陈 宇 马原野 王灏晨（国家发展改革委创新驱动发展中心）
摘 要：扩展现实融合应用新型显示、人工智能等多领域技术，能够极大拓展人类感知能力。扩展现实技术与元宇宙的结合正逐步融入千行百业，加速数字经济与实体经济深度融合。当前，扩展现实产业已成为壮大数字经济的重要抓手，迎来战略窗口期，呈现高速发展态势。我国北京、山东、江西等地成为扩展现实产业重点企业的主要集聚区，引领和带动作用不断增强。但我国在扩展现实产业发展中还存在产业链布局不足、关键软硬件受制于人、国际标准参与度低等挑战。基于此，本文提出我国宜充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，聚焦经营主体、产业链条、技术创新、应用示范、标准体系等方面综合施策、系统发力，不断提升我国扩展现实产业竞争力，抢占全球发展主动权。
关键词：扩展现实；数字经济；元宇宙；人工智能
扩展现实（Extended Reality, XR）是一类融合应用了新型显示、传感器、人工智能和多媒体等多领域技术的综合技术（包括VR虚拟现实、AR增强现实、MR混合现实等），能够形成一个真实与虚拟相结合、可人机交互的环境，相关产品设备被认为是元宇宙的关键入口。当前，“XR+元宇宙”的组合正逐步融入千行百业，为传统产业转型升级提供新支撑，加速数字经济与实体经济深度融合。普华永道预测，到2030年，XR产业将为全球GDP带来1.5万亿美元的增长，为我国GDP带来1833亿美元的增长并创造超682万个就业岗位。但是，与国际先进扩展现实技术水平相比，我国仍存在产业链布局不足、关键软硬件受制于人、国际标准参与度低等短板。宜加快产业布局，提升面向全球市场、技术、标准的竞争力，抢占全球发展主动权。
一、引言
（一）元宇宙的概念内涵
元宇宙的概念最早出现在美国科幻小说《雪崩》中，小说人物通过头戴式显示器等特定设备进入由开发者设计的、程序生成的、可与他人实时互动的沉浸式网络空间。随着区块链、人工智能、网络与算力、显示、交互等数字技术的不断发展，科幻小说中所描述的元宇宙正逐步具象化。目前，元宇宙的概念内涵仍在持续丰富和发展，但社会各界对元宇宙的概念及其本质特征的认识还存在一定的差异。
学术界更多认为元宇宙是社会信息化和虚拟化的必然趋势，是互联网发展的终极阶段，是高度发达的、与现实互相交融但又不依托于现实的人造虚拟世界（方凌智和沈煌南，2022）。产业界则更强调元宇宙中数字技术和实体经济的融合发展，重视面向政府客户服务（To G）和企业用户服务（To B）的“虚实融合产业”发展。投资界更多把元宇宙看作是现实世界的数字化升级，代表了下一代互联网的主要形态，具有巨大的商业价值和广阔的应用前景，有望催生出一批新产品、新模式、新业态。媒体界更多认为，元宇宙是集成与融合现在与未来全部数字技术于一体的终极数字媒介，描绘和构造了未来社会的愿景形态，是数字经济时代的一种新的文明形态（喻国明和耿晓梦，2022）。我国多地则将元宇宙视为发展数字经济的全新赛道，并将其纳入高新技术领域范畴，大力培育与发展相关产业，以加快形成新质生产力，增强发展新动能。
综合看，元宇宙在XR、人工智能、区块链等各项数字技术的发展和推动下日益具象化，可以视为沉浸式数字空间，但距离真正实现还仍有一个较长时期的动态演化过程。其主要有三方面核心特征。一是高度沉浸感。用户通过智能终端设备接入到一个超真实的数字世界，拥有立体化的视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等新体验，可以实现从“在线”到“在场”的跨越。二是与现实世界相互连通。元宇宙有望从各方面融入现实世界，在教育、办公、研发设计、工业制造、医疗、城市治理、社交、娱乐等领域面临变革的重大机遇。以办公、研发设计、工业制造领域为例，身处不同地点的员工可以进行“面对面”协同工作，做到虚拟工厂与现实工厂之间的真实数据流通、同步，实现生产要素可视、可析、可验证以及智能化管理，大幅提高工作效率、解决工作质量标准化问题。三是拥有自洽的经济系统。在元宇宙空间中，用户可以建立基于数字身份与数字财产的社会关系，进行开放创作，通过创造、交易数字资产获得收益，并形成新的社会规则和价值取向。
