建模;分布式虚拟现实技术。
1.3项目总投资及资金筹措
1.3.1项目总投资
项目总投资估算120亿元,其中产业园区基础设施(包括办公楼、专家公寓、重点实验室、标准化厂房等地产投资30亿元、入园研发及生产企业投资50亿元、主体乐园及影视基地等投资40亿元。
1.3.2资金筹措
(1)企业自筹;
(2)产业扶持基金;(3)财政补贴等
1.4经济效益及社会效益
1.4.1经济效益
项目全部投产后,实现年产值200亿元,利税总额50亿元。
(1)地产类项目(包括工业及商业)内部收益率预期12-15%;
(2)研发制造类项目预期总投投资财务内部收益30-45%;
(3)文化类项目预期财务内部收益率30%。
1.4.2社会效益
项目建设有助于将我国虚拟现实领域的研究成果尽快产业化,形成自主可控的产业链,提升我国产业地位。
发挥虚拟现实对各行业的变革和支撑作用,从融合创新中创造各行业的发展新机遇和新活力,使各行业打破空间和时间上的制约,推动各行业发展水平的跨越式提升。
1.5合作方式
(1)园区基础设施建设及配套地产开发、重点实验室建设可采用PPP模式。
(2)入园企业可采用合资、合作、独资。
1.6项目建设地点
长春净月高新技术开发区
1.7项目进展情况
项目谋划阶段
2.合作方简介
2.1合作方名称
长春净月高新技术产业开发区
2.2概况
净月高新区位于长春市中心城区的东南部,幅员478.7平方公里。
这里有得天独厚的生态环境。
东部是100多平方公里亚洲最大的人工森林,南部是面积107平方公里的新立湖国家水利风景区,西部是长春市的母亲河——伊通河,全区生态覆盖面积达到65%以上。
全区拥有三个国家5A级景区、两个国家4A级景区、中国首家电影主题公园、中国第一家滑雪博物馆、中国最大的农业博览园,每年举办规模盛况享誉海内外的瓦萨国际越野滑雪节、净月潭森林马拉松赛、净月潭国际森林山地自行车马拉松等知名生态运动项目。
全区聚集了东北师范大学等15所高等院校,拥有中国农业科技东北创新中心等70余个重点科研机构,建成了国家光学馆等17个全省重点科技文化设施。
区内各类一线科研人员近4万人,在校大学生达20万人,承担着软件信息、汽车电子等重点科研项目2000余项。
净月区坚持高端、高洁、高效的产业原则,重点发展现代服务业、文化创意产业和高技术产业,形成了“三业并举、融合共生、互动发展”的产业格局。
作为国家现代服务业综合改革试点区,以总部经济、现代金融、信息服务、旅游会展、文化创意、服务外包等为主要发展内容的现代服务业发展,规模与质量加速扩张提升,经济增长贡献率进一步放大。
晋升国家高新区以来,纳入科技部火炬统计的高新技术企业达到784家,区内各类科技型企业已有1000余家,创新资源加速集聚的态势正在形成。
目前,全区共有各类科技孵化载体25个,孵化面积达20万平方米,打造了省青年创业园、净月创业服务中心、DEK众创空间等8个国家级科技孵化载体,占全省总数的1/4。
随着“十三五”规划拉开大幕,净月高新区紧紧围绕创新型生态城建设的总体目标,坚持“三业并举、融合共生、互动发展”的产业方向,以“做增量、强优势、补短板”为发展主线,构建“一核、三带、九园”,打造一个现代化、集约化、科技化、最具魅力和活力的科技生态新城。
净月高新区正以全力营造最优美的环境、最优惠的政策、最真诚的服务,以百分的热忱、万分的诚意欢迎国内外各位投资者和中外游客的到来!
2.3联系方式
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