乐视耳机维修 虚拟现实行业的发展现状与未来趋势：对数字化工厂的影响

乐视耳机维修 虚拟现实行业的发展现状与未来趋势：对数字化工厂的影响

如果盘点2016年最火爆的黑科技词汇，虚拟现实（VR）绝对能排进前三，今年浙江省高考作文题目更是“虚拟现实”，VR这个科技术语似乎已经走入寻常百姓家。

然而，尽管中国VR市场热度不断攀升，但在技术和产品内容上仍然存在较大缺陷，大部分机构投资者都处于观望状态，真正投入的寥寥无几；VR市场教育和渠道体系还比较初级，很多人听说过VR，但真正见过的却很少，真正体验过的人就更少了。

那么虚拟现实行业现状和未来趋势到底如何？对未来数字化工厂的产业发展又会带来怎样的影响？值得我们去探索。

VR定义

VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）都是将虚拟世界直接凝练为人类感知的技术。

VR（虚拟现实）利用计算机模拟营造一个三维的虚拟世界，为用户提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让用户仿佛身临其境，及时、不受限制地立体地观察事物。

AR（增强现实）利用计算机技术将虚拟信息应用到现实世界，将现实环境与虚拟物体实时叠加在同一屏幕或空间中，你可以在空间中真实地看到虚拟物体，甚至虚拟的人。

而MR（混合现实）则是对现实与虚拟的增强，是指将现实世界与虚拟世界融合在一起而形成的全新视觉环境，在新的视觉环境中，物理对象与数字对象共存、实时交互。

这三个概念的区别在于，在虚拟现实（VR）中，我们看到的场景和人物都是假的。它将你的意识带入一个虚拟的世界。例如电影《黑客帝国》和《盗梦空间》就是VR技术。VR设备往往具有沉浸感，典型的设备就是我们熟悉的各种虚拟现实头盔。

在增强现实（AR）中，我们看到的场景和人物半真半假，将虚拟信息带入现实世界。例如电影《钢铁侠》的操作界面展示了物理世界的很多属性参数，就是基于AR技术。AR设备可以是非沉浸式的，普通手机的升级版如Tango、 Glass等都可以成为AR终端。

混合现实（MR）技术比较难区分，从概念上来说，它和AR并没有明确的界限，两者都是把虚拟的物体放到现实场景中，很多业内人士认为，两种技术的概念是一致的，唯一稍有差别的是，在AR的视野范围内，出现的虚拟场景通常是一些二维的平面信息，这些信息甚至可能和我们当前看到的并无关联，其作用只是起到提示的作用，不会影响我们正常的视线，所以这些信息会固定在那里，无论我们往哪个方向看，这些信息都会在我们的视野范围内的固定位置显示出来。而MR则是将虚拟场景和现实结合在一起，我们只有往那个方向看，才能看到这些虚拟场景，而当我们往其他方向看的时候，就会显示其他相应的信息，而且这些信息和背景的融合度会更高。简单来说，如果虚拟信息随着视线移动，就是AR，如果相对于现实物体是固定的，就是MR。

VR的历史

其实虚拟现实并不是一个新技术，它的第一台原型设备出现于半个世纪前的1968年，这个原型具备了虚拟现实的五个关键要素：立体显示、虚拟图像生成、头部位置跟踪、虚拟环境交互、模型生成，它还有一个很炫的名字：达摩克利斯之剑。

原型的作者是伊万，一位被誉为“计算机图形学之父”和“虚拟现实之父”的著名计算机科学家，也是人机交互领域的奠基人。然而，1968 年，第一只鼠标刚刚在斯坦福大学诞生；那时的个人电脑（PC）还不算“个人”，别说在 PC 上玩 3D 游戏了，连显卡都没有。于是这样一个“疯狂”的想法只能留在实验室里积灰。事实上，伊万的论文在 1968 年秋天发表后，并没有引起太大的反响，虚拟现实在那个时代逐渐被埋没了。

