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虚拟现实可视计算分论坛:智能感知助力VR应用

可视计算技术包含VR、AR、三维渲染,有很多技术以大数据作为核心。作为AR,包括真实场景、感知与理解、虚拟场景的建模与对质,这是可视计算的研究领域。让人工智能在数字孪生中进行应用,使得数字孪生尽可能自动化。做工业的VR应用,不光要懂VR,还必须懂工业。
发布时间:2019-11-05 15:05        来源:中国电子报        作者:吴丽琳

编者按:10月20日,2019世界VR产业大会“虚拟现实可视计算分论坛”在南昌举办。论坛由奧地利VRVis国家虚拟现实可视计算技术研究中心、维尔科宝科技有限公司、奥地利CKM工业集团有限公司承办。论坛以 “虚拟现实可视计算技术在产业发展中的应用”为主题,探讨VR/AR可视计算技术的发展以及在各行业中的应用情况。来自中国、奥地利、瑞士、美国等国家VR领域行业机构的专家学者及企业代表,在论坛上发表了精彩观点。本报特摘编主要演讲内容,以飨读者。

钱昀:

江西打造VR产业六大高地

近年来,江西省将发展虚拟现实产业作为培育新经济、新动能的重要抓手,积极谋划,举全省之力加以推进。特别是2018年世界VR产业大会的成功举办,为江西引领虚拟现实产业基础和产业发展创造了新契机、确立了新起点。

江西省以全国首个省级VR产业发展规划为纲领,编制了《VR产业高质量跨越式发展计划》等文件,规划了技术路线图、曲线分布图,构建了形成“四大目标、四大重点、一大布局、七大工程、五大保障”的VR产业发展行动纲领。到2023年,预计实现产值将超过1000亿元,形成技术、产品、服务和应用协同推进的发展格局。打造虚拟现实产业集群高地、技术创新高地、应用示范高地、人群集聚高地、政策环境高地、开放合作高地等六大江西高地。

习国燕:

可视计算推动技术与制造业融合

虚拟现实可视计算已经成为新一代信息技术与制造业深度融合、推动我国经济高质量发展的重要动力。可视计算技术除涵盖虚拟现实外,还包含大数据、可视大数据、可互动分析等,其应用领域广泛。

本次论坛以“虚拟现实可视计算产业发展案例分析”和“海外20多年来成熟的经验分享”为主轴,展开探讨和交流,具有六大看点:一是中奥和中欧联合重磅办会;二是全球火热,行业发展势在必行;三是院士领先,创新蓝海;四是权威对话,精准应用;五是前沿技术,现场发布;六是推荐洽谈,力促合作。专家可以在交互分析、三维可视化、大数据处理、智慧城市、智能制造、数字工厂、防灾减灾、应急管理、预警预报、物联网和现代农业等方面进行专业探讨。通过探讨该领域的发展趋势,可以用可视交互分析技术,诊断企业生产、发展的弊端,优化生产过程,预测发展前景,推介成功案例和优秀应用成果,探索国际金融结构性融资模式。

迪特尔·施马尔斯蒂格:

可视化+VR带来更好体验

虚拟现实可以通过数据打造沉浸感,增加用户对空间的感知。AR能增强真实世界当中的数据,增强用户与自然的联系,尤其是针对智能手机用户。

如何将可视化和VR结合起来?我们可以使用身体的传感系统,更好地感知数据。我们也可以使用一些容易的方法,进行直接3D交互。这对于我们的设计非常有帮助。所以,我们看到一些可视的元素,是虚拟化、沉浸式的,都可以带来很好的体验。

阿尔弗雷德·皮特勒:

可视计算助力自然资源规划

VR可以帮助我们规划和实施很多方案。自然资源是经济和社会发展的根基,在有规划的情况下,我们可以选择一种可持续的、多目标的管理手法。在管理中,需要了解地点、类型、数量、质量等自然资源的维度。事实上,我们应该关注自然资源的可持续发展,采取可持续管理、可持续发展的模式。自然资源是非常有限的,我们必须找到合适的解决方案并实施。

如果我们要管理自然资源,就必须有自然资源库。为此,我们需要数据,需要信息中心。整个数据管理系统必须由一个非常强大的软件来驱动。通过这样的数据库,我们可以清楚地知道自然资源管理的整个过程,这对于自然资源管理是非常重要的,对我们的经济发展也是非常重要的。我们有了这样的库,就可以开始建模。也就是说,使用虚拟现实可视计算技术,可以助力自然资源的总体规划和具体规划。

刘中一:

可视计算为科学决策和精准执行提供依据

可视计算技术是一门多学科交叉融合的技术,AR、VR、MR、云计算、大数据、人工智能,这些都离不开可视计算。可视计算技术涵盖的内容有很多,如三维建模渲染重构技术、大数据可视化技术、大数据可视分析技术、计算机图形及模式识别技术、交互技术、人工智能AI(机器学习、深度学习)技术、云计算技术、优化算法技术以及软硬件匹配融合技术等。

