世界滚动:丁文华院士：复合宇宙中的XR技术发展思考

摘要

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。

丁文华表示，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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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，本文为DVBCN笔者依据线上视频发言而作。

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”。

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。

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。

关键词： 虚拟世界 虚拟现实