（二）XR和元宇宙相结合拥有广阔的应用场景
XR以其三维化、自然交互、空间计算等不同于移动互联网的特性，支撑实现了元宇宙虚拟与现实融合、三维立体呈现等沉浸式场景。XR和元宇宙相结合已广泛应用于工业生产、文化旅游、教育培训、体育健康、商业创意、智慧城市等重点领域，包括工业元宇宙、消费者元宇宙和企业元宇宙。世界经济论坛2024年发布的报告《畅游工业虚拟世界——未来创新的蓝图》显示，预计到2030年，元宇宙的市场价值将达到9000亿美元左右。其中，工业元宇宙、消费者元宇宙和企业元宇宙的全球市场价值将分别达到1000亿、500亿和300亿美元。工业元宇宙的重点在于如何利用数字技术来优化包括人员、实物商品、供应链等各种要素之间的交互。相比于智能制造，工业元宇宙在将工业过程数字化的同时，更突出人的作用，在虚拟空间里实现人与生产过程的互动（李勇坚和冯明宪，2022）。工业元宇宙为各行业提供了一个虚拟的实验平台，让人能够在数字环境中模拟、测试和优化各种现实场景和解决方案。消费者元宇宙主要关注个人社交、娱乐和教育体验，利用交互式产品发布、虚实互动的场景搭建等功能，开辟提升品牌参与度、购买体验和客户忠诚度的新途径。企业元宇宙涵盖沉浸式团队协作、远程协同设计和产品开发等重点领域，将工作参与、沟通和协作等环节虚拟化，跨越物理距离，形成新的工作方式。普华永道的报告显示，超八成的公司高管认为，元宇宙将成为公司业务流程的一部分。
二、全球XR产业呈现高速发展态势
近年来，XR设备的全球市场规模不断扩大，市场投融资日益活跃，相关科技巨头的布局也在不断完善，XR产业正向快速发展期迈进。
（一）XR行业迎来高速发展期，市场前景更广阔
近年来，随着以生成式人工智能为代表的新一代人工智能技术的加速创新，数字内容制作周期得以大幅缩短，使得XR市场规模快速增长。2021年XR设备全球出货量1123万台，已达到Meta首席执行官扎克伯格提出的“出货量超过1000万台，市场潜力就足以推动开发人员持续投入”的行业发展拐点。调研结果也显示，销量达1000万台意味着越来越多的内容厂商能实现获利，将刺激更多的开发者进入并研发出不同类别的优质内容以吸引更多用户，推动XR应用生态实现良性循环。据Counterpoint Global机构预测，到2025年，XR设备出货量将达1.05亿台，增长约10倍。
（二）XR领域投融资日益活跃，产业发展势头更强劲
全球XR产业投融资规模稳步增长。根据陀螺研究院数据，2018—2023年，全球XR产业融资并购规模年复合增速达8.2%，由2018年行业低点的142.3亿元增长至2023年的211亿元，融资并购数量也由2018年的109起增长至2023年的229起。全球资本主要集中在XR产业链下游的医疗健康、教育培训等行业应用领域，加速产业变现。2023年全球XR行业应用环节融资并购数量为73起，其中，医疗健康领域和教育培训领域的融资数量达40起，占比达一半以上，融资总额分别约为12.1亿元和13.2亿元。全球产业巨头看重XR应用潜力，纷纷进行战略投资以期获得长期竞争优势。从融资轮次看，2023年全球XR产业战略融资数量达46起，占比为20%。
（三）国际科技巨头竞相布局，产业生态更完善
近年来，国际科技巨头基于自身优势竞相布局XR产业，构建起差异化的生态版图。以苹果为代表的手机厂商从硬件技术发力，逐步推出XR服务。苹果通过自研和收购方式建立了一条硬件技术专利的“护城河”。业界认为，苹果首款XR设备Vision Pro的发布标志着XR设备进入新发展阶段，有望带动行业实现跨越式发展。以微软为代表的软件提供商则着力打造面向商业应用的XR平台。基于微软的Microsoft Mesh平台，身处各地的用户可以进行“面对面”研发设计，实现工作的沉浸式沟通，远程协作效率得到较大提升。以Meta为代表的互联网厂商更加注重面向消费者的社交应用，并重视XR内容生态建设。Meta推出XR社交平台地平线世界（Horizon Worlds），允许用户通过创建虚拟角色远程实现和朋友“面对面”聚会、娱乐等。Meta还创立了1.5亿美元的XR内容创作基金，围绕教育等重点场景，进一步提升XR内容创作质量。
