专利视角看虚拟现实领域的技术发展状况

虚拟现实(VR)，是以沉浸性、交互性和多感知性为基本特征的计算机高级人机界面，综合利用了计算机图形、仿真、处理、多传感等技术，模拟人的视、听、触等多感官感受，使人沉浸在生成的虚拟环境中，并能通过语音、动作等进行人机交互。

据统计，仅2017年下半年VR行业的投资份额增加了79%，超过35款VR游戏收入超过一百万美元，Steam VR，Oculus和PSVR平台的游戏数量增长了40%。科技市场研究公司Digi-Capital发布《2018年第一季度AR/VR发展报告》提出，VR(移动VR，一体机，主机VR，PCVR)营收预计能实现100亿至150亿美元。业内人士表示，在虚拟现实技术经历三五年的常规增长后，未来将会出现资源重新组合，资本市场趋于理性，更多的企业注重平台内容的更新。而随着侵权诉讼案件频发和各国对知识产权的日益重视，专利技术的作用日益突显。从专利申请的角度进行分析一定程度上可以反映出虚拟现实领域的技术发展情况。

跨国公司独领风骚

笔者经过专利检索后发现，虚拟现实游戏领域专利申请主要国家有美国、中国、韩国、日本，它们的专利申请量占该领域全球申请量的80%以上。这说明四个国家是全球该领域的主要技术力量。笔者发现，虚拟现实游戏最早的专利申请出现在1991年，之后的一段时间，该领域全球的专利申请量处于低迷状态。从2000年开始，虚拟现实游戏领域的专利申请有一定幅度的增长，达到57件，这得益于计算机技术的发展和推广;2015年，虚拟现实游戏领域的专利申请呈现爆发性增长，专利申请首次破百件，达到183件;2016年更是达到531件。

作为跨国综合型企业，索尼一直是世界视听、电子游戏、通讯产品和信息技术等领域的领先者。从上世纪90年代的Glasstron声像眼镜开始提供虚拟现实产品，到2011年推出HMZ系列的头戴式显示器，在虚拟现实领域索尼较为关注。不过，由于舒适性及价格等问题，相关产品不太被消费者认可。此后，索尼在原有技术的基础上综合虚拟现实功能，推出了PSVR，成为虚拟现实领域佼佼者。这一点可以从其专利布局来看，如索尼从1999年开始在虚拟现实游戏领域进行广泛的专利布局，申请量达到116件，其中45%的申请集中在电子通信发达的美国，47%的专利申请布局在欧洲、日本和中国;从技术领域看，索尼的专利申请重点在游戏交互技术，并通过自身研发及专利购买的方式获得相关领域内众多重要专利。

与索尼不同，微软2014年才开始进军虚拟现实领域，以1.5亿美元从可穿戴设备开发商ODG处购买了部分专利技术，涉及虚拟现实、头戴计算设备相关领域。此外，微软还开发了诸多虚拟现实技术，如Photosynth、Silverlight、3D体感摄像机ProjectNatal、World-WideTelescope等。该公司在该领域共提交专利申请31件，涉及虚拟现实技术的多个主题，如建模和绘制、交互以及呈现技术等。

成立于2011年的MagicLeap，是一家专注于研究增强现实技术的公司，其提交了一系列三维虚拟和增强现实显示系统的专利申请，将自由立体显示技术和立体视技术结合。这些专利申请涉及虚拟现实的显示、交互和防眩晕技术。Oculus作为一家开发虚拟现实技术的创新公司，在专利申请上坚持少而精，虽然在虚拟现实游戏领域的专利申请仅20件，涉及虚拟现实头盔、手势识别和虚拟现实环境的搭建，但其通过自身研发和企业并购，在VR产业布局中占有重要地位，拥有一批高质量的核心专利。

本土企业亟待追赶

笔者经过检索后发现，国内VR游戏专利申请起步较晚，2001年出现了第一件专利申请，且随后的十年里，每年专利申请的数量为个位数。从2015年开始，我国VR游戏的专利申请量开始明显增长，如2015年专利申请量为30件;2016年激增到185件，是前一年的6倍;2017年相关专利申请达到361件。从专利类型看，我国申请主体在该领域有52%为发明专利申请、45%为实用新型专利申请;从技术内容看，这些专利申请主要涉及虚拟现实场景即图像显示(233件)、虚拟现实系统的游戏主机(205件)和动感单车动感座椅等实体体验设备(153件)。

网易较早进入游戏领域，但从2016年才开始提交虚拟现实游戏方面的专利申请，且其22件专利申请全部为国内申请，集中于角色模型的搭建及修正、移动控制方法、显示及交互等方面。目前，网易并没有实体产品的发布，其主要通过游戏的研发和代理国外游戏的方式在游戏市场进行占领。

小米作为国内新一代创新主体企业，在VR方面的专利申请主要涉及VR交互设备及图像显示、VR安全即防止晕动症等。此外，小米VR一体机采用了Oculus的游戏生态资源，同时与国内VR项目合作，形成新的应用生态，内容资源丰富，性价比较高。上海乐相发布了大朋VR头盔、大朋VR一体机，通过与众多应用平台合作拓展其游戏内容，应用资源数量众多，但是用户体验效果不算出彩。

此外，从事设备制造的歌尔科技，在该领域提交了发明专利申请13件，实用新型专利申请9件，主要涉及虚拟环境输出数据的处理及VR座椅;重庆第五维科技提交84%为实用新型专利申请，主要涉及VR游戏枪的设计与改进;蜗牛作为国内最早的3D虚拟数字技术研发企业，其在该领域提交了17件专利申请，主要涉及虚拟环境中动态参数变化的模拟以及人机语音交互技术。

从专利布局上看，国内大部分厂商现阶段在VR设备方面的专利布局较多，然而在VR游戏内容方面创新较少。此外，VR游戏同质化严重，缺乏创新。尽管如此，在笔者看来，虚拟现实技术的快速发展还是加速推进虚拟场景和真实场景的相互融合。未来，我们期待更加健康、轻便、沉浸感更强的虚拟现实设备成为人们生活的一个重要组成部分。（作者：孔盼）