“5G+VR”在医疗、教育、电子竞技行业的发展研究＊

相强宇，王华本

（安徽新华学院大数据与人工智能学院，安徽 合肥 230088）

VR 一词来源于英语中Virtual Reality，借助计算机图形系统及接口设备，在计算机上生成可交互的、并可以在三维环境中保证沉浸感的服务。5G 是指第5代移动通信技术，由于5G 服务方式的改变，在5G 网络下可以维持网络的稳定和高带宽等特性，并且还可以带来极低的网络延迟和极高的上下行速度。如何在5G 网络的加持下推动VR 技术的革新以及围绕VR 打造的新兴产业目前已经成为科技领域的一大新热点。本文的目的就是探究VR 在医疗、教育、电子竞技等行业中的发展，验证VR 数字化应用的可操作性，试图为该产业的发展提供参考。

1 5G 加持下VR 的革新

1.1 5G 技术如何推动VR 产业的纵向发展

在4G 网络时代，由于网络的不稳定、低带宽、网速低等原因，不能协助VR 产业的发展，因此VR 的发展也长期处于缓慢前进的状态。然而5G 技术给VR 产业注入了巨大的活力，因其具有高速率、大容量、低延时等特性，这几乎解决了此前4G 时代VR 产业发展的瓶颈。5G 产业相关的配套设施发展也较为完善，大数据、云计算、云盘等都为VR 提供了良好的条件[1]。大数据分析可以解决VR 产业的用户分析和用户画像问题，引领VR 产业的发展方向；云计算可以将数据传输到云端进行处理，减少本地设备的运算量，并通过5G 极高的下行速度将数据同步传输到本地；云盘可以存储用户的数据，使用户不必为额外的存储设备买单。因此可以将VR 设备做得更轻更薄，降低VR 产品硬件的价格，提高用户的体验感受。

1.2 VR 产业前景分析

根据《IDC 全球增强与虚拟现实支出指南》可以得知，2019—2020 年度，全世界AR/VR（增强与虚拟现实）市场消费总量将达到188 亿美元[2]，与上年相比，同比增长率约为78.5%，AR/VR 的相关产品与服务配套设施的具体投资也将继续保持较高的增速，预测在2018—2023 年度内，年均增长率比值将达到77.0%。从地理维度来看，虚拟现实产业进入新一轮爆发期，在2022 年世界VR 产业大会上，中国电子信息产业发展研究院指出2025年国内虚拟现实市场产业规模有望超过2 500 亿元，彼时中国将会成为虚拟现实技术消费规模排名第一的国家。

根据2022 年中国各行业部门AR/VR 支出规模预测数据显示，2022 年中国各行业部门AR/VR 支出规模中占比最大的是消费者部门，主要原因在于中国拥有全世界最大消费人口及仅次于美国的第二大市场消费规模，各个VR 公司的商业布局也都将围绕中国开展，这也将会使国内的VR 产业竞争更加激烈，从某些方面来说这将会极大地促进产业的配套发展；占比规模次之的是分销与服务部门，中国拥有最全的产业链配套设施，各个生产环节环环相扣，并且服务行业有巨大的发展潜力，这些都使其在VR 行业占有一定的地位；占比规模位列第三和第四的行业为金融业和公共部门，如今的VR 产业被认为是下一个引领潮流的新兴产业，金融行业也对该产业的未来发展表示了肯定，相关VR 公司的融资也相对容易，各类投资也纷至沓来，公共部门的服务显示屏和自助服务器也纷纷采用VR 产品来提升公共服务的质量，这都将会增加VR 技术支出的比例；再其次便是制造与能源部门，以及基础建设部门，中国作为基建大国，每年在基建方面的投入是巨大的。

2 VR 市场产品动向分析

2.1 华为等国际厂商纷纷布局VR 产业

华为于2021-11-17 发布HUAWEI VR Glass 6 游戏套装，这是华为布局VR 产业的最新产品，该产品设计极具现代感，质量仅188 g，打破了以往VR 眼镜笨重的缺点。该产品主攻虚拟游戏，提供配套的游戏手柄，当手柄与眼镜近距离时即可自动连接，华为最新一代头部双目式定位系统配合手柄环装感应器，可实现毫米级精准定位和大范围动作捕捉，让使用者在游戏场景中有身临其境之感。

苹果公司也重金砸入VR 产业，苹果公司由于进入VR 行业导致相关产业股价暴涨，且预计于2023 年发布MR 产品，美国专利局发布了3 项苹果专利，分别涉及可应用于AR/VR 的眼球追踪、手势追踪技术。据悉，第一项专利通过3D 映射技术实现对眼球和手势的追踪，而另外2 项专利则主要应用于AR/VR 眼镜的眼球追踪应用场景。

三星是早期涉足VR 领域的公司之一，其最早于2016 年11 月发布了旗下最早的VR 产品——Gear VR。三星公司创新性地将其命名为“创新者版”，但受限于当时的产业内配套发展尚未完善，软硬件结合的较差，并且在其应用的场景中多数为模拟演示的技术，相关技术并没有真正落地。由于种种原因，三星最终决定关停Gear VR 平台，因为其没有完成向公众传达这一兴新技术的宣传目的，并且VR 行业也没有像三星所预期的那样会带来新的产业革命。

2.2 VR 产业领域专利情况

IPRdaily 发布了2020 年以来的VR/AR 全球发明专利排行榜TOP100。排行榜显示专利数量前5 的企业分别是三星、腾讯、百度、索尼、OPPO。在这一榜单上也出现了不少国内的大学机构，如清华大学就以1 052 项专利排名第21。2021-11-18，张家界在武陵源区大数据中心建立元宇宙中心，自此，张家界成为全国首个设立元宇宙研究中心的景区。

