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    黨的十九屆五中全會提出,，堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位,，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，擺在各項規(guī)劃任務(wù)的首位,，要抓住戰(zhàn)略機遇,，加強自主創(chuàng)新，構(gòu)建高質(zhì)量發(fā)展新格局,，是新時代高新技術(shù)發(fā)展的重大任務(wù),。中央經(jīng)濟(jì)工作會議提出的2021年八項重點任務(wù)中，強化國家戰(zhàn)略科技力量排在首位,，要努力打造科技攻關(guān)重地,，積極與國家的科技計劃、攻關(guān)計劃相對接,，針對工業(yè)母機,、高端芯片、基礎(chǔ)軟件,、新材料,、發(fā)動機等產(chǎn)業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)；聯(lián)合行業(yè)上下游,、產(chǎn)學(xué)研的力量,，組建創(chuàng)新聯(lián)合體,，主動承擔(dān)重大項目,，進(jìn)一步加大原創(chuàng)技術(shù)的研發(fā)投入，在信息,、生物,、能源、材料等方向加快布局一批基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù),；在人工智能,、空間技術(shù)、裝備制造等方面加快突破一批前沿技術(shù),，在電力裝備,、通信設(shè)備、高鐵核電,、新能源等領(lǐng)域加快鍛造一批長板技術(shù),，不斷增強行業(yè)的共性技術(shù)供給，集中最優(yōu)秀的人才,、最優(yōu)質(zhì)的資源進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),，爭取解決一批“卡脖子”的關(guān)鍵核心技術(shù),。

自主創(chuàng)新重大機遇

   新一代信息技術(shù)是國務(wù)院確定的七個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新型（3D）顯示是信息呈現(xiàn)和傳播的主要載體之一,，也是推動電子信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要引擎,。隨著5G邁向商用，“中國制造2025”戰(zhàn)略在不斷推進(jìn),，各種顯示技術(shù)如LCD,、OLED、QD,、LED,、E-paper、3D,、LDT,、圖像處理技術(shù)突飛猛進(jìn)，在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的指引下,，信息產(chǎn)業(yè)在制造業(yè)中的重要正在逐步顯現(xiàn),，為3D顯示技術(shù)的普及奠定了基礎(chǔ)，正將迎來大發(fā)展,。

   人眼所看到的現(xiàn)實世界是立體的,，人腦之所以能感覺到三維立體圖像主要是由于外界物體的光從左右兩個不同角度進(jìn)入人的兩只眼睛，并且經(jīng)過大腦對圖像的分析與合成才得以實現(xiàn),，因此3D顯示的目的是顯示出事物的真實3D信息,。我們生活在一個三維空間里，早在16世紀(jì),，人們就已經(jīng)開始通過繪畫的方式來感知3D視覺效果,，和現(xiàn)在的3D手繪畫相比，那個時候3D視覺的塑造主要靠的是色彩的沖擊,?；氐郊夹g(shù)發(fā)展的本質(zhì)，3D顯示由于其存在深度信息,，所以能夠?qū)崿F(xiàn)很多2D顯示所不具備的功能,，人們對還原真實所見世界的憧憬促使了3D顯示的發(fā)展。

   “3D”這個名詞已經(jīng)為人們所熟知,，且往往跟高科技聯(lián)系在一起,，如3D顯示、3D電影,、3D掃描,、3D打印、三維重建等等,，其通過高科技數(shù)字化的手段,，使得客觀世界中的 3D 實體能夠在虛擬世界中得以高精度重建(3D掃描和建模),、智能化編輯(3D設(shè)計)、真實感高清展示(3D顯示,、AR/VR),，乃至重新返回至客觀世界(3D打印和立體印刷)。就學(xué)科專業(yè)而言,，3D技術(shù)橫跨計算機視覺,、計算機圖形學(xué)、模式識別與智能系統(tǒng),、復(fù)雜系統(tǒng)與自動控制,、數(shù)據(jù)挖掘與機器學(xué)習(xí)、工程材料學(xué),、光機電一體化等，是名副其實的“技術(shù)密集型”高科技,。

（一）“活在三維空間,、困于二維信息”的難題，將在5G時代得到解決

     在現(xiàn)實世界中,，我們通過鍵盤,、鼠標(biāo)等設(shè)備與PC進(jìn)行交互，通過觸屏方式與移動設(shè)備進(jìn)行交互,，這些都是建立在二維世界的2D界面交互,。而在VR虛擬現(xiàn)實的世界，2D交互顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足“沉浸感”的需求,，這就要求交互方式要全面的顛覆：從傳統(tǒng)2D交互升級為用多種方式（動作捕捉,、手勢控制、眼球追蹤,、觸覺反饋,、語音交互,，甚至腦電波)與多維信息環(huán)境的3D立體交互,。3D視覺是計算機視覺的終極體現(xiàn)形式，2D視覺技術(shù)主要在二維空間下完成工作,，三維信息基本上沒有得到任何利用,，而三維信息才真正能夠反映物體和環(huán)境的狀態(tài)，也更接近人類的感知模式,。近年來,，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界推出了一系列優(yōu)秀的算法和產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域,。

     視覺是一個感知的過程,，在視覺中我們經(jīng)歷了從黑白到彩色,，再從模擬數(shù)字普清到高清的四次革命。截至目前,，仍有很多應(yīng)用場景都以2D為主,，2D拍攝到的是平面信息，沒有辦法獲取空間的三維結(jié)構(gòu),。因此眼下2D也達(dá)到了瓶頸期,，在消費電子、以VR/AR為助視體驗,、以及裸眼3D都在不斷地向3D做升級,。我們生存在三維的立體空間，我們希望通過3D攝像頭獲取到三維空間,，所以3D視覺是人工智能感知硬件的入口,，能夠通過視覺的部分，讓我們的硬件達(dá)到AI的感知到認(rèn)知,，最后實現(xiàn)決策的功能,。

