“5G+VR”在醫療、教育、電子競技行業的發展研究＊

相強宇，王華本

（安徽新華學院大數據與人工智能學院，安徽 合肥 230088）

VR 一詞來源于英語中Virtual Reality，借助計算機圖形系統及接口設備，在計算機上生成可交互的、并可以在三維環境中保證沉浸感的服務。5G 是指第5代移動通信技術，由于5G 服務方式的改變，在5G 網絡下可以維持網絡的穩定和高帶寬等特性，并且還可以帶來極低的網絡延遲和極高的上下行速度。如何在5G 網絡的加持下推動VR 技術的革新以及圍繞VR 打造的新興產業目前已經成為科技領域的一大新熱點。本文的目的就是探究VR 在醫療、教育、電子競技等行業中的發展，驗證VR 數字化應用的可操作性，試圖為該產業的發展提供參考。

1 5G 加持下VR 的革新

1.1 5G 技術如何推動VR 產業的縱向發展

在4G 網絡時代，由于網絡的不穩定、低帶寬、網速低等原因，不能協助VR 產業的發展，因此VR 的發展也長期處于緩慢前進的狀態。然而5G 技術給VR 產業注入了巨大的活力，因其具有高速率、大容量、低延時等特性，這幾乎解決了此前4G 時代VR 產業發展的瓶頸。5G 產業相關的配套設施發展也較為完善，大數據、云計算、云盤等都為VR 提供了良好的條件[1]。大數據分析可以解決VR 產業的用戶分析和用戶畫像問題，引領VR 產業的發展方向；云計算可以將數據傳輸到云端進行處理，減少本地設備的運算量，并通過5G 極高的下行速度將數據同步傳輸到本地；云盤可以存儲用戶的數據，使用戶不必為額外的存儲設備買單。因此可以將VR 設備做得更輕更薄，降低VR 產品硬件的價格，提高用戶的體驗感受。

1.2 VR 產業前景分析

根據《IDC 全球增強與虛擬現實支出指南》可以得知，2019—2020 年度，全世界AR/VR（增強與虛擬現實）市場消費總量將達到188 億美元[2]，與上年相比，同比增長率約為78.5%，AR/VR 的相關產品與服務配套設施的具體投資也將繼續保持較高的增速，預測在2018—2023 年度內，年均增長率比值將達到77.0%。從地理維度來看，虛擬現實產業進入新一輪爆發期，在2022 年世界VR 產業大會上，中國電子信息產業發展研究院指出2025年國內虛擬現實市場產業規模有望超過2 500 億元，彼時中國將會成為虛擬現實技術消費規模排名第一的國家。

根據2022 年中國各行業部門AR/VR 支出規模預測數據顯示，2022 年中國各行業部門AR/VR 支出規模中占比最大的是消費者部門，主要原因在于中國擁有全世界最大消費人口及僅次于美國的第二大市場消費規模，各個VR 公司的商業布局也都將圍繞中國開展，這也將會使國內的VR 產業競爭更加激烈，從某些方面來說這將會極大地促進產業的配套發展；占比規模次之的是分銷與服務部門，中國擁有最全的產業鏈配套設施，各個生產環節環環相扣，并且服務行業有巨大的發展潛力，這些都使其在VR 行業占有一定的地位；占比規模位列第三和第四的行業為金融業和公共部門，如今的VR 產業被認為是下一個引領潮流的新興產業，金融行業也對該產業的未來發展表示了肯定，相關VR 公司的融資也相對容易，各類投資也紛至沓來，公共部門的服務顯示屏和自助服務器也紛紛采用VR 產品來提升公共服務的質量，這都將會增加VR 技術支出的比例；再其次便是制造與能源部門，以及基礎建設部門，中國作為基建大國，每年在基建方面的投入是巨大的。

2 VR 市場產品動向分析

2.1 華為等國際廠商紛紛布局VR 產業

華為于2021-11-17 發布HUAWEI VR Glass 6 游戲套裝，這是華為布局VR 產業的最新產品，該產品設計極具現代感，質量僅188 g，打破了以往VR 眼鏡笨重的缺點。該產品主攻虛擬游戲，提供配套的游戲手柄，當手柄與眼鏡近距離時即可自動連接，華為最新一代頭部雙目式定位系統配合手柄環裝感應器，可實現毫米級精準定位和大范圍動作捕捉，讓使用者在游戲場景中有身臨其境之感。

蘋果公司也重金砸入VR 產業，蘋果公司由于進入VR 行業導致相關產業股價暴漲，且預計于2023 年發布MR 產品，美國專利局發布了3 項蘋果專利，分別涉及可應用于AR/VR 的眼球追蹤、手勢追蹤技術。據悉，第一項專利通過3D 映射技術實現對眼球和手勢的追蹤，而另外2 項專利則主要應用于AR/VR 眼鏡的眼球追蹤應用場景。

三星是早期涉足VR 領域的公司之一，其最早于2016 年11 月發布了旗下最早的VR 產品——Gear VR。三星公司創新性地將其命名為“創新者版”，但受限于當時的產業內配套發展尚未完善，軟硬件結合的較差，并且在其應用的場景中多數為模擬演示的技術，相關技術并沒有真正落地。由于種種原因，三星最終決定關停Gear VR 平臺，因為其沒有完成向公眾傳達這一興新技術的宣傳目的，并且VR 行業也沒有像三星所預期的那樣會帶來新的產業革命。

2.2 VR 產業領域專利情況

IPRdaily 發布了2020 年以來的VR/AR 全球發明專利排行榜TOP100。排行榜顯示專利數量前5 的企業分別是三星、騰訊、百度、索尼、OPPO。在這一榜單上也出現了不少國內的大學機構，如清華大學就以1 052 項專利排名第21。2021-11-18，張家界在武陵源區大數據中心建立元宇宙中心，自此，張家界成為全國首個設立元宇宙研究中心的景區。

