春江水暖鸭先知

深圳举行的第十四届文博会上，高科技和文化传统融合交相辉映。一方面在本届文博会上VR、裸眼3D、沉浸式空间等先进技术让更多人看到久居深宫、曲高和寡的珍贵文物。岭南画作里的喜鹊活过来了，千年青铜器可翻转于手掌之间，泥人张美猴王抓耳挠腮活灵活现。

中国戏曲表演学会首届中国戏曲表演艺术 VR产业高峰论坛于安庆举行。重点探讨了戏曲表演艺术与现代科技有机融合、与虚拟现实新产业良性互动的时代课题，以推动中国戏曲表演艺术的创造性转化、创新性发展，拓宽现代科技的应用领域和前进道路。

解放军报发表《虚拟现实技术打造未来战争新天地》让指挥员在作战指挥中心将网络、电子等不可见空间和物理空间叠加到一起，在眼前呈现出跨空间的立体、动态场景，从而产生一种身临其境指挥作战的“现场感”。

广州日报报道：广州医生团队将虚拟现实、混合现实与3D打印三种3D技术与医学结合形成3D技术组合出拳应用于“心术”。虚拟影像为医生“导航”应用于近10例复杂先天性心脏病手术，在心脏灌木丛般的血管里“移花接木”，找狭窄“小靶点”。这是全球首创临床突破，更令人自豪的是，三种3D技术与设备全部源自国内。

2018年我国这些应用表明市场正在复苏，业界回归了理性，认识到寒冬论是市场过于浮躁导致的错误认知，VR作为前沿科技，从概念到实用难以一蹴而就，遇到波折要正确对待；VR投机者被市场抛弃，大浪淘沙真金终将显露。同互联网、移动互联网一样，经历过磨砺的VR才能茁壮成长，其未来将彻底改变人类生活方式，只是在摘取胜利果实的过程，还有很长的一段路要走。任何一个体验过真正VR沉浸感的用户，都会被那种全新的视觉体验与人机交互所震撼。VR作为颠覆性的革新技术，谁也不会怀疑它未来的增长空间。冬天来了，春天还会远吗？

5G将迎来3D/VR的春天

目前VR行业仍处于启动导入期，产业链还不成熟，但是发展前景引人憧憬，未来市场潜力巨大。预测2021年将达到830亿美元规模，未来5年将实现高速增长，年均复合增长率超过10%。凭什么说要张开双臂迎接即将来临的VR春天呢？下面论述我们的依据：

（一）5G为3D/VR的发展奠定了技术基础开拓了市场空间

5G将渗透到未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统。将使信息突破时空限制，提供极佳的交互体验，为用户带来身临其境的信息盛宴；将拉近万物的距离，通过无缝融合的方式，便捷地实现人与万物的智能互联。最终实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景。

面向2020年及未来，移动互联网将推动人类社会信息交互方式的进一步升级，为用户提供虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、超高清（3D）视频、移动云等更加身临其境的极致业务体验。

2018年6月14日，3GPP全会刚刚批准了第五代移动通信技术独立组网标准。加之去年12月完成的非独立组网标准，5G已经完成第一阶段全功能标准化工作，进入了产业全面冲刺新阶段。标准发布是5G发展的重要里程碑，为运营商和产业合作伙伴带来了新的商业模式。中国扬帆启航，引领全球5G，技术研发试验已经完成关键技术验证、技术方案验证，现正在进行第三阶段，开展5G系统组网技术功能和性能测试，预计2018年10月结束。2018年三大运营商各在6-7个城市建立试验网，2019年一季开始将在12个城市业务示范。牌照发放时间将在2019-2020年间，很可能成为全球最先部署5G的几个主要市场之一。

由于性能指标与关键能力的大幅提升，消费者将体验到几秒钟下载一部电影、4k超高清视频同时多路流畅放映、VR/AR实时直播，因此5G将为3G/VR的发展奠定了技术基础开拓了市场空间，可以预期不久的未来5G将能充分满足人们对于数字化生活的需求。

（二）国家和各主管部门的高度重视，制订了规划、政策

国务院2017年11月19日发布了关于深化“互联网 先进制造业”发展工业互联网的指导意见。明确要促进人工智能、增强现实、虚拟现实等新兴前沿技术在工业互联网中的应用研究与探索。