     3D攝像頭正在成為智能設(shè)備的一個入口，3D攝像頭特點在于除了能夠獲取平面圖像以外,，還可以獲得拍攝對象的深度信息,，即三維的位置及尺寸信息，其通常由多個攝像頭+深度傳感器組成,。3D攝像頭實現(xiàn)實時三維信息采集,，為消費電子終端加上了物體感知功能，從而引入多個“痛點型應(yīng)用場景”,，包括人機交互,、人臉識別、三維建模,、AR,、安防和輔助駕駛等多個領(lǐng)域，取得3D影像主要有四種方法,，包括立體視覺法,、結(jié)構(gòu)光3D成像、雷射三角法以及ToF（光飛時間）,。隨著蘋果iPhone集成了雙攝像頭后,，掀起攝像頭產(chǎn)業(yè)發(fā)展新浪潮，國內(nèi)外各大企業(yè)如英特爾,、微軟,、圖漾科技、奧比中光、華捷艾米,、?？低暋⑺从罟鈱W(xué),、樂行天下,、縱目科技、凌云光技術(shù),、弼智仿生已經(jīng)在電子產(chǎn)品等配置3D攝像頭,。以英特爾RealSense為例，其智能3D攝像頭主要有三部分組成：（1）傳統(tǒng)的2D攝像頭,；（2）近紅外圖像傳感器,；（3）紅外激光發(fā)射器。英特爾RealSense 3D攝像頭有兩種類型：一種是用于遠(yuǎn)距離,、精度稍低的后置3D攝像頭,；另一種是用于近距離、精度較高的前置3D攝像頭,。

    展望未來,，3D攝像頭好似給機器或電子設(shè)備安裝了“人眼”，讓其能夠根據(jù)人的動作做出相應(yīng)的反應(yīng),，并賦予“思維”,、“感知”的能力。3D攝像頭應(yīng)用方向也非常廣泛,，包括攝像,、游戲、無人機和無人駕駛汽車,、增強現(xiàn)實（AR）,、康復(fù)醫(yī)療、安防監(jiān)控,、機器視覺,、三維掃描等領(lǐng)域。人類的想象空間有多大,，3D攝像頭的應(yīng)用空間就有多大,。3D視覺技術(shù)被廣泛應(yīng)用到人臉識別、智能機器人,、自動駕駛,、AR等領(lǐng)域，國內(nèi)外相關(guān)公司推出了一系列產(chǎn)品,。OPPO、華為和蘋果等公司推出的3D+AI識別功能，通過掃描人臉三維結(jié)構(gòu)完成手機解鎖,；自動駕駛領(lǐng)域通過分析3D人臉信息,，判斷司機駕駛時的情緒狀態(tài)；SLAM方式通過重建周邊環(huán)境,，完成建圖與感知,；AR領(lǐng)域通過三維重建技術(shù)完成目標(biāo)的重現(xiàn)。

    世界本是三維的,，由于科技發(fā)展的局限性,，不得不用二維的平面來顯示世界?；?G,、AI技術(shù)的3D傳感技術(shù)亦將撬動AR/VR、智能家居,、無人駕駛等領(lǐng)域,，將讓“智能+”的構(gòu)想真實地大規(guī)模地落地，帶動上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，加速萬物互聯(lián)時代的全面到來,，隨著5G等高速網(wǎng)絡(luò)時代的到來，信息的傳輸也必然從3G向4G/5G過渡,，視覺信息也將從二維向三維轉(zhuǎn)變,。“活在三維空間,、困于二維信息”的難題,，將在5G時代得到解決。

（二）搜索＋AR進(jìn)入Web三維時代,，構(gòu)建自主3D數(shù)據(jù)格式迫在眉睫

     從3D視覺到3D交互,，然而，3D技術(shù)的發(fā)展不會只止步于看到3D圖像,，它將會打開一種全新的用戶交互范式,。隨著互聯(lián)網(wǎng)帶寬（5G）的增加，文字,，圖片,，平面操作系統(tǒng)為主的二維互聯(lián)網(wǎng)虛擬世界開始向視頻，聲音,，三維應(yīng)用系統(tǒng)為主的三維互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)化,。美國著名的second life 就是一個互聯(lián)網(wǎng)向3D進(jìn)化的例子，但總體目前互聯(lián)網(wǎng)3D化進(jìn)程還比較慢,，由于3D圖形表示法和使用案例的多樣化,，定義一個3D圖形傳輸模型極具挑戰(zhàn),。因此，與圖片和視頻對比,，由于缺乏簡單和通用的高效數(shù)據(jù)表示法,，3D生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展很慢。

     3D模型數(shù)據(jù)是3D場景渲染的關(guān)鍵技術(shù),，是支撐三維重建,、游戲、XR業(yè)務(wù)基礎(chǔ)能力,。由于目前業(yè)界用于生產(chǎn)3D內(nèi)容工具平臺較多,，均采用不同的文件格式存儲，導(dǎo)致3D模型數(shù)據(jù)格式無法統(tǒng)一,，有超過70種不同文件格式的3D數(shù)據(jù),，服務(wù)于不同目的和應(yīng)用案例,3D格式統(tǒng)一化更有利于產(chǎn)業(yè)的效率提升.