可视计算技术以计算机图形学、计算机视觉和可视化为学科基础,主要进行大规模动静态数据获取与融合、高精度3D建模、渲染与编辑、复杂场景重建和分析、海量信息可视化、大数据可视互动分析处理、计算机图形识别技术和人机交互技术等方面的研究。

虚拟现实可视计算是利用计算机技术,将事物(工厂、城市等)数字化,再通过算法将数字图形化,即可完整的克隆出事物的多维空间模型状态,并进行模拟、推演、测量、播放、增益、分析和优化,为科学决策和精准执行提供依据。

Marina Lima Mederiros:

VR为用户提供丰富体验空间

在虚拟现实中,我们如何感受空间?对于心理学家来讲,他们都知道人类并不能平等地感受空间,而对空间有不同感受的角度。

第一个是个人空间,距离我们的身体有1.5米,我们自己可以去碰触。在个人空间之后,我们还有一个行动空间,范围在1.5米到30米内,包括我们的身体以及社交关系,我们可以在这个空间里进行活动。

第二个是视野空间,也就是你可以看到的背景,它可以给我们每日的交流活动带来更大的范围,这个空间是30米开外的范围。3D的交互设计是非常具体而有赖于技术的。比如说你的笔记本电脑、鼠标、键盘等,可以在这个模式的帮助之下进行3D交互。我们还可以通过智能手机来进行交互和互动,或是和朋友进行电话交流,但基本上这些交流跟电脑交流差不多,能取得类似的效果。

多年来,我们一直致力于功能的开发,首先要考虑的就是VR的体验,比如让用户有足够的时间在房间里使用我们的设备进行体验。有时候虚拟的菜单和虚拟的软件,可以帮助用户获取比硬件更好的体验。这就是我们的空间,将来人们可能会越来越多地在VR的环境下工作。

于明:

计算机视觉为VR、AR提供强有力的支持

VR、AR有广泛的应用,无论是民用、教育,还是科研、职业化培训等,特别是AR技术的开展,给我们的生活带来革命性影响。

从VR、AR革命化的进程看,它们对于工业、企业的影响都是很大的。在工程方面,我们研究的是视觉方面,强力支撑了VR、AR系统。在整个VR系统里,如果需要信息采集,它包括以下几个方面,比如手势识别、语音图像识别、动作识别,还包括个性化的接口,以及更微观的,比如说凝视或者是眼球跟踪等,这些都是我们具体的、有一定应用的VR系统技术。

未来,计算机视觉和虚拟现实将紧紧捆绑在一起。也就是说,从计算机视觉、从视觉感知的角度,为虚拟现实、增强现实提供强有力的支持。

肖永亮:

沉浸性是虚拟现实的重要特点

VR、AR、MR,也是我们经常讲到的三个“R”,它们有共同的特点:虚拟性、交互性、沉浸性,其中沉浸性是非常重要的特点。

VR头显是帮助我们完成初级体验的有效工具,体验到的就是虚拟性、沉浸性、交互性这三性。而如果把沉浸性和交互性的特点,拿到适合我们人性化的操作环境中,就不需要把自己的眼睛限制住。那么,你怎样沉浸?数字时代的到来,给我们带来很多便利。计算机的发展,其实着重研究的就是影像像素的表达问题。

通过影像的像素原理,可以做成三维全景沉浸式地理历史系统。这个系统可以展现过往的历史,还有城市的快速增长、建模等。所以,把这些模拟场景的内容和技术结合起来,就能做出一种应用。因此,我们要不断地去创新,认识到VR+5G是什么?VR的特点是什么?在沉浸和交互方面,未来的可能会是什么方向?我们不要拿那些理论上行不通的去试错,我们要试那些可以走得通的,在理论上有根基的。

司良信:

VR可视计算技术应用广泛

虚拟现实可视计算技术可以应用在产业、科研、大脑,包括社会领域、灾害危机管理、智慧城市等。虚拟现实可视计算技术在工业4.0(智能制造)、智慧城市、互联网+和大数据时代的应用无处不在,它与各个现代科技领域的发展息息相关。利用VR技术,在虚拟数字世界中进行模拟、推演、测量、播放、增益和优化现实世界中不可能得到的体验,从而在现实世界找到智慧、优化的解决方案。

可视计算技术包含VR、AR、三维渲染,有很多技术以大数据作为核心。提起VR,大家首先想到眼镜。那么没有沉浸就不是VR?其实不是,我们讲虚拟现实,就是要实现虚拟和现实之间的互动,互动不一定要沉浸,还有一些其它场景。

刘越:

VR、AR已进入爆发前夜

VR是要营造一个沉浸式的虚拟环境,而AR是作为虚拟现实的一个分支发展起来,现在已经逐渐被认为是一个独立的研究方向。增强现实可以为可视计算提供一个非常好的呈现手段,可以将可视计算所获得的各种视觉效果,无缝融合到周围的环境中,从而在军事、医疗、工业等许多领域,具有非常广泛的应用。