3 VR 在远程医疗方面的场景化分析

远程医疗这个概念最早于20 世纪80 年代在美国被首次提出，美国的得州理工大学医疗科学中心是最早试运行远程医疗项目的科学性研究机构，并且在政府的资助下建立了远程医疗中心，该研究机构设立远程医疗的目的便是为得州地处偏僻的乡村居民提供医疗服务，远程医疗后续遍布整个美国，取得了较为理想的预期效果。此后远程医疗的概念便传入了欧洲，经过相当长一段时间的验证，进而被全世界的国家所关注。

中国的远程医疗起步较晚，但由于国家大力支持远程医疗的发展，并且颁布了相应的政策，目前正按照相关政策有序发展[3]。

远程医疗设置的初衷是为了改善中国医疗资源分布不均衡的问题，基于降低普通患者的就医成本及提高其就医质量的目的，远程医疗的发展开辟了一条全新的医疗道路。假设一名患者得了一种在当地不能确诊的疾病，可以通过VR 产品扫描检查报告及其身体信息，将数据同步传输到更加权威的医院作出诊断。借助使用5G 的VR 设备，医生就可以远程实时地进行手术，这样可足不出户也可享受优质的医疗资源。上述的例子在中国已有相关的试点工作，等VR 行业得到充足的发展后，这样的治疗方法将更加普遍。

3.1 VR 技术与教育结合

目前中国大学的分工很明确，既有面向产业结合的应用型大学，也有针对基础学科深耕的综合性大学，性质不同的大学对于学生的培养目的也不尽相同[4]。应用型大学主要培养学生的实践能力，以满足职场对他们的要求，因此需要掌握很强的专业的操作和实践能力。然而在现实中，当面对枯燥且理论性强的知识时，因具有较深的抽象性，学生们很难将其中的理念完整地理解并消化，这就需要进行手动操作和实践来加深理解。

某大学学生能力分析雷达多边形图数据显示，学生在阅读能力方面得分为75 分、理解能力为55 分、实践能力为60 分、动手能力为50 分，掌握能力和应用能力分别为40 分和45 分。这些明显的“能力偏科”问题说明了学生很难通过枯燥的书面知识将理论和实践相结合。

借助VR 教学，可以将理论知识与实践相结合。VR 可以带来三维的视觉，近似达到现实操作的体验。以计算机专业的专业课“数字逻辑电路”为例，这是抽象性与理论性结合的较深的一门课程，要求学生在掌握各种门电路功能的基础上，还要编程、仿真、调试、下板，并最终在FPGA 电路板上实现具有某种功能的程序。然而学生对于门电路的认知仅限于其符号表达方式及功能阐述，对于更深层次的电路图的模拟更是一头雾水。如2 选1 多路选择器为数据选择器，由2 个信号输入端、1 个选择控制端和1 个数据输出端组成，属于FPGA 内部的资源，多用做内部信号的选通。2 选1 多路选择器可通过级联生成更大的多路选择器。通过VR 进行教学，在解释每一个门电路时都可以将清晰的三维图、引脚的连接、电路图的设计展现出来。

3.2 VR 催生的虚拟现实游戏

从最早的现实游戏“老鹰抓小鸡”“跳舞机”，再到按键手机时代的“俄罗斯方块”“贪吃蛇”，进而到智能手机时代的“王者荣耀”“和平精英”，游戏行业的发展似乎也遇到了瓶颈，然而现在游戏厂商发现了一个新的战场，即VR 虚拟现实游戏，从二维游戏转向更能使人有沉浸感的三维游戏。

VR 游戏从游戏体验的代入感、沉浸感、真实感都是传统的二维游戏不能相比的[5]，在5G 网络的加持下，用户可以无感地从云端加载游戏，计算工作将交由云端服务器处理，相较于传统的二维游戏受限于设备的处理速度及散热能力，VR 游戏可以减少本地计算器的负载，降低设备发热量，用户的体验感也随之提升。

2021 年，Facebook 的创始人扎克伯格宣布公司改名为“Meta”，全面进军“元宇宙”时代，这种虚拟世界也需要VR 设备的加持，设想将来有一天人类的所有数据都能被上传到云端，即使足不出户也可以与朋友一起在云端通过VR 设备畅游，这也可以称为一种变相的游戏。

在安徽蚌埠，中国移动安徽分公司开展了一项特别的“服务体验官活动”。该活动邀请了学生、上班族等不同的群体走进中国移动打造的“‘5G+VR’智慧体验馆”，体验了VR 太空舱、VR 眼镜及VR 自行车等VR 产品。广大用户通过切身体验这种前沿科技产品，感受到了虚拟世界的魅力，这也侧面说明了大众对VR 技术的接受度很高，VR 产品有着巨大的前景市场等待发掘。

4 结束语

5G 网络的普及给VR 行业带来了新的机遇。在此之下，教育的形式已经不仅局限于课堂的教学，课堂之外的扩展也将得到充足的保障；医疗系统将会借力VR 以增强远程医疗的可能性，中国的医疗资源将会得到更均匀的分配；游戏行业也将因为VR 游戏的登场而迎来新的变革。在可预见的未来，VR 将可能会存在于人类生活起居的各个方面，VR 的应用场景也不只会局限在教学、医疗、电子游戏等行业。“5G+VR”数字化应用的发展将开辟一条新的科技赛道。