     目前,在業(yè)界由khronos主導(dǎo)的glTF以及蘋果主導(dǎo)的USDZ正是基于統(tǒng)一3D文件格式的目標(biāo)，推動不同3D文件面向?qū)崟r渲染應(yīng)用,，直接傳輸給圖形API的數(shù)據(jù)形式,，不再需要二次轉(zhuǎn)換。蘋果一種新的3D文件格式,，并在去年WWDC推出USDZ文件格式以及ARKit 2.0,。谷歌宣布將在搜索結(jié)果中加入3D模型，在搜索結(jié)果中頁面,，你可以直接點擊這個3D模型,，然后進(jìn)入3D模型預(yù)覽界面，之后可以選擇AR模式實景預(yù)覽,，例如在線購物,，或者其它娛樂場景。谷歌已經(jīng)聯(lián)合NASA,、New Balance,、三星、沃爾沃,、Target等合作,，為他們的3D模型提供了支持。從應(yīng)用層面來看,，蘋果的USDZ文件格式可以嵌入到任何網(wǎng)頁,、App中，而谷歌憑借自家搜索引擎,，只需添加幾行代碼即可支持,，可以直接在搜索結(jié)果頁面進(jìn)行3D AR搜索展示。從當(dāng)前結(jié)果來看,，大多數(shù)人更多是希望在搜索中獲得結(jié)果,，而在這個過程中,，將搜索結(jié)果變得有趣就非常重要，3D模型和AR的加入就是非常重要的一環(huán),，這直接將以往2D頁面互動提升到三維交互,。通過定義一個基礎(chǔ),，各種應(yīng)用可以壓縮和傳輸元件,，glTF從中起到重要作用。我們非常期待glTF擴(kuò)展將為廣泛使用的3D圖形帶來高效MPEG壓縮技術(shù),。

     然而,，國內(nèi)3D數(shù)據(jù)格式主要是由零散的中小企業(yè)支撐著，好消息是華為與3D聯(lián)盟正在積極推動第四代交互3D數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化研制,，提升版權(quán)保護(hù),、交互響應(yīng)，率先搶占以蘋果為首的第三代快速渲染3D數(shù)據(jù)格式（gITF/USDZ 以二進(jìn)制形式存儲可直接用于渲染的3D格式數(shù)據(jù)）,。

（三）3D成像技術(shù)的成熟拉開了二維向三維升級的帷幕

     光學(xué)一直是科技創(chuàng)新的重頭戲,，光學(xué)升級一直停留在像素、感光等二維層面,，3D成像技術(shù)的成熟拉開了二維向三維升級的帷幕,，有望帶動光學(xué)創(chuàng)新大革命。3D成像在二維的基礎(chǔ)上,，實現(xiàn)了像素景深的疊加,，拍照的同時記錄下對象的立體信息，推動人臉識別,、虹膜識別,、手勢控制、機器視覺等變?yōu)楝F(xiàn)實,，是開啟AI和AR時代的感知鑰匙,。

     3D成像并非是普通的功能性組建創(chuàng)新，而是激活光學(xué)交互屬性,，實現(xiàn)二維到三維的交互升級,，是繼圖形界面、觸控之后的第三次人機交互跨越?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已快速步入3D精準(zhǔn)診療時代,，各種數(shù)字影像設(shè)備如DR、CR,、多排CT,、3D圖像等飛速發(fā)展，5G,、12bit色彩,、3D+ 8K分辨率,、120Hz幀頻率，可以開始支撐遠(yuǎn)程醫(yī)療中“超高清顯示的超高速傳輸”的需求,。加之診斷,、術(shù)前規(guī)劃、手術(shù)與康復(fù)等全流程,，醫(yī)生可以通過高速傳輸遠(yuǎn)程醫(yī)療進(jìn)行更準(zhǔn)確的診斷,，并能夠進(jìn)行實時超聲介入手術(shù)指導(dǎo)、異地遠(yuǎn)程超聲直連會診,，從二維（2D）平面發(fā)展過渡到三維（3D）立體,，醫(yī)用顯示器的選購配置也成了醫(yī)院和PACS集成商關(guān)注的焦點，都將指引醫(yī)用產(chǎn)品研究與開發(fā),、商業(yè)化,、臨床試驗與應(yīng)用、技術(shù)轉(zhuǎn)移等,。未來3D技術(shù)不僅僅局限于影像領(lǐng)域,，醫(yī)療、教育,、建筑,、工業(yè)智能制造等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都將推廣使用3D技術(shù)，3D市場將得到大力發(fā)展,。

形勢判斷

（一）關(guān)鍵部件和技術(shù)不斷突破,，3D+5G成為關(guān)注熱點。

    過去的幾十年間,，顯示技術(shù)和顯示產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了一段高速發(fā)展期,。超大面板尺寸、超高清分辨率,、高動態(tài)范圍(High Dynamic Range,，HDR)、高刷新率(High Frame Rate),、精準(zhǔn)色域表現(xiàn)等一系列核心技術(shù)指標(biāo)持續(xù)升級,，顯示終端在產(chǎn)品形態(tài)上不斷迭代，觀看效果越來越接近,、甚至超越人眼對真實世界的直接感受,。在此基礎(chǔ)上衍生的3D顯示技術(shù)(眼鏡式、裸眼式,、光場式,、全息式)、近眼顯示技術(shù)(VR頭盔,、光波導(dǎo)AR眼鏡),，也受到了研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注,，從顯示緯度和交互形式上進(jìn)一步突破傳統(tǒng)技術(shù)的局限。