到了 80 年代，最重要的变化是组成虚拟现实的所有设备都可以独立购买。例如，索尼生产的便携式液晶显示器、带有关节运动传感器的手套、支持实时 3D 建模的显卡等都已经在市场上销售。于是 1987 年，另一位著名的计算机科学家杰伦组装了一款价值 10 万美元的虚拟现实头盔。这款头盔看起来有点像真正的 VR 头盔，但这款虚拟现实系统是第一个投入市场的 VR 商业产品。

2014年，暴风魔镜以20亿美元收购虚拟现实公司，普遍认为这一事件真正开启了全球VR时代。索尼、HTC等公司纷纷大举投资VR市场，中国企业也纷纷效仿。在众多产业资本的追捧下，国内VR产业的火爆程度仅次于美国。VR硬件和内容创业公司层出不穷。2016年1月21日，暴风魔镜宣布获得2.3亿元B轮融资，融资完成后估值达14.3亿元，成为国内估值最高的VR公司。

VR产业链分析

VR行业分为硬件设备、内容制作、分发平台和应用开发四个部分。目前从国内VR创业公司来看，变现渠道主要集中在VR设备销售上，部分有行业资源的公司通过应用开发进行变现，比如军工、培训等。C端（内容制作）的内容制作和分发平台还处于起步阶段，有的只是一些线下游戏体验店，还没有形成完整的产业和健康的价值流。

硬件

VR硬件设备主要包括三部分：输入输出设备、软件。

输入设备主要是键盘、手柄、动作捕捉设备等，将人体动作转换成虚拟信号；输出设备主要是手机、头盔等常见载体；VR设备的人机交互、定位、动作分析等通常由安装在硬件中的软件完成。

随着光学显示、陀螺仪、传感器三大技术的成熟和普及，VR设备整体水平正在快速提升，目前国内研发VR设备的厂商已超过90家，但在VR硬件的沉浸感、眩晕感等方面尚未出现颠覆性的技术突破，目前整个行业仍受硬件制约，应用领域以游戏VR为主。

内容制作

游戏、电影、直播是VR内容的三大领域。由于VR内容的制作并非传统制作模式的副产品，需要特殊的制作方式和技术手段。目前VR市场尚未完全打开，内容制作者的积极性不高。这样的现状导致市场上的内容制作者数量远少于硬件厂商，这也成为制约VR发展的最大短板。

分发平台

VR内容分发平台是消费者获取和选择VR内容的渠道，目前主要有三种类型：线上分发平台、线下体验店、手机应用商店。线上平台主要提供电影、游戏等各类VR内容的下载；线下体验店主要由暴风魔镜、乐视等资金实力雄厚的大公司建立，目的是让消费者直观体验，培育市场；手机应用商店则专门用于下载各类VR相关的APP应用。

总体来说，VR依然属于轻决策型产品，消费者能否便捷地获取产品和内容是做出购买决策的关键。因此，目前的内容分发平台是制约整个VR行业发展的关键。

应用程序开发

虚拟现实领域市场成熟度还比较弱，通过C端变现仍然有一定的难度。除了依靠投资人输血，很多有行业资源的VR公司也会选择通过B端变现，开发定制化应用。比如企业培训、商业楼宇、旅游服务、虚拟工厂等。这是一个非常广阔的市场，具有一定的深耕价值。

VR在数字化工厂中的应用

虽然虚拟现实技术在消费品市场很受欢迎，但在我看来，这项技术在数字化工厂的应用前景会更加广阔，因为它将解决当前制造业工厂的三大痛点：

成本问题

制造业成本高是多方面的，不同行业存在不同的问题，但在中国比较普遍的一个问题就是劳动力成本的上涨。一方面工人工资上涨，另一方面由于新生代维权意识的觉醒，跳槽越来越频繁。很多工厂每年都有很高比例的老工人离职、新工人上岗。过去新工人需要经过几个月的实习和技术培训，才能成为熟练工人。即使是熟练工人，近年来其成本也成倍上升。虚拟现实技术将成为解决这一问题的重要方案。