3 VR 在遠程醫療方面的場景化分析

遠程醫療這個概念最早于20 世紀80 年代在美國被首次提出，美國的得州理工大學醫療科學中心是最早試運行遠程醫療項目的科學性研究機構，并且在政府的資助下建立了遠程醫療中心，該研究機構設立遠程醫療的目的便是為得州地處偏僻的鄉村居民提供醫療服務，遠程醫療后續遍布整個美國，取得了較為理想的預期效果。此后遠程醫療的概念便傳入了歐洲，經過相當長一段時間的驗證，進而被全世界的國家所關注。

中國的遠程醫療起步較晚，但由于國家大力支持遠程醫療的發展，并且頒布了相應的政策，目前正按照相關政策有序發展[3]。

遠程醫療設置的初衷是為了改善中國醫療資源分布不均衡的問題，基于降低普通患者的就醫成本及提高其就醫質量的目的，遠程醫療的發展開辟了一條全新的醫療道路。假設一名患者得了一種在當地不能確診的疾病，可以通過VR 產品掃描檢查報告及其身體信息，將數據同步傳輸到更加權威的醫院作出診斷。借助使用5G 的VR 設備，醫生就可以遠程實時地進行手術，這樣可足不出戶也可享受優質的醫療資源。上述的例子在中國已有相關的試點工作，等VR 行業得到充足的發展后，這樣的治療方法將更加普遍。

3.1 VR 技術與教育結合

目前中國大學的分工很明確，既有面向產業結合的應用型大學，也有針對基礎學科深耕的綜合性大學，性質不同的大學對于學生的培養目的也不盡相同[4]。應用型大學主要培養學生的實踐能力，以滿足職場對他們的要求，因此需要掌握很強的專業的操作和實踐能力。然而在現實中，當面對枯燥且理論性強的知識時，因具有較深的抽象性，學生們很難將其中的理念完整地理解并消化，這就需要進行手動操作和實踐來加深理解。

某大學學生能力分析雷達多邊形圖數據顯示，學生在閱讀能力方面得分為75 分、理解能力為55 分、實踐能力為60 分、動手能力為50 分，掌握能力和應用能力分別為40 分和45 分。這些明顯的“能力偏科”問題說明了學生很難通過枯燥的書面知識將理論和實踐相結合。

借助VR 教學，可以將理論知識與實踐相結合。VR 可以帶來三維的視覺，近似達到現實操作的體驗。以計算機專業的專業課“數字邏輯電路”為例，這是抽象性與理論性結合的較深的一門課程，要求學生在掌握各種門電路功能的基礎上，還要編程、仿真、調試、下板，并最終在FPGA 電路板上實現具有某種功能的程序。然而學生對于門電路的認知僅限于其符號表達方式及功能闡述，對于更深層次的電路圖的模擬更是一頭霧水。如2 選1 多路選擇器為數據選擇器，由2 個信號輸入端、1 個選擇控制端和1 個數據輸出端組成，屬于FPGA 內部的資源，多用做內部信號的選通。2 選1 多路選擇器可通過級聯生成更大的多路選擇器。通過VR 進行教學，在解釋每一個門電路時都可以將清晰的三維圖、引腳的連接、電路圖的設計展現出來。

3.2 VR 催生的虛擬現實游戲

從最早的現實游戲“老鷹抓小雞”“跳舞機”，再到按鍵手機時代的“俄羅斯方塊”“貪吃蛇”，進而到智能手機時代的“王者榮耀”“和平精英”，游戲行業的發展似乎也遇到了瓶頸，然而現在游戲廠商發現了一個新的戰場，即VR 虛擬現實游戲，從二維游戲轉向更能使人有沉浸感的三維游戲。

VR 游戲從游戲體驗的代入感、沉浸感、真實感都是傳統的二維游戲不能相比的[5]，在5G 網絡的加持下，用戶可以無感地從云端加載游戲，計算工作將交由云端服務器處理，相較于傳統的二維游戲受限于設備的處理速度及散熱能力，VR 游戲可以減少本地計算器的負載，降低設備發熱量，用戶的體驗感也隨之提升。

2021 年，Facebook 的創始人扎克伯格宣布公司改名為“Meta”，全面進軍“元宇宙”時代，這種虛擬世界也需要VR 設備的加持，設想將來有一天人類的所有數據都能被上傳到云端，即使足不出戶也可以與朋友一起在云端通過VR 設備暢游，這也可以稱為一種變相的游戲。

在安徽蚌埠，中國移動安徽分公司開展了一項特別的“服務體驗官活動”。該活動邀請了學生、上班族等不同的群體走進中國移動打造的“‘5G+VR’智慧體驗館”，體驗了VR 太空艙、VR 眼鏡及VR 自行車等VR 產品。廣大用戶通過切身體驗這種前沿科技產品，感受到了虛擬世界的魅力，這也側面說明了大眾對VR 技術的接受度很高，VR 產品有著巨大的前景市場等待發掘。

4 結束語

5G 網絡的普及給VR 行業帶來了新的機遇。在此之下，教育的形式已經不僅局限于課堂的教學，課堂之外的擴展也將得到充足的保障；醫療系統將會借力VR 以增強遠程醫療的可能性，中國的醫療資源將會得到更均勻的分配；游戲行業也將因為VR 游戲的登場而迎來新的變革。在可預見的未來，VR 將可能會存在于人類生活起居的各個方面，VR 的應用場景也不只會局限在教學、醫療、電子游戲等行業?！?G+VR”數字化應用的發展將開辟一條新的科技賽道。