     近年來,，3D技術(shù)正逐步與5G,、人工智能、大數(shù)據(jù),、VR/AR,、投影、全息投影等技術(shù)互相融合,、互相促進(jìn)發(fā)展,，這也有力地推進(jìn)了3D 新業(yè)態(tài)發(fā)展,，讓更多行業(yè)單位開始接納VR 科技,，助推了我國3D產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步成熟,，在畫面質(zhì)量,、圖像處理、眼球捕捉,、3D聲場,、機器視覺等技術(shù)領(lǐng)域不斷取得突破。我國3D產(chǎn)業(yè)環(huán)境逐步走向成熟,，消費級應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用市場不斷打開,，產(chǎn)業(yè)鏈條更加完善。我國在硬件制造,、內(nèi)容應(yīng)用開發(fā)以及業(yè)務(wù)體驗推廣等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)快速發(fā)展,，正在成為全球3D產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力最強、市場接受度最高,、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮牡貐^(qū)之一,。在各種技術(shù)的助推下，人們的“聽”和“看”正變得豐富多彩,。裸眼3D,、4K超高清、3D技術(shù),、5G網(wǎng)絡(luò)……新技術(shù)的涌現(xiàn)和完善,，為視聽帶來了全新的體驗，也讓智慧生活更近了一步,。

    2019年,，ITU召開了網(wǎng)絡(luò)2030研討會，初步確立了6G的三大場景: 極大容量極小距離,、超越盡力而為,、融合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),。2030年突破屏幕顯示，實現(xiàn)裸眼3D成像,，例如像是《星球大戰(zhàn)》的全息影像完全實現(xiàn)了 ,。

     裸眼3D光場顯示技術(shù)是當(dāng)下熱點信息顯示前沿技術(shù)之一，裸眼3D技術(shù)讓人們對未來顯示產(chǎn)品充滿了希望,，讓所有人開始憧憬具有無限沉浸感的視覺體驗,。相比于色彩表現(xiàn)，可能人們更傾向于顯示產(chǎn)品的臨場感與沉浸感,，雖然曲面電視能夠帶來一定的臨場感,，但是相比裸眼3D來說根本不值一提。裸眼3D技術(shù)甚至不用通過佩戴任何設(shè)備,，通過屏幕直接就能夠觀看到3D立體影像,。根據(jù)裸眼3D顯示終端產(chǎn)品的構(gòu)成，其關(guān)鍵部件主要包括：①裸眼3D光學(xué)部件,，主要涉及裸眼3D顯示的關(guān)鍵光學(xué)材料及設(shè)計工藝,，一般來說，不同廠商的2D顯示屏對應(yīng)的裸眼3D光學(xué)部件會略有不同,。②裸眼3D顯示模組,，由裸眼3D光學(xué)材料（如柱狀透鏡）和2D 顯示屏精密耦合而成，是裸眼3D顯示終端的核心器件,。③2D/3D切換模塊,，裸眼3D顯示2D/3D切換技術(shù)通常采用雙層液晶技術(shù)實現(xiàn)， 2D/3D切換模塊往往集成在裸眼3D顯示模組中,。④裸眼3D信號處理模塊,，主要進(jìn)行3D視頻格式的轉(zhuǎn)換（播放）、合成,、畫質(zhì)提升,、驅(qū)動等功能，是裸眼3D顯示終端的重要支撐模塊,。根據(jù)不同的應(yīng)用場景,，該算法模塊既可進(jìn)行集成電路集成，也可在已有高端芯片方案中集成,。

    涉及裸眼3D顯示終端的關(guān)鍵技術(shù)主要包括（不限于以下方面）：①裸眼3D光學(xué)材料,，其中包括裸眼3D光學(xué)材料技術(shù)和裸眼3D光學(xué)設(shè)計技術(shù)。②裸眼3D顯示模組,，包括4K/8K裸眼3D全貼合工藝,、4K/8K裸眼3D高精度校準(zhǔn)技術(shù)、2D/3D切換技術(shù)及工藝和裸眼3D顯示性能檢測技術(shù)。③裸眼3D信號處理,，包括裸眼3D分辨率提升技術(shù),、裸眼3D視角提升及連續(xù)觀看技術(shù)、裸眼3D圖像合成技術(shù),、裸眼3D視頻轉(zhuǎn)換技術(shù),、裸眼3D圖像增強技術(shù)、單（多）人眼球追蹤技術(shù),、裸眼3D空間定位技術(shù)和裸眼3D人機交互技術(shù),。

     由于裸眼3D顯示產(chǎn)業(yè)涉及的技術(shù)領(lǐng)域較廣，任何一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)都會影響裸眼3D顯示終端的產(chǎn)品體驗,。近年來,，國內(nèi)外多家公司相繼推出了數(shù)款裸眼3D顯示產(chǎn)品，在貼合工藝,、畫質(zhì)及連續(xù)觀看等方面取得重要突破,。但隨著人們對3D 顯示產(chǎn)品畫質(zhì)和觀看體驗的期望越來越高，現(xiàn)階段裸眼3D顯示終端產(chǎn)品要大面積進(jìn)入家庭還有很大技術(shù)挑戰(zhàn),，建議加強產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,，力爭突破核心部件及模塊技術(shù)瓶頸，加快推進(jìn)裸眼3D顯示產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,。