利用VR、AR技术，可在屏幕上直接显示操作指导、指导图片，让员工

随时查询、执行操作。虚拟现实技术与数字化工厂结合后，新进人员也可以随时调出各设备参数、交互操作手册，将大大减少工厂对专家工人的雇佣，降低人工成本。

在数字化工厂应用虚拟现实技术后，企业培训的目标不再是让工人掌握某些技能，而是如何使用这些高效的数字化工具，如何与人、机器进行有效的交互。这个门槛比设备操作要低得多，而且随着VR技术的发展，交互性会越来越友好，学习成本也会越来越低。

效率问题

效率问题可以举个例子来说明，我们打车的时候，在北京的虚拟城市地图没有建立起来之前，我们需要一个有经验的司机，因为需要问路、预测到达时间，遇到堵车就得靠运气和司机的经验。虚拟城市模型建立起来之后，就可以在虚拟地图上设定起点和终点，并进行路线优化，选择最优路径。虚拟导航地图可以和现实驾驶数据进行交互，实时修正偏差，经过多次往返后，地图数据会反馈出优化的路线。虚拟模型和现实模型形成双向数据流，不断迭代优化，达到最优的生产模式。这就是我们所说的虚拟世界和现实世界的融合，虚实结合，实现生产效率的提升。

AR技术可以根据现场情况，利用算法得出最快、步骤最少的解决方案。以菜鸟物流为例，拣货员从快递箱中取出需要拣货的订单，用AR眼镜扫描订单上的二维码，在眼镜镜片的屏幕上看到订单所包含的详细产品信息。然后拣货员精准地从眼前的货架上拿起货物，确认无误后，放入快递箱。货物的摆放也经过智能算法的优化，确保拣货员能在最短的时间内完成一个订单的货物分拣。在这里，一个订单的货物分拣只需要三分钟左右，大大节省了时间，而且AR眼镜可以即时采集看到的信息，速度远超以往。

及时性问题

企业难免会遭遇各种故障，一分钟的停工就可能带来数万元的损失；对于有现场人员的企业，则存在着信息沟通不畅、出现问题不能及时解决等问题。

虚拟现实可以减少诊断和解决问题所需的时间，并且无需派遣额外的专家到现场。

远程位置。事故现场的任何员工都可以通过AR眼镜与远程专家通过视频协作完成任务，这非常省时，并节省了专家飞往现场提供援助的成本。

远程站点员工可通过通讯和实时视频共享，让经验丰富的员工提供问题诊断和修复建议，在提高准确性的同时，问题得到即时解决。

VR在数字化工厂的应用示例

在传统的数字技术中，计算机系统只是为人类提供辅助，人类仍然需要自己控制系统。但新时代的人机交互需要一种颠覆性的方式，我们可以称之为“虚拟工程”。虚拟现实技术只是虚拟工程的一个工具。

虚拟工程提供了完整的系统视图，让开发者、供应商、制造商和用户能够以同样的方式虚拟地使用尚不存在的物品，并根据其特性和功能进行综合评估。计算机是计算技术时代的基础设施，而虚拟现实是虚拟工程时代的基础设施和下一代计算平台。它的最大价值在于，人类不再需要学习如何更好地使用机器，而是机器将学习如何更好地为人类服务。

我们可以从几个例子中得到一些启发。

工业互联网行业——西门子

西门子在波音和卡特彼勒有一个名为“Cave”的项目，它是一种混合虚拟和真实物理环境的服务。最初的产品开发基于虚拟环境，然后在产品生命周期中建立虚拟物理模型。在生产过程中进行交互式灵活性评估。最后研究客户对不同产品模型的情感反馈，在沉浸式环境中创造新的学习形式。

在Cave所创造的环境中，真实物体和物理设置的图像被投射到真实的墙壁上，用户通过佩戴传感器就可以体验到墙壁上的图像所形成的虚拟环境。

Cave的基本配置是：三面投影墙；地面投影地板；墙面跟踪传感器；利用三面墙形成立体声。

三面墙壁和地面投影增强了3D环境和立体声效果。洞穴墙壁上装有跟踪传感器，可以捕捉用户在房间内的动作，特殊的眼镜会根据捕捉到的动作形成图像。戴上眼镜，你会感觉自己进入了“墙内世界”。