三、我国不断加速XR产业发展布局
近年来，我国XR产业创新活跃，国家虚拟现实创新中心在山东青岛和江西南昌落地，产业基础能力不断提升。北京、山东、江西等地成为XR产业重点企业的主要集聚区，引领和带动作用不断增强。
（一）北京推动XR产业融合集群发展
《北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划》明确石景山区为“虚拟现实产业组团”承载区，提出重点布局石景山中关村虚拟现实产业园，做优做强“虚拟现实+”产业。当前，北京已培育了一批XR领域的硬件设备制造企业、内容制作企业、软件开发企业。《2023中国XR企业TOP100榜单》中，北京有48家XR企业上榜，居全国榜首。北京重视支持有利于XR领域技术应用示范和验证迭代的重点应用场景项目建设，目前已涵盖了工业制造、医疗健康、教育培训、文化娱乐等诸多领域，致力于培育优势XR产业集群。
（二）山东形成技术、产品和应用协同发展的XR产业格局
山东把XR产业列入七大未来产业之一，深入实施XR产业“提质”工程，统筹谋划、一体推进产业发展壮大，在智能硬件、内容制作、应用场景等领域已成功培育一批骨干龙头企业。根据《2024胡润中国元宇宙潜力企业榜》数据，山东歌尔股份、海尔集团等龙头企业入围榜单前20强。其中，歌尔股份中高端XR设备出货量占比超80%；海尔集团建成全球首家元宇宙未来工厂，真实还原智能工厂中的生产线，实现了从产品设计到生产调度、故障诊断等各环节的数字化和智能化，推动传统工厂生产效率的提高。
（三）江西构建企业聚集、集成发展的XR产业生态圈
江西把XR产业作为培育未来产业、壮大数字经济的重要抓手，充分借助世界VR产业大会平台，积极汇聚美国、欧洲、日韩等全球30多个国家和地区的力量和资源。2018—2023年，江西通过举办六届世界VR产业大会，累计签约项目658个，获得投资超3823亿元人民币。在世界VR产业大会的品牌效应下，江西省已集聚XR领域相关企业超1000家，吸引高通影创、小派等一批行业领军企业在江西落地，基本形成覆盖硬件、软件、内容制作分发、应用服务等较为完整的XR产业链，构建企业上中下游聚集、集成发展的产业生态圈。
四、我国XR产业发展面临的挑战
近年来，我国在XR领域加快研发布局，设备出货量快速增长。但与美欧国家相比，我国在企业发展、硬件、软件和标准制定上仍存在一定差距，产业链布局不足、关键软硬件受限、国际标准参与度低等问题亟待解决。
（一）企业发展起步较慢，产业链布局不足
现阶段，国产XR品牌大多处于起步阶段，缺乏XR内容生态平台。国内企业侧重于XR设备研发生产环节，头部企业仍处于各自为营、争夺市场占有率的阶段，尚未实现从硬件、软件、内容、应用到服务的XR全产业链布局。如终端设备领域以歌尔股份、字节跳动、大朋为主；内容领域主要是腾讯、爱奇艺；开发引擎领域主要参与者包括无限时空、曼恒数字。相比之下，美国相关企业正逐步建立起XR全产业链生态系统。以苹果公司为例，自2010年起，其陆续收购了一批掌握面部识别、动作捕捉、Micro LED显示等XR硬件领域核心技术的公司，2015 年以来又不断收购XR领域的软件端公司和内容端公司，初步实现对硬件、软件、内容等各环节的全面布局。面对美国不断完善的XR产业布局，我国需加快培育壮大相关经营主体，推动全产业链建设走深走实。
（二）核心硬件存在差距，易受供应链断链风险冲击