工信部、发改委2016年制定了《智能硬件产业创新发展专项行动（2016-2018年）》，提出要加快VR设备的研发及产业化，加强VR、AR的核心关键技术创新。

2017年工信部将近眼显示、GPU渲染等五大VR核心技术列入《产业关键共性技术发展指南（2017年）》。

2018年工信部将组织制定《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》，继续推进虚拟现实产业健康快速发展。

（1）规划VR发展目标、路径和重点；

（2）支持VR核心关键技术及产品研发；

（3）推进融合发展，实施“VR ”战略；

（4）面向VR产业，建设公共服务平台；

（5）发挥标准对产业的引导支撑作用。

教育部印发了《2018年教育信息化和网络安全工作要点》文件，针对VR这一新兴技术在教育领域的应用提出了具体要求如下：

加快推进示范性虚拟仿真实验教学项目建设，项目运营平台上线运行，认定两批350个项目，形成支撑22个专业类的在线虚拟仿真实验教学项目集成学习环境。

这些政策、规划必然推进虚拟现实产业健康快速发展，开拓VR在各行各业的推广应用。

（三）业界经历“寒冬”磨砺，回归了理性，提高了认识

VR经历了2017年“寒冬”的磨砺，2018年回归了理性，认识到：

（1）VR的基础3D显示技术要过硬

有必要开发新的3D图形生成和显示技术。开始理解丁守谦教授基于其独创的非近轴光学理论形成的3D发明专利，是设计优质立体图像的唯一正确理论。

（2）是服务方向先要针对B端市场客户群体

可以先从提升行业体验方面着手，开发B端市场。让B2B2C的业务模式在小场景中拥有较好的体验，比如应用在文旅娱乐（博物馆，艺术馆），商场营销，教育培训等领域。再进一步进军安防、警用、工业等等需要解决效率问题的场景。

（3）高度重视内容的创意

无论是VR还是AR，目前都面临着优质内容的缺乏，这也是制约其发展的一个重要因素。不少企业利用便捷的UGC工具和PGC工具开发优秀的视频、教材。

（四）非近轴光学的创建为VR奠定了3D理论基础

中国VR直坠寒冬的主要原因是3D不过硬。由于Google Cardboard纸板VR盒子制造技术含量少，进入门槛低，国内一些厂商连3D成像理论都没搞清便匆匆上马，仿制这些手机盒子，大同小异，乱象横生，不仅图像不太清晰，而且容易使人头晕脑胀。

必须指出：虚拟现实、增强现实、混合现实，所有现实世界都是立体的，因此实时3D图形生成和显示技术是VR的基础。

人为何能看出立体？原来是用两部相距65毫米（人眼的距离）的照相机或摄像机同时拍摄两张像片，处于左眼位置拍摄的左像片左边的景物多一些，处于右眼位置拍摄的右像片右边的景物多一些，这就叫做“像对”，它们略有差异，差异愈大表明离人眼愈近，反之则愈远。人的左右眼的视网膜上也是这么两张大同小异的像片，经视神经传输到人脑的视觉中心处理，才看到远近有别的立体图像。

明明是两张像片怎么放入VR会合成一张呢？这就要理解这项发明所依据的原理：丁教授创建的非近轴光学理论是研究远离透镜旋转对称轴区域成像规律的学问，与180年前德国科学家高斯研究靠近透镜旋转对称轴区域成像规律的光学不同。高斯光学是显微镜、望远镜、电子显微镜以及射电天文望远镜的理论基础，可以指导人们将实物在平面不失真地放大、拉近来观看。而3D成像要求左像片与右像片的虚像必须不失真地在适当位置完全重合成原物，也就是要求左像片的虚像向右位移，右像片的虚像向左位移，这样才有可能重合，位移这项功能高斯光学就无能为力了。

只有依据非近轴光学理论设计的偏心镜才有可能使虚像不失真地位移，而且要设法让左眼只能看到左虚像，右眼只能看到右虚像，这样的3D显示就完全是仿生人类的视觉机理，目前此理论可谓独树一帜，成像的质量远超过一般产品。