但从这个配置也可以看出，Cave 的价格非常昂贵。如今用户版虚拟现实头盔已经出现，这款设备的成本已经大大降低，于是西门子有了新的想法：不仅要服务波音这样的大客户，还要利用现有的技术进入大众消费市场。

在德国西门子调查的100多家制造商中，超过三分之一的公司正在使用虚拟现实技术或计划在未来三年内引入该技术。同时，这些制造商也对AR表现出了浓厚的兴趣。

飞机制造业——波音、空客

早在20世纪90年代初，波音公司的计算机服务研究与技术组就已经将AR技术运用到飞机制造中的电源线连接、连接器装配等环节，借助AR系统，一个从未接受过任何培训的工人就能胜任这项工作，从而缩短了员工培训周期。

2003年德国成功开发了用于工业设备组装和维修的系统和体系，之后欧洲航空防务航天公司（EADS）利用该系统通过语音调用计算机生成的提示语，引导工人轻松完成1m×6m板上的高密度布线工作。

空客利用该系统执行“清水系统转移”和“配电盘连接”任务，充分展示了AR技术在工业装配和维护领域的巨大潜力。

汽车制造业

当虚拟现实技术运用到汽车工业设计与生产中时，设计师可以通过虚拟现实头盔，在与实车相同比例的三维空间中展示并充分了解每一个设计细节，从而最大程度地避免设计和生产错误，减少人力成本和资源浪费。

自 2000 年以来，福特一直在其汽车设计过程中以多​​种方式使用 VR。福特实验室的一些员工戴着 VR 头盔模拟汽车，而他们的同事可以在大屏幕上查看他们的体验，并在各种不同条件下虚拟查看汽车，从而改善驾驶员的人体工程学等。

近日，奥迪推出一项名为“虚拟装配线校准”的技术，利用3D投影和手势控制，让装配线工人在三维虚拟空间中对实际产品装配工作进行估算和校准。整个检测过程都在一个名为“CAVE”的虚拟现实空间中完成，而CAVE系统最关键的部分，就是利用投影仪将3D影像投射到地板和墙面上的设备。用户戴上3D眼镜进入后，便能感受到身临其境的感觉。

近年来，AR智能设备在汽车行业越来越受欢迎。

2015年感恩节期间，大众汽车为员工配备了30多副AR智能眼镜，以辅助员工工作。AR智能眼镜可以直接为佩戴者提供相关信息，并显示在可视区域，让工作人员再也不用担心记不住、分不清各种繁琐信息而手忙脚乱；其语音控制功能真正解放了双手；还可以扫描条形码，并提供红绿信号提示，方便条形码验证。

AR技术也以其独特的魅力给工业设备维修领域带来了无尽的惊喜。工业设备维修用的AR智能眼镜可以利用AR技术展示解决设备故障的具体操作步骤，甚至精确讲解如何拆卸零部件。同时，通过内置的耳机，维修人员可以听到每个操作步骤的语音提示。因此，即使是没有任何经验的新手，也能顺利完成维修任务，保证整个维修流程的标准化、常态化。此外，AR技术结合数据分析，可以轻松判断哪些设备运行正常，实现预防性的设备维护。

自数学发明以来，物理世界虚拟化的趋势已延续数千年。计算机IT技术的发展推动了虚拟化之后数据流动的趋势，将数字世界重新固化在物理世界将成为第四次工业革命的关键环节。虚拟现实技术也将在这一领域发挥非常关键的作用。在未来的数字时代，虚拟现实很可能不仅仅是极客的玩具，而是继PC、手机之后的下一代计算平台。其人机交互性能将把人类科技发展推向新的高度。

对于VR技术的发展路径，过去一年我认识了500多位产业领域的创业者，他们可能是世界上最聪明的一群人，时刻在思考当下的技术瓶颈和市场空白，将自己的想法变成创业项目，在市场中实践。虽然VR技术的未来还需要付出很多努力，但或许正是这个不明确甚至被人轻视的地方，才是未来的机会，让市场如此兴奋。