未来五年VR/AR成数字经济难得机遇,相芯助力应用门槛大幅降低

3月5日,两会正式召开。因为今年疫情防控工作的持续,今年的两会现场仍采取了现场+网络视频采访双通道的方式进行,给了5G、4K、AR、VR等数字创新技术充分的发挥空间。

新华社作为官方媒体全程报道,在运用五面LED屏、结合多角度三维缝合技术搭建的演播室里,塑造了一位既能在演播室和主持人默契搭档,也能跨屏穿越千里与嘉宾互动的AI虚拟主播。虚拟主播不仅打破了虚拟与现实空间的阻隔,而且表现力出众,神情姿态能与文本、情境实时适配,为广大观众带来跨场景的沉浸式报道。

【图源:新华网】

新华社AI虚拟主播所运用的VR/AR技术,正是本次两会数字经济规划草案中重点提及的内容。作为数字经济重点产业之一,VR/AR将在未来的内容创作及互动领域扮演重要角色。

技术创新+发展工具,加速数字经济发展

两会规划纲要草案提出,将发展云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实等七大数字经济重点产业,以及智能交通、智慧能源、智能制造等十大数字化应用场景,2025年数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%。

涉及VR和AR部分,两会草案提到,未来将推动三维图形生成、动态环境建模、实时动作捕捉、快速渲染等技术创新,发展虚拟现实整机、感知交互、内容采集制作等设备和开发工具软件、行业解决方案。

【图源:人民日报微博】

那么,草案中提及的技术和方案各是什么呢,又有哪些应用场景呢?

【动态环境建模】

虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。在规则环境下,三维数据的获取可以采用CAD技术,而更多的环境则需要采用非接触式的视觉建模技术,两者的有机结合可以有效地提高数据获取的效率。

【三维图形生成】

三维图形的生成技术的关键在于如何实现“实时”生成。为达到实时生成的目的,至少要保证图形的刷新率不低于15帧/秒,最好高于30帧/秒。在不降低图形的质量和复杂度的前提下,如何提高刷新频率将是该技术的主要研究内容。

【实时动作捕捉】

动作捕捉(Motion capture)又称运动捕捉,是指记录并处理人或其他物体动作的技术。它广泛应用于军事,娱乐,体育,医疗应用,计算机视觉以及机器人技术等诸多领域。在电影制作和电子游戏开发领域,它通常是记录人类演员的动作,并将其转换为数字模型的动作,并生成二维或三维的计算机动画。

【快速渲染】

渲染是指用软件从模型生成图像的过程。未来将发展基于视觉特性、头动交互的渲染优化算法,加快高性能GPU配套时延优化算法的研发与产业化。突破新一代图形接口、渲染专用硬加速芯片、云端渲染、光场渲染、视网膜渲染等关键技术,推动渲染处理技术向高画质、低时延、低功耗方向发展。

【虚拟现实整机】

虚拟现实整机摆脱依附在其他计算终端上的限制,做到数据无线传输、计算实时处理、产品体积轻巧等特点,虚拟现实整机的出现让虚拟现实诞生了统一的体验标准,从而让VR内容可以制作的更加极致。

【感知交互】

加快六轴及以上GHz惯性传感器、3D摄像头等的研发与产业化。发展鲁棒性强、毫米级精度的自内向外(inside-out)追踪定位设备及动作捕捉设备。加快浸入式声场、语音交互、眼球追踪、触觉反馈、表情识别、脑电交互等技术的创新研发,优化传感融合算法,推动感知交互向高精度、自然化、移动化、多通道、低功耗等方向发展。

【内容采集】

发展全视角12K分辨率、60帧/秒帧率、高动态范围(HDR)、多摄像机同步与单独曝光、无线实时预览等影像捕捉技术,重点突破高质量全景三维实时拼接算法,实现开发引擎、软件、外设与头显平台间的通用性和一致性。

XR与行业结合,拓展应用空间

VR、AR和MR等技术融合应用了多媒体、传感器、新型显示、互联网和人工智能等多领域技术,能够拓展人类感知能力,改变产品形态和服务模式,给经济、科技、文化、军事、生活等领域带来深刻影响。

据工信部指导意见,未来将引导和支持“XR+”发展,推动虚拟现实技术产品在制造、教育、文化、健康、商贸等行业领域的应用,创新融合发展路径,培育新模式、新业态,拓展虚拟现实应用空间。

【XR+制造】虚拟现实技术在制造业研发设计、检测维护、操作培训、流程管理、营销展示等环节具有丰富应用前景,可以提升制造企业辅助设计能力和制造服务化水平。通过推进虚拟现实技术与制造业数据采集与分析系统的融合,可以实现生产现场数据的可视化管理,提高制造执行、过程控制的精确化程度,推动协同制造、远程协作等新型制造模式发展。