    展望2022年，新一輪技術(shù)突破將引發(fā)3D發(fā)展浪潮,。在圖像處理方面,，分辨率、眩暈控制,、視點渲染,、視角控制將成為下一步突破方向。在交互技術(shù)方面,，慣性動作捕捉,、光學(xué)跟蹤、語音識別,、眼球追蹤,、空間交互、大視場角等多項技術(shù)將出現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用,。另外,，5G技術(shù)的成熟與應(yīng)用，將在云端渲染,、消除時延眩暈等方面提升3D體驗,，提高終端硬件性能，促進(jìn)3D應(yīng)用的效率提升,，3D/VR有望成為5G時代殺手級應(yīng)用,。

（二）市場規(guī)模持續(xù)增長,，行業(yè)應(yīng)用成為拉動主力。

     目前,，中國3D技術(shù)的應(yīng)用面臨多樣化,、智能化的趨勢，各種新產(chǎn)品,、新技術(shù)層出不窮,，機器視覺、3D影視,、游戲及裝備,、3D建筑和橋梁設(shè)計、3D采集和渲染軟件,、3D點云制造等領(lǐng)域取得科研的進(jìn)步,，使3D產(chǎn)業(yè)形成了完整的商業(yè)生態(tài)鏈和良好的市場競爭力。中國雖然是制造業(yè)大國和擁有世界上最大的應(yīng)用市場,，但3D技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻面臨著：3D技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失,；3D企業(yè)各自為戰(zhàn)，缺少合力,，自主創(chuàng)新較少,，同質(zhì)低價競爭普遍；專利技術(shù)信息不對稱,，缺乏共享制度,；人才培養(yǎng)跟不上產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展需求；政,、產(chǎn),、學(xué)、研,、用,、資結(jié)合不緊密，缺少良性互動機制,；技術(shù)轉(zhuǎn)化不足等一系列問題,。3D產(chǎn)業(yè)急需一個大平臺，團(tuán)結(jié),、規(guī)范,、引導(dǎo)、整合3D產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn),、學(xué),、研、政、投等各個層面的力量,，實現(xiàn)資源良性互動和分享,，共同做大中國的“3D蛋糕”。

     展望2022年,，3D技術(shù)將在人工智能,、3D數(shù)據(jù)模型、渲染封裝,、軍事仿真,、制造、交通,、醫(yī)療,、文博文旅數(shù)字化等領(lǐng)域得到深入應(yīng)用，應(yīng)用場景將進(jìn)一步豐富,。此外,，隨著3D內(nèi)容的豐富和虛擬社區(qū)、電商,、交互體驗感的增強,，主要依托購買硬件設(shè)備的營收模式將得以轉(zhuǎn)變，虛擬市場,、虛擬購物,、虛擬展示也將被更多用戶使用。

（三）消費市場快速培育,，產(chǎn)品形態(tài)更加豐富,。

     2021年，“3D+應(yīng)用場景”不斷拓展,，其中以web互聯(lián)網(wǎng)、游戲,、娛樂,、影視、電商,、展覽展示以及數(shù)字經(jīng)濟(jì)等消費市場,，線上與線下結(jié)合更加緊密，商業(yè)模式逐漸走向成熟,。3D智能終端產(chǎn)品供給更加多元化,，3D手機、3D打印設(shè)備,、VR頭戴式,、一體機、移動端等各類產(chǎn)品層出不窮。在內(nèi)容開發(fā)平臺和生態(tài)架構(gòu)發(fā)展上,，基本完善了3D模型/場景,、3D動效、全景圖片,、虛擬現(xiàn)實視頻,、網(wǎng)頁等不同內(nèi)容素材日益豐富。

    展望2022年,，3D傳統(tǒng)硬件廠商和創(chuàng)新企業(yè)將保持硬件輕量化,、可移動化、沉浸式體驗等方向發(fā)展,，持續(xù)推出新產(chǎn)品,，硬件多樣化將進(jìn)一步增強，硬件市場進(jìn)入百花齊放的競爭紅海,。此外,，產(chǎn)品的軟硬件結(jié)合將更加緊密，軟件在產(chǎn)業(yè)價值中的占比將進(jìn)一步提高,，特別是3D數(shù)據(jù)引擎,、3D數(shù)據(jù)格式方面加速競爭。

（四）產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成,，標(biāo)準(zhǔn)體系逐步建立,。

     3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以拉動化平面顯示向立體顯示邁進(jìn),，將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,，世界主要發(fā)達(dá)國家（美國、韓國）和地區(qū)紛紛制定了發(fā)展計劃,，帶動了各國和地區(qū)研發(fā),、投資力度的不斷加大，推動了3D產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,。

     從全球市場競爭格局來看,，歐美主導(dǎo)內(nèi)容市場、日韓主導(dǎo)終端市場,、中國強于應(yīng)用市場的產(chǎn)業(yè)格局基本形成,。歐美3D市場以其先進(jìn)的3D內(nèi)容攝錄系統(tǒng)、專業(yè)的內(nèi)容制作團(tuán)隊,、發(fā)達(dá)的媒體應(yīng)用市場,，在內(nèi)容制作方面具有明顯競爭優(yōu)勢。日韓在3D產(chǎn)業(yè)終端顯示方面優(yōu)勢突出,，產(chǎn)業(yè)鏈相對完整,，尤其在3D立體平板顯示技術(shù)方面擁有全球競爭力,。由于目前全球3D產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，產(chǎn)業(yè)推動力量主要來自3D產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好的國家和地區(qū),，因此,，這種產(chǎn)業(yè)格局在短期內(nèi)將更趨顯性化。