由于手机显示屏很小，放进VR盒子后与眼睛的距离不大，理论计算所要求的透镜偏心距也不大，大约毫米量级，靠移动二透镜的间距，有可能位移左像片与右像片的虚像使之在适当位置重合而看出立体图像。特别是人眼有调节功能，就像人们看“画中画”那样，用“对眼法”即将双眼努力向鼻尖方向靠拢对画面凝视一阵，就可以从随机点图中看出隐藏其中的立体画来，这实际是让左黑眼珠（相当于透镜镜头）向右移，右黑眼珠向左移，起了类似偏心透镜的作用，正因人眼费劲而感到特别累，这就是市面VR盒子让人头晕脑胀的根本原因。利用这样的VR盒子对笔记本电脑、电视机、投影机等等大屏幕是无法看出立体的，因为屏幕图像较大与眼睛的张角增大，要求透镜的偏心距也大，可达厘米量级，对眼法不行，只有按丁教授独创的非近轴光学原理发明专利设计的偏心眼镜才有可能。当然三棱镜也可产生像的偏移但失真较大，色散严重。因它本身就是个分光镜。因此可以这样说非近轴光学的理论是设计理想3D像唯一正确的理论，他在ICDT会议发表的长篇论文（英文）中有较详细的阐述。

（五）5G 3D技术路线日益取得共识

随着社会文明的进步，人类逐步脱离了蒙昧的原始状态，步入今天的信息时代。信息链有5个环节：获取、处理、存储、传输、显示。

信息获取是从给定的环境背景（噪声）中提取有用的信息。人类主要靠眼、耳、鼻、舌、身五官获取信息，特别是视觉占了获得信息的90%，凭借传感与遥感、遥测手段，扩展了感官外延获取信息的能力。

信息存储是将信息以某种形式从时间上的某一点转移到另一点。书籍就是较早的信息存储方式，人类发明了各种存储介质不断增长存储容量，以至海量的云存储。

信息传输是将信息以某种形式从空间上的某一点转移到另一点。从最早的烽火狼烟到19世纪的电报电话，以光速传输文字和话音，这个飞跃是现代通信的肇始。

信息处理是将获得的信息加以变换，便于提取有用的信息，以提高其可利用性。有用信息日积月累，才有知识，才逐步形成科学。特别是计算机大大提高了人类处理信息的能力。

信息显示是将信息以某种形式加以重现，供人类的听觉或视觉感知，其最重要的指标是所显示信息的精确性和完备性。遗憾视觉仍停留在由二维刚刚起步过渡到三维世界的水平。。

数字化后的现阶段在3D信息的获取、处理、存储、传输与显示5个环节虽有长足进步，但满足大众化的能力各有差异。由于计算机的进步，处理3D信息完全没有问题；由于万物互联的5G廉价而快速传输3D信息更轻而易举；由于云存储的普及，存储3D信息也毫不费力。只是3D信息的获取尚需昂贵的立体拍摄设备，掌握在摄影家的手里；3D信息的显示，看立体电影尚需到巨幕电影院，看立体电视尚需去买昂贵的3D电视机，看VR会头晕目眩，这2个环节还不具备大众化普及的条件。

我们提出的5G 3D技术路线是：以3D手机来解决3维信息的拍摄获取，以5G网络来解决3维信息的传输、存储与处理，以我们的发明立体眼镜、立体影院来解决3维信息的显示，这是一个可以还原世界本来面目的完整发明体系。

感谢通信产业报（网）开辟5G 3D专栏，从今年元月开始半年时间我们系统地发表了12篇文章，介绍了人类追求的梦想立体显示的发展历程，讲述了丁教授的夕阳发明，特别浅释了非近轴光学用于3D的原理，可以实现一款不感晕眩的立体眼镜，论述了5G标准与专利、研发与试验。随着4G的高速普及，5G的日益临近，大大提高了信息通信领域的传输、存储与处理的能力，可以完全胜任3D大众化的需求。丁守谦教授基于其独创的非近轴光学理论形成的3D发明专利，就另辟蹊径完美解决了3D信息的获取和显示。这就构成了一个还原现实世界完整的3D技术体系，我认为今天完全有条件推广应用，可以实现5G时代的“感官泛在”。5G即将来临，千万不要错过这一发展良机，让我们从坠入冰雪寒冬的深谷中攀登上来，张开双臂欢迎3D/VR的春光吧！