【XR+教育】虚拟现实技术在高等教育、职业教育等领域和物理、化学、生物、地理等实验性、演示性课程中有极佳的应用场景。通过构建虚拟教室、虚拟实验室等教育教学环境,发展虚拟备课、虚拟授课、虚拟考试等教育教学新方法,可以促进以学习者为中心的个性化学习,推动教、学模式转型。

【XR+文化】在文化、旅游和文物保护等领域,XR技术有助于丰富融合虚拟现实体验的内容供应,推动现有数字内容向虚拟现实内容的移植,以进一步满足人民群众文化消费升级需求。

目前直播短视频领域已经大量应用XR技术,典型用例如包含美颜美体功能在内的AR视频特效。广泛的市场需求催生出了诸如相芯科技等一批优秀的技术公司。另外在文物古迹复原、文物和艺术品展示、雕塑和立体绘画等文化艺术领域,XR技术通过三维图像生成和数字图像技术,可规模化实现文物和艺术作品的3D数字化,对保存和展示都有重要意义。

【XR+健康】虚拟现实技术在医疗教学训练与模拟演练、手术规划与导航等环节具有丰富应用价值,可以推动提高医疗服务智能化水平。另外,虚拟现实技术在心理辅导、康复护理等环节的应用,是对现有诊疗手段的补充完善,还可发展虚拟现实居家养老、在线诊疗、虚拟探视服务,提高远程医疗水平。

【XR+商贸】顺应电子商务、家装设计、商业展示等领域场景式购物趋势,基于XR技术的展示系统与导购模式正越来越普及,譬如虚拟直播助手正成为电商直播间的重要补充。提供个性化、定制化的地产、家居、家电、室内装修和服饰等虚拟设计、体验与交易平台,发展虚拟现实购物系统,创新商业推广和购物体验模式,是XR与商贸结合的有效形式。

XR生态成未来数字经济重点

2021年是十四五规划的开局之年,科技创新与数字生态建设,俨然成为今年政府工作报告中重点强调的方向之一。其中,XR技术以其独有的打破虚拟与现实隔阂的效果,正成为未来内容创作及互动的重要工具。

无独有偶,两会上,全国人大代表、敦煌研究院副院长苏伯民倡议利用XR技术推进敦煌文物数字化。苏伯民在接受《中国旅游报》记者采访时表示,优秀文化遗产的数字化呈现,可以打破文化遗产与大众之间的时空阻隔,让更广泛的大众“细品”“研读”,这样会激发更多人到现场去“亲眼看一看”的热情。

早在20世纪90年代,敦煌研究院就提出了“数字敦煌”构想,利用计算机技术和数字图像技术,推动实现敦煌石窟文物的永久保存、永续利用。经过30多年的发展,敦煌研究院已完成230多个洞窟的数据采集以及大量彩塑的三维重建。

【图源:数字敦煌官网】

此外,各大报道两会的权威媒体也纷纷引入基于XR技术的AI虚拟主播,作为两会新闻播报的重要补充。除了开头提及的新华网AI虚拟主播,央视网也推出了AI虚拟助手“爱加(i+)”,对用户的提问进行实时的问答,帮助用户迅速掌握两会要点。

事实上,AI虚拟主播作为融媒体的重要环节已经日益普及,更是人工智能与新闻采编深度融合方面迈出的重要一步。

相芯科技作为业内知名的XR内容的创作和互动平台,在AI虚拟主播方面也有所布局,提供互动直播、虚拟直播、虚拟主播和虚拟助手等多种解决方案,更搭建了专业版Web编辑系统,用户可以自主配置主播形象、播报背景、播报内容,以打造适用的新闻播报场景。无论直接输入播报文本,还是输入主播录音音频,编辑系统都可以快速对内容进行语音处理,并基于相芯科技自主研发的语音动画合成(Speech to Animation)技术输出播报视频。

目前业内已经有大量融媒体中心采用了相芯科技的AI虚拟主播技术,譬如广视新闻的“小逸”、钱江台与钱江视频的“小范儿”,京东AI的“京小蕾”与“京小帅”,济南广电的“小沫儿”,扬子晚报的“阿紫”等等,无不成为所在融媒体的重要支柱。

除新闻播报外,AI虚拟主播在电商带货、娱乐直播、新闻播报、形象代言、IP打造等领域都大有用武之地。相芯科技也凭借技术稳定、部署灵活的特点,让VR/AR的应用门槛快速降低,在行业内收获了大批拥趸。

相芯科技致力于让AI与传统CG技术融合创新,打造XR内容生产的基础设施,赋能多用户群体,覆盖全场景3D内容,以满足高效内容制作、虚拟IP打造、虚拟智能服务等多样化需求,为影视游戏、社交娱乐、商务营销、日常生活、智慧城市等场景提供一站式解决方案。

全球XR产业正从起步培育期向快速发展期迈进,我国直面同步参与国际技术产业创新的难得机遇。此次两会着重提出发展VR和AR技术,是加快数字化发展、打造数字经济新优势的重要举措。可以预见,在未来的数字生态中,VR及AR产业将占据重要环节。


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