     我國3D產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系包含通用共性技術(shù),、產(chǎn)品,、場景應(yīng)用及信息采集、制作和分發(fā)等將進(jìn)一步完善,，特別是3D及4K超高清內(nèi)容制作,、開源平臺,、資源共享平臺將成為2021年的重要發(fā)展方向,。標(biāo)準(zhǔn)體系將逐步建立,，3D數(shù)據(jù)格式,、屏幕刷新率、屏幕分辨率,、貼合工藝,，以及軟件開發(fā)工具,、數(shù)據(jù)接口,、人體健康適用性等事實標(biāo)準(zhǔn)將逐步確立,，用戶體驗將大幅提升。3D設(shè)備之間,、設(shè)備和應(yīng)用之間的互聯(lián)互通成為發(fā)展共識,，3D內(nèi)容開發(fā)平臺生態(tài)架構(gòu)基本完善。3D引擎和場景應(yīng)用將在不同設(shè)備上運行,，3D感知計算,、顯示屏，將與不同驅(qū)動程序的兼容性更好,，行業(yè)碎片化問題得以解決,。

對策建議

     當(dāng)今世界正處于百年未有之大變局，全球范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn),，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定是構(gòu)建新發(fā)展格局的基礎(chǔ),。多學(xué)科技術(shù)融合發(fā)展已成為態(tài)勢。一些企業(yè)已將3D顯示技術(shù)應(yīng)用滲透至更為廣闊的領(lǐng)域,，促進(jìn)了多學(xué)科技術(shù)融合，培育新的經(jīng)濟(jì)增長點,。

     為加快自主創(chuàng)新能力的提升,，理清產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)的自主可控，夯實產(chǎn)業(yè)發(fā)展的安全基礎(chǔ),，只有掌握核心技術(shù),，攻克“卡脖子”難題,，才能實現(xiàn)由跟跑、并跑向領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變,，實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化,，助力新興產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，我們肩負(fù)著實施國家戰(zhàn)略的使命,?！笆奈濉遍_局之年，如何增強產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控能力,，解決“卡脖子”問題,，確保不“掉鏈子”呢？

（一）加強頂層設(shè)計規(guī)劃,，制修訂3D技術(shù)路線圖,，搶占制高點。

    3D顯示作為一個新興的融合性產(chǎn)業(yè),，以技術(shù)和應(yīng)用的創(chuàng)新為主要驅(qū)動力,，輻射帶動力強，對推動產(chǎn)業(yè)升級,、提升現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)層次,、高起點建設(shè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系具有重要作用。隨著圖形圖像,、虛擬仿真,、網(wǎng)絡(luò)傳輸、光電顯示等信息技術(shù)的快速發(fā)展,，3D信息技術(shù)將對工業(yè)化和智能化的促進(jìn)作用將進(jìn)一步顯現(xiàn),。

     當(dāng)前，多學(xué)科技術(shù)融合發(fā)展已成為態(tài)勢,，一些企業(yè)已將3D技術(shù)應(yīng)用滲透至更為廣闊的領(lǐng)域,，促進(jìn)了多學(xué)科技術(shù)融合，培育新的經(jīng)濟(jì)增長點,。如在交互體驗,、工業(yè)設(shè)計、虛擬仿真,、智慧城市,、醫(yī)學(xué)診療、場景重建,、教育培訓(xùn),、智能影院、沉浸感游戲等領(lǐng)域,，以3D技術(shù)為手段進(jìn)行業(yè)態(tài)創(chuàng)新,，對民生事業(yè),、城市管理、數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展等都將產(chǎn)生良好的效益,。近年來,，3D電影放映設(shè)備、電視,、電影,、游戲、視頻,、攝像機,、投影機等硬件提供商獲得了較大的市場利益和發(fā)展空間。我國和日本,、德國已將3D顯示技術(shù)列入科技發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行重點支持,。隨著3D顯示技術(shù)研發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化實施，3D顯示產(chǎn)品的消費將進(jìn)入高速擴(kuò)張期,。

     為提高3D顯示產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力,，加速3D顯示技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，夯實我市3D顯示產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),，保持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢,，帶動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，進(jìn)一步推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,，3D顯示技術(shù)成為全球產(chǎn)業(yè)競爭焦點,。國際主流3D顯示技術(shù)公司紛紛加大了研發(fā)、專利申請和保護(hù)力度,。美國,、歐盟、日本,、韓國等從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā),，已經(jīng)制訂了3D顯示產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖，力求搶占全球新技術(shù),、新經(jīng)濟(jì)制高點,。

     建議行業(yè)主管部門和應(yīng)用部門合作引導(dǎo)，加強頂層設(shè)計規(guī)劃,，結(jié)合當(dāng)前3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸及新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需,，由3D聯(lián)盟牽頭，發(fā)揮行業(yè)主導(dǎo)作用和高校,、科研院所基礎(chǔ)作用,，組織開展跨行業(yè)、跨領(lǐng)域,、跨區(qū)域的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新,，發(fā)揮國家科技計劃的引導(dǎo)作用，強化技術(shù)創(chuàng)新支持政策,，著力攻克一批共性關(guān)鍵技術(shù),，解決工業(yè)發(fā)展中的技術(shù)瓶頸，定期研究修訂和發(fā)布《3D產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南》或《3D產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖》,，明確各行業(yè)亟需突破的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù),。提出3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中、長期發(fā)展綱要與實施指南（3D技術(shù)路線圖）,。在鞏固國內(nèi)3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展基石的同時,，迎合當(dāng)前的3D技術(shù)延展（AR/VR/MR/XR）與行業(yè)應(yīng)用的融合，推動產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈向高端發(fā)展,，建設(shè)具有國際水平的技術(shù)研發(fā)及服務(wù)平臺,，培育一批具有國際競爭力的龍頭企業(yè)，打造若干知名品牌,，掌握一批核心技術(shù),，建成我國3D產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的示范基地和全球重要的3D產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)基地。