XR设备核心硬件主要包括芯片、传感器、显示器件等。XR专用芯片是提升设备处理效能，为用户营造低时延、多维交互体验的核心元器件。目前国产XR专用芯片厂商以独立小厂为主，性能与美国企业高通相比仍有明显差距，应用产品较少。现阶段，高通在该领域仍拥有绝对垄断地位，推出的骁龙XR 2芯片依旧占据全球中高端XR芯片市场的主导地位。传感器是实现沉浸式交互的重要环节，而目前用来捕捉识别用户头部运动的加速计、陀螺仪和地磁传感器等惯性传感器主要由德国博世、意法半导体等企业提供。显示器件是营造零眩晕、高逼真体验的主要部件，该领域面临的挑战主要是上游的显示材料、设备受制于人，偏光片、玻璃基板、曝光机、蒸镀机等产品国产化率不超过20%。若美西方国家在上述核心硬件上对我国实施封锁，我国在产品性能、品控等方面可能受到较大影响。
（三）底层软件多为国外研发，内容开发受限
XR软件环节是指被广泛应用于XR内容制作和系统开发的软件和平台，主要包括操作系统、开发引擎和软件开发工具包（SDK）等。从操作系统看，国内外一体机XR大多基于谷歌安卓系统底层进行优化和定制，分体式XR则更多依靠微软系统。从开发引擎看，目前市场上核心开发引擎为美国Unity公司的Universal 3D和Epic Games公司的Unreal Engine。两者共同占据了全球50%以上的市场份额，我国90%的网游产品都依靠其制作。从SDK看，我国XR内容开发企业大部分采用Adobe、Autodesk、WebXR、Unity等美国企业牵头研发的工具软件，如常用的三维建模软件3D MAX、Substance 3D等，影视渲染工具VRay、Arnold等，三维仿真模拟工具PhysX、Havok、Bullet等。一旦美西方在底层软件对我国进行“断供”，我国将可能无法及时更新软件和服务，影响优质内容持续生产。
（四）标准制定多由美欧主导，国际话语权有待提升
类比PC互联网和移动互联网时代的TCP/IP协议和TD-LTE标准，XR产业发展壮大需要一套完整的标准协议。标准协议的存在能从根本上解决XR内容开发成本高、适配难度大的难题，吸引更多开发者进入，推动生态更健康、更快速地发展。美欧国家主导的科纳斯组织（Khronos Group）于2019年推出了OpenXR 1.0标准，该标准能为跨平台XR应用程序提供开放的标准接口，大大减少开发成本。目前，该标准已获得了包括英特尔、超威半导体、谷歌、微软、Meta、Unity、华为、三星、Magic Leap、EPIC、Steam等计算机软硬件和内容领域巨头的支持。而国内企业在标准方面的参与度不足，仅有华为、兆芯、Rokid等企业参与该标准的讨论和制定工作，国内尚无有影响力的XR标准。
五、推进XR产业发展的对策建议
XR产业具有较强发展潜力和经济价值，但与美欧等发达国家相比，我国还存在一些短板弱项。宜充分发挥我国海量数据和丰富应用场景优势，在经营主体、产业链条、技术创新、应用示范、标准体系等方面综合施策、系统发力，不断提升XR产业竞争力，抢占全球发展主动权。
（一）培育壮大经营主体，激发市场内在活力
一是加快培育行业龙头企业。围绕医疗健康、教育培训、智慧城市等XR重点应用领域，着眼于壮大在全球产业发展中生态主导力强、创新水平高、核心竞争力突出、市场前景广阔的龙头企业，加大对符合经济效益增长、绿色和可持续发展成效明显、带动就业效果好等条件的龙头企业的政策支持力度，集聚一批综合集成能力强、产业链上下游话语权大的链主企业，增强我国XR产业整体竞争优势。二是分类培育创新型中小企业。对于XR整机制造、核心元器件、内容制作、平台服务、系统集成等细分领域企业，加大其在政策宣传、资金支持、规划咨询等方面的服务力度，探索“创新服务券”等手段精准支持企业能力提升，分类培育XR领域“专精特新”、单项冠军、瞪羚、独角兽等优质企业。三是促进大中小企业融通发展。聚焦工业生产、文化旅游、医疗协作、教育共享等领域，推动大中小企业合作开发跨空间、沉浸式应用。支持XR领域大企业联合中小企业、科研院所、高校等开展产学研合作和项目合作，鼓励大企业向中小企业开放市场、创新、资金、数据等要素资源，带动中小企业共同成长，促进产业集聚发展，打造具有较强国际竞争力的XR产业集群。
