在上篇《提振數字經濟：虛擬實境技術的歷史沿革與前景剖析》中，我們解讀了虛擬實境技術的技術演進，並釐清了其中的關鍵要素，本篇我們重點圍繞如何實現產研融合進行深度解讀，全方位評估這一新興戰略方向的巨大潛力。
打破重重製約 「鏈」動產業發展
儘管虛擬實境技術在場景應用、產業生態等方面持續擴張，取得了一系列階段性成果。但是，這一產業仍有待解決的技術突破難題。電池技術、近眼顯示技術、感知交互技術，是阻礙 VR 技術發展的三重限制。其中，除了電池技術是眾多行業的底層制約外，後兩者對虛擬實境領域均有特殊性。
VR 技術的三大制約因素
>> 光學技術：多項核心參數之間的矛盾
如上期所述，光學層面影響著用戶的感官體驗，如視場角（FOV）大小代表著光學儀器的視野範圍，過低的刷新率（FPS）則會帶來暈眩感等。據此進一步分析，光學層面的核心問題其實是解析度（清晰程度）、視場角（視野範圍）、重量體積（美觀舒適）存在的潛在衝突。
VR 頭顯的光學示意圖
由於 VR 設備的分屏播放、球面渲染的實際解析度會遠遠低於面板的解析度，所以對屏幕像素密度（PPI）有著較高的要求。例如，普通視頻可分為480P、720P、1080P 等不同的解析度格式，相對應的，VR 設備要進行屏幕像素對齊，視頻播放率須達到8k、12k。然而，當前主流的 VR 視頻流還停留在2K、4K 階段，無法滿足需求。
從 PPI 的角度來說，普通手機屏幕大約在300ppi。VR 要達到人類肉眼看手機的清晰度，則需要近眼顯示屏達到2000ppi 左右，這同樣是一項超出現有水平的需求。
多項難題使近眼顯示方向面臨兩大核心問題，一方面，沒有合適的屏幕承載極高的解析度和像素密度；另一方面，不具備對視頻進行解碼、傳輸算力以及技術的能力。
>> 感知交互技術：算法精度有待提升
在感知交互方向，虛擬實境領域主要涉及兩項技術：同步定位與建圖技術（SLAM）、手勢交互技術。
SLAM 指在陌生的環境中，能夠精準建立時空對應關係，並回答「我在哪裡」「這是什麼地方」「我該怎麼走」等問題，換言之即完成定位、建圖和路徑規劃。
現階段，實現 SLAM 的方式有多種，主要分為 outside-in tracking（外向內追蹤）和 inside-out tracking（內向外追蹤）。前者會在制定空間內部署光學定位器，例如 HTC VIVE；後者則在 VR 頭顯上內置若干個（一般2~4個）攝像頭，基於三角定位原理計算空間位置，例如 Quest、Pico、奇遇等主流一體機。
inside-out vs outside-in
手勢交互分為基於手柄的非裸手交互控制、基於攝像機視覺算法的裸手交互。其中，裸手交互的硬體方案包括 RGB 攝像頭、3D 攝像頭（TOF、結構光、雙目視覺）和數據手套（傳感器）。
可以明確的是，目前不管 SLAM還是手勢交互，均無法滿足 VR 的高需求，主要技術限制存在於算法精度層面。
技術制約是產業發展的必考題，值得一提的是，就 VR 行業的技術趨勢而言，虛擬實境技術已經過了「泡沫幻滅期」，進入「緩慢爬升期」，並且即將進入「穩步增長期」。
虛擬實境技術已經在國內外形成了複雜且完備的產業鏈，技術的價值出口已經初步打開並擴大。當前，虛擬實境技術產業鏈一共分為4個分段，分別是硬體、軟體、內容、以及應用（場景），而每個分段又有不同的子方向構成。
虛擬實境技術產業鏈一覽
由此可見，虛擬實境技術已經邁入了廣泛的產業化進程，這是一個不可逆的、令人興奮的進程。
釋放發展動能 明確關鍵支撐
虛擬實境技術是信息三維化中的一環，而信息技術的載體則是內容。因此，虛擬實境產業的本質是 VR 內容的生產和消費。
從增長飛輪的維度來看，當前虛擬實境產業正處於高速運轉的模式：首先需要生產更多適配場景的 VR 內容，進而通過滿足消費場景來增加用戶或者說服客戶；待買家增多後，吸引更多 VR 內容的製作者，從而依靠技術生態支持更多基礎技術及 VR 內容工具的投入，以幫助內容生產者實現降本增效，提升 VR 內容單位固定成本的盈利。
在這樣的良性循環下，收益見漲，更多 VR 內容將被生產，從而開啟下一次的飛輪運轉。
VR 內容的增長飛輪
圍繞 VR 內容的生產和消費，三大核心技術——數據三維化、交互多人化、渲染雲端化打造穩固的支撐底座。
數據三維，即如何低成本地生產三維化數據，或者如何低成本地將海量現存的二維數據三維化。該技術的作用在於降低VR 內容的生產成本。
數據三維化的核心要素是算法層面的，以及其上下遊採集、定位、算力調度等技術，主要的技術要素包括：基於 GRB 的三維重建算法、GPU 加速技術（如CUDA）、通用背景摳除算法、採集設備光學能力、SLAM 算法。
一種基於多角度 RGB 圖像進行三維重建的算法示意
交互多人化，即基於三維數據的感知之外，賦予 VR 內容真實的交互反饋，乃至社交體驗。人的沉浸體驗來自於對三維世界的感知，以及和世界的交互反饋。交互多人化的作用在於提升 VR 內容的消費體驗。
交互多人化將虛擬實境技術的體驗推向了虛擬的數字平行世界，是虛擬實境技術與元宇宙結合的天然銜接，其中的主要技術要素包括：大規模狀態同步、視覺（虛擬形象）、語音語義、音視頻、區塊鏈、智能導航。
百度推出的首個國產元宇宙產品希壤
渲染雲端化，即基於集中的、雲端的算力池子進行遠端計算，終端渲染。信息密度、可交互度的提升，對應的是對終端算力、顯示器件的要求提升。虛擬實境技術要成為主流的大眾科技，就不能囿於高性能終端，渲染雲端化的作用在於擴展 VR 內容的消費場景。
渲染雲端化的核心要素主要集中在大規模後臺集群方向、以及音視頻方向，主要包括：分布式容器、流化技術、邊緣計算、音視頻、5G。
百度 VR 推出的雲渲染解決方案
虛擬實境技術是典型的經過長期構思、積累，最終在各項底座依賴相對成熟後，厚積薄發的技術方向。當前，作為信息三維化浪潮的核心載體技術，虛擬實境產業需求旺盛，行業應用朝著更為豐富化、多元化邁進，在產業落地的道路上穩健前行，正在逐步進入穩步發展期。
特別是，隨著元宇宙概念的興起和產品技術實踐的熱潮，虛擬實境技術迎來更加廣闊的未來方向，那就是成為元宇宙領域的容器型基礎技術。面向未來，百度智能雲將持續攻關，加速虛擬實境技術落地，並為技術進步、行業發展、生態圈壯大躬身前行，驅動數字經濟發展和產業轉型升級