     到2025年,，力爭在產(chǎn)業(yè)鏈中上游環(huán)節(jié)取得突破,；培育發(fā)展一批技術(shù)引領(lǐng)型的標(biāo)桿企業(yè)和機構(gòu)產(chǎn)值超過10億元，具有一定技術(shù)創(chuàng)新能力,、在國內(nèi)有影響的企業(yè),；在空間顯示和交互領(lǐng)域形成若干具有國際先進(jìn)水平的特色優(yōu)勢產(chǎn)品，培育若干有持續(xù)創(chuàng)新能力的重點技術(shù)研發(fā)中心,，主要產(chǎn)品的技術(shù),、質(zhì)量和規(guī)模均處于世界領(lǐng)先地位。特別是在：

——核心技術(shù)重點突破,。加大研發(fā)投入,，開展技術(shù)攻關(guān)。在光學(xué)設(shè)計,、芯片設(shè)計,、工藝設(shè)備、材料,、圖形圖像處理,、顯示器件、軟件,、投影新光源及超短焦鏡頭等方面取得一批具有國際影響力的知識產(chǎn)權(quán),，掌握產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)和核心話語權(quán)。

——3D顯示產(chǎn)業(yè)鏈條形成,。圍繞優(yōu)勢企業(yè)形成產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng),，建設(shè)具有國際競爭力的3D顯示產(chǎn)業(yè)基地,。形成覆蓋從內(nèi)容獲取、制作,、傳輸,、顯示、應(yīng)用等主要環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈條,。

——團(tuán)隊開發(fā)新機制建立,。建立企業(yè)、高校,、科研機構(gòu)和投資機構(gòu)共同參與,、整體發(fā)展的創(chuàng)新體系，實現(xiàn)企業(yè)的研發(fā)中心,、開發(fā)團(tuán)隊互相對接,，形成持續(xù)研發(fā)新機制，多方共贏,。

——3D顯示技術(shù)廣泛應(yīng)用,。圍繞3D終端產(chǎn)品、立體交互,、游戲娛樂,、影視動漫等行業(yè)加大應(yīng)用推廣力度，積極推動3D顯示技術(shù)在醫(yī)療,、軍事,、仿真、設(shè)計,、制造等專業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,。

（二）建立3D生態(tài)，突破技術(shù)瓶頸,，提升產(chǎn)品供給質(zhì)量,。

     今年，“十四五”規(guī)劃中數(shù)字經(jīng)濟(jì)板塊重點提及VR/AR將在未來的內(nèi)容創(chuàng)作及互動領(lǐng)域扮演重要角色,，未來將推動三維圖形生成,、動態(tài)環(huán)境建模、實時動作捕捉,、快速渲染等技術(shù)創(chuàng)新,，發(fā)展虛擬現(xiàn)實整機、感知交互,、內(nèi)容采集制作等設(shè)備和開發(fā)工具軟件,、行業(yè)解決方案。

     強化跨領(lǐng)域技術(shù)儲備，以融合創(chuàng)新為導(dǎo)向,，面向價值鏈高端環(huán)節(jié),，圍繞新一代顯示技術(shù)、立體視覺,、3D智能感知交互,、渲染處理、5G網(wǎng)絡(luò)傳輸,、3D內(nèi)容制作、3D打印等關(guān)鍵領(lǐng)域,，將組織實施一批重點產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新工程,，掌握一批具備生態(tài)影響力、帶動性大,、前瞻性強的軟硬件核心技術(shù),，依托3D行業(yè)骨干企業(yè)、高校院所和地方園區(qū),，推動3D創(chuàng)新示范應(yīng)用,，實現(xiàn)各類創(chuàng)新要素在產(chǎn)學(xué)研用間的聚焦、流動與增值,。到2025年,，力爭在技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)取得突破，特別是在：

——動態(tài)環(huán)境建模,。虛擬環(huán)境的建立是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的核心內(nèi)容,。動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用的需要,，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型,。在規(guī)則環(huán)境下，三維數(shù)據(jù)的獲取可以采用CAD技術(shù),，而更多的環(huán)境則需要采用非接觸式的視覺建模技術(shù),，兩者的有機結(jié)合可以有效地提高數(shù)據(jù)獲取的效率。

——三維圖形生成,。三維圖形的生成技術(shù)的關(guān)鍵在于如何實現(xiàn)“實時”生成,。為達(dá)到實時生成的目的，至少要保證圖形的刷新率不低于15幀/秒,，最好高于30幀/秒,。在不降低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜度的前提下，如何提高刷新頻率將是該技術(shù)的主要研究內(nèi)容,。

——實時動作捕捉,。動作捕捉(Motion capture)又稱運動捕捉，是指記錄并處理人或其他物體動作的技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于軍事,，娛樂,，體育，醫(yī)療應(yīng)用,，計算機視覺以及機器人技術(shù)等諸多領(lǐng)域,。在電影制作和電子游戲開發(fā)領(lǐng)域，它通常是記錄人類演員的動作,，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字模型的動作,，并生成二維或三維的計算機動畫。