AR与VR的最大区别,就在于用户能否可以看到周围真实环境。真实环境有两种方式呈现给用户,一种是摄像机拍摄的内容,另外一种是用户直接透过观察系统观察到的真实世界。作为AR,包括真实场景、感知与理解、虚拟场景的建模与对质,这是可视计算的研究领域。2017年,VR开始应用,很快进入到生产线。而到2018年,虚拟现实已经具备生产力。现在,VR/AR都已经不再是新兴技术,都进入了生产力的平台期。在这样一个角度,可以说不管是VR还是AR,都已经进入了爆发前夜。目前,华为、中兴、谷歌、微软等厂商,都在虚拟现实领域投入了重金和研发人员,希望能够在未来的VR和AR产业爆发中占有一席之地。

丁承君:

未来将是万物互联的时代

我们已经进入了万物互联的时代。我们原来接触最多的是互联网,通过电子邮件、微信、QQ随时联系,而不再像之前那样写信,需要很长的时间才能收到。现在处于物联网的爆发期。但是这个物联网还不能算是万物互联,只是实现了一些关键的设备或终端联网。未来的30年,将是万物互联的时代,可以说任何东西都可以联网。大家将看到一棵树会有一个二维码,我们买的产品也有独一无二的码,还有一些高级的烟草也有标签。所以,我们将逐步迈向万物互联时代。人们通过手机,可以观测自己的健康状态、位置信息、财务信息、通信信息等。

物联网的三大市场,我们可以从大到小分成三大类:一是智慧城市,包括民生、公路安全;二是垂直行业,包括智能制造、交通;三是个人消费,如单车、智能手环、血糖仪、智能小家电和智能家居。

魏玮:

人工智能将引领数字孪生

未来,人工智能将引领数字孪生进行突破。如果数字孪生的成本占设备总造价过高的话,恐怕没有哪个设计师会采用数字孪生。但是解决这个问题的方法还是有的,随着人工智能的进步,我们可以用人工智能实现数字孪生,进行三维重建。在3D重建的时候,可以应用人工智能技术,尽可能具体地按照三维重建的步骤进行自动化。如果在数字孪生的过程中引用人工智能,减少人工干预的工作量,数字孪生的成本就会下降。

数字孪生如何诞生出成熟的平台,或理论、方法?具体路线图构想如下:一是具体功能自动化。让人工智能在数字孪生中进行应用,使得数字孪生尽可能自动化。二是自动化+人机交互。有了自动化以后,通过人机交互,可能就实现低人力成本的数字孪生。三是高级自动化。第二步实现以后,逐步形成高级的自动化。在这个过程当中,如果形成一个数字孪生的平台,或者有公司来做这个平台和架构,大家会让具体的数字孪生在这个平台上实现,最终经过几年甚至十几年的发展,形成数字孪生高级的自动化方法、理论和平台。

葛铭:

VR将内容与硬件更好地结合

在工业VR应用层面,我们研究的主要是培训方面的应用。去年,由于专业度比较高,市场容量还没有那么大,但是从实际应用来看,受众对VR现存的一些缺陷不是那么敏感。比如高逼真度、互动性,受众没有那么高的要求,他们反而对具体的内容非常关注。

目前,在中国,VR、AR、MR都具有非常大的市场潜力。例如华为这样领先的技术公司,也进入到这个行业里来,这对于以内容为主的企业来讲非常有利,因为他们不可能去做纯粹的VR硬件设备开发,他们更加注重这些设备与内容的结合。

做工业的VR应用,不光要懂VR,还必须懂工业。例如能源这类比较危险的行业,我们要研究怎样通过VR技术,把可视化的东西与底层深度数据或算法结合在一起,真正使一线的操作人员提高操作技能、降低操作隐患。对我们来说,VR就像一个工具,我们需要思考怎样更好地利用这个工具,为我们的工业对象服务。

江西省工信厅副厅长钱昀

欧洲赣商联合会-欧洲江西同乡会会长、奥地利CKM工业集团有限公司董事局主席习国燕

欧洲科学院院士、奥地利VRVis虚拟现实可视计算高新技术研究中心理事会副理事长迪特尔·施马尔斯蒂格

瑞士Hidden Bisons Holding AG董事会主席兼董事长、教授阿尔弗雷德·皮特勒

维尔科宝科技有限公司总裁刘中一

奥地利VRVis虚拟现实可视计算技术研究中心研究员、虚拟现实及增强现实领域专家MarinaLima Mederiros

河北工业大学教授、博士生导师于明

北京师范大学教授、北京京师文化创意产业研究院院长肖永亮

奥地利VRVis虚拟现实可视计算高新技术研究中心大中国区首席代表、维尔科宝科技公司董事长司良信

北京理工大学教授、光电信息技术与颜色工程研究所所长刘越

泰华机械人研究院院长、河北工业大学教授丁承君

河北工业大学计算机科学与软件学院教授、图像处理与模式识别专家魏玮

杭州电子科技大学教授、杭州百子尖科技股份有限公司董事长葛铭

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