（二）优化完善产业链条，健全产业发展生态
一是丰富整机产品供给。聚焦XR行业领域应用需求，加强产业链上下游通力协作，突破制约行业发展的专利、技术壁垒，加快推动整机设备、内容采集制作设备等研发及产业化，支持整机产品创新和产业化升级。二是夯实核心元器件根基。加强加速度计、陀螺仪等惯性传感器核心技术研发，通过“小步快跑”手段加快国产化研发进程。加快智能眼镜光学模组、自由曲面棱镜、反光透镜等关键光学器件的研发及量产能力，促进技术产业迭代发展。积极布局半导体研发与产业化，加快补齐核心芯片发展短板。三是健全软件技术支撑机制。充分调动科研院所、高校、企业、技术社区等多方力量协同，打通产学研用，推动XR整机操作系统、三维开发引擎、内容制作软件，以及感知交互、渲染处理等开发工具软件研发和推广应用，突破应用场景开发的技术瓶颈。
（三）强化技术协同创新，提升公共服务能力
一是构建协同创新体系。围绕“技术研发、产业培育、人才培养”三位一体的布局模式，搭建XR领域产学研用紧密结合的协同创新和成果转化平台，在整合创新资源、促进技术与实体经济结合上发挥更大的作用。二是推进关键共性技术融合创新。围绕近眼显示、渲染处理、感知交互、网络传输、内容生产、压缩编码、安全可信等关键细分领域，做优“XR+”内生能力，强化XR与5G、人工智能、大数据、云计算、区块链、数字孪生等新一代信息技术的深度融合，叠加“XR+”赋能能力。三是加强产业公共服务平台建设。支持行业协会、产业园区、科研院所、龙头企业围绕XR测试检测、中试孵化、产业咨询、标准规范等建设公共服务平台，形成资源共享、优势互补的公共服务体系，加快XR应用解决方案成果的落地推广。
（四）加强行业应用示范，赋能前沿领域
一是开展行业应用。依托我国超大规模市场优势，深化XR与行业应用的深度融合。鼓励有条件的地方、企业、行业组织建设一批XR应用体验中心，促进技术迭代，创造新的技术需求，加快推进XR应用转化。二是打造行业示范。面向全国持续征集并发布XR优秀解决方案，打造XR在工业生产、文化旅游、教育培训、医疗健康、商贸创意、智慧城市、安全应急、演艺娱乐等重点行业和特色领域的应用样板，推动XR在各行业领域的示范推广。三是赋能前沿和新兴领域。紧跟元宇宙热潮，聚焦XR及可穿戴智能设备等元宇宙技术入口，推动相关产业全链路技术输出和多领域技术协同，加速赋能前沿和新兴领域，构建元宇宙时代下的数字经济新业态新模式。
（五）建立健全标准体系，把握产业发展主动权
一是加快构建覆盖全产业链的XR综合标准体系。加强标准体系顶层设计，构建覆盖软硬件、内容生产、创新应用等全产业链的XR综合标准体系，发挥标准体系对产业发展的引导和支撑作用。进一步发挥产学研用协同机制作用，加强XR应用标准研究，不断健全XR相关产品测试评价体系，开发相应的评价工具，保障XR产品性能和质量。二是强化XR领域的国际交流合作。探索设立开放生态联盟，加大我国主导的关键技术标准体系建设，引导系统、内容、平台以及终端等产业链各环节的头部企业加快应用和推广我国自有标准。充分发挥联盟、协会等行业组织在宣传推广、展览展示、办赛办会方面的作用，拓展XR领域的国际交流合作渠道。支持我国企业积极参与全球XR产业标准制定，深化其与国际规则对接，逐步提高我国在XR、元宇宙等新赛道的国际话语权和规则制定权。
参考文献
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[2]喻国明，耿晓梦. 元宇宙：媒介化社会的未来生态图景[J].新疆师范大学学报（哲学社会科学版）,2022,43(03):111.
[3]李勇坚，冯明宪. 元宇宙推动制造业高质量发展：理论框架和实现机制[J]. 新经济导刊,2022,(04):42.
【陈宇系国家发展改革委创新驱动发展中心（数字经济研究发展中心）助理研究员；马原野系国家发展改革委创新驱动发展中心（数字经济研究发展中心）高级工程师；王灏晨系国家发展改革委创新驱动发展中心（数字经济研究发展中心）副研究员】