——快速渲染,。渲染是指用軟件從模型生成圖像的過程,。未來將發(fā)展基于視覺特性、頭動交互的渲染優(yōu)化算法,，加快高性能GPU配套時延優(yōu)化算法的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,。突破新一代圖形接口、渲染專用硬加速芯片,、云端渲染,、光場渲染、視網(wǎng)膜渲染等關(guān)鍵技術(shù),，推動渲染處理技術(shù)向高畫質(zhì),、低時延、低功耗方向發(fā)展,。

——感知交互,。加快六軸及以上GHz慣性傳感器、3D攝像頭等的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,。發(fā)展魯棒性強,、毫米級精度的自內(nèi)向外（inside-out）追蹤定位設(shè)備及動作捕捉設(shè)備。加快浸入式聲場,、語音交互,、眼球追蹤、觸覺反饋,、表情識別,、腦電交互等技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)，優(yōu)化傳感融合算法,，推動感知交互向高精度,、自然化、移動化,、多通道,、低功耗等方向發(fā)展。

——內(nèi)容采集。發(fā)展全視角12K分辨率,、60幀/秒幀率,、高動態(tài)范圍（HDR）、多攝像機同步與單獨曝光,、無線實時預(yù)覽等影像捕捉技術(shù),，重點突破高質(zhì)量全景三維實時拼接算法，實現(xiàn)開發(fā)引擎,、軟件,、外設(shè)與頭顯平臺間的通用性和一致性。

（三）推動地方產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展先行示范和重點行業(yè)應(yīng)用,。

     科技創(chuàng)新加速催生了新模式,、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài),。從疫情期間的在線辦公、在線教育,、在線醫(yī)療,，到沉浸式夜經(jīng)濟(jì)、5G場景應(yīng)用等,，實現(xiàn)垂直產(chǎn)業(yè)場景化應(yīng)用創(chuàng)新,，讓人們真正體會到信息化、數(shù)字化,、網(wǎng)絡(luò)化,、智能化的價值。在國家政策下的數(shù)字經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)與制造業(yè)不同,，制造業(yè)是“技術(shù)先行”或“產(chǎn)品先行”,，而數(shù)字經(jīng)濟(jì)下的新產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)孵化則是“場景先行”。加大政策協(xié)調(diào)力度,，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展和地方布局進(jìn)行科學(xué)引導(dǎo),，對3D標(biāo)準(zhǔn)、安全規(guī)范等進(jìn)行梳理,。推動地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國家總體規(guī)劃的協(xié)同,，避免產(chǎn)業(yè)的盲目擴(kuò)張發(fā)展，推動地方實現(xiàn)差異化發(fā)展,。推廣部省市合作共建產(chǎn)業(yè)基地等模式,，在發(fā)展基礎(chǔ)較好的地區(qū)，推進(jìn)3D技術(shù)和地方特色產(chǎn)業(yè)融合示范,，完善區(qū)域3D科技創(chuàng)新體系,，將產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與人民的需求、智慧城市建設(shè)相結(jié)合，形成高度融合可持續(xù)的閉環(huán)發(fā)展模式,。

     推進(jìn)3D重點行業(yè)應(yīng)用,，引導(dǎo)和推進(jìn)“3D+行業(yè)”發(fā)展，推廣和深化實用性強,、示范性好的3D和VR技術(shù)產(chǎn)品,，在工業(yè)、教育,、文化遺產(chǎn)數(shù)字化,、健康醫(yī)療、商貿(mào)科技展覽展示,、沉浸式夜經(jīng)濟(jì)等重點行業(yè),、特色領(lǐng)域的滲透應(yīng)用，促進(jìn)跨行業(yè)的深度融合發(fā)展,，創(chuàng)新各行業(yè)發(fā)展路徑,，積極培育新模式、新業(yè)態(tài),，拓展3D/VR產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間,。

（四）搶抓3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略主動，推動地方產(chǎn)業(yè)支撐平臺,。

     3D技術(shù)創(chuàng)新,，本質(zhì)上是以主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)、頭部企業(yè)為主體,，以信息技術(shù)為核心要素重新聚集產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要素,、重新構(gòu)建3D數(shù)字生態(tài)，以國內(nèi)內(nèi)頭部企業(yè)為核心,，培育產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)成為平臺型企業(yè),，覆蓋企業(yè)、產(chǎn)業(yè),、市場,、研發(fā)、資本等數(shù)字化資源,，打通全產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計,、生產(chǎn)、分發(fā)等環(huán)節(jié),，加強渠道,、品牌、數(shù)據(jù),、技術(shù),、系統(tǒng)集成等優(yōu)勢,，通過大企業(yè)建平臺、中小企業(yè)用平臺雙輪驅(qū)動,，完善運營機制,、共享3D數(shù)據(jù)資源等，可以高效激活各種創(chuàng)新力量,，構(gòu)建3D數(shù)字化生態(tài),，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)良性互動發(fā)展。

    基于全國各地區(qū)域3D技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的現(xiàn)有優(yōu)勢,，并與智能制造（3D打印增材制造）,、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智慧城市建設(shè)融合應(yīng)用,，率先布局產(chǎn)業(yè)頂層規(guī)劃,，實現(xiàn)3D產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。建設(shè)產(chǎn)業(yè)支撐服務(wù)平臺,，重點與3D行業(yè)龍頭企業(yè),、行業(yè)組織和第三方機構(gòu)橫向合作，針對3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際需要,，建設(shè)和運營產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)平臺,，提供技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化,、測試推廣、信息交流,、創(chuàng)新孵化等服務(wù),，推動構(gòu)建集規(guī)模化創(chuàng)新,、投資,、孵化和經(jīng)營為一體的3D/VR生態(tài)系統(tǒng)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境,。