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【技师论文】浅谈虚拟现实技术情报分析(论文选题)

星级: ★★★★ 期刊: 《高科技与产业化》作者:浏览量:6806 论文级别:高评本章主题:虚拟现实和技术原创论文: 5156论文网时间:2012年2月15日审核稿件编辑:Atwood本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:3003 评论次数: 508

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文/李

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电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的三维世界视频传回产生临场感.该技术集成了计算机图形、计算机仿真、人工智能、感应、显示及网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助

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生成的高技术模拟系统.

VR有三个核心特征:沉浸感、交互性、想象力.其中沉浸感是虚拟现实系统最基本的特征,即让人脱离真实环境,沉浸到虚拟空间之中,获得与真实世界相同或相似的感知.VR最早是用于军事领域,实现战斗、飞行等的军事模拟.随着发展的需求,VR在其它行业里面的应用也逐渐扩展.

本报告针对虚拟现实技术相关专利进行检索与分析,并结合相关报道对虚拟现实技术产业现状进行分析,为科技决策和课题研究提供支持.

报告中的国际专利数据来源于美国汤森路透科技公司(Thomson ReutersScientific)数据检索与分析平台TI(Thomson Innovation)中的增值专利信息数据库(DWPI和DCPI),通过关键词和国际专利分类号进行组合检索,共检出相关专利10491项,数据检索日期为2016年4月25日.所采用的主要分析工具为TI和TDA(Thomson Data Analyzer).

20世纪90年代以后,随着计算机技术与高性能计算、人机交互技术与设备、计算机网络与通信等科学技术领域的突破和高速发展,以及军事演练、航空航天、复杂设备研制等重要应用领域的巨大需求,虚拟现实技术进入了快速发展时期(见图1).

1990年在美国Dallas召开的SIGGRAPH会议上,对VR技术进行了讨论,提出VR技术研究的主要内容是实时三维图形生成技术、多传感器交互技术,以及高分辨率显示技术等.1993年,Heim提出“VR是一种在效应上而不是事实上真实的事件或实体”,同时刻画了VR的7个特征:模拟性、交互作用、人工现实、沉浸性、遥在、全身沉浸和网络通信.

进入21世纪后,虚拟现实一直保持稳步发展,技术专利产出平稳.但在商业上经历了Virtuality 1000CS、任天堂VR头盔等产品失败后,VR产业进入了空挡期,虽然这时虚拟技术的理论已经非常成熟,但VR头盔这样的产品依旧是概念性.

2012年Oculus Rift通过国外知名众筹网站KickStarter募资到160万美元,后来被Facebo ok以20亿的天价收购.当时Unity作为第一个支持Oculus眼镜的引擎,吸引了大批开发者投身VR项目开发.至此VR才真正进入了公众视线.

很多机构预测,2016年将成为VR产业化元年.VR产业市场规模有望在未来十年到十五年内突破万亿大关,硬件设备、娱乐内容、跨界服务三大投资机会将不断显现.随着各类成熟产品的推出,VR也将随之进入高速增长期,业内普遍认为VR将是下一个万亿级市场.

从专利技术的来源国来看,全球共有44个国家在虚拟现实领域有专利申请,其中美国排名第一位,申请专利5666件,占总申请量的41。3%,占有绝对优势地位.其次日本、韩国、中国、德国,分别占总申请量的20。1%、12。9%、10。8%和3。1%(见图2).

根据美国虚拟现实市场情报公司Greenlight VR的调查,在2015年11月投入虚拟现实的资金超过了1。36亿美元,超过了同年7、8、9月筹集的资金总计1。32亿美元,资本市场的逐渐升温也带动了大众对虚拟现实的关注.

从专利市场布局来看,美国仍然是最大的技术市场国,日本、韩国、中国分列其后;澳大利亚、加

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拿大、印度虽然技术输出较少,但仍是重要的技术市场国,专利申请布局数量排名靠前.根据GreenlightVR和Touchstone Research联合报告,80%的美国受访者表示知道VR技术,但只有10%的人认为自己很了解VR.可以看出VR的认知度也还不高,而价格仍是消费者决定是否购买VR设备的最主要因素.

通过各国的同族专利申请情况可以看到,美国成为了其他国家最主要的虚拟现实技术专利布局国家.而美国73。9%的虚拟现实专利也布局在本土市场,其余则在韩国、日本市场进行布局(见表1).

核心技术

布局分析

通过TI(Thomson Innovation)专利分析平台对虚拟现实技术相关专利进行聚类分析,可以看出相关专利申请主要集中在以下三个区域:内容生产、显示设备、传输技术(见图3).

内容生产占据中部较大区域,其中主要包括游戏制作,三维图像技术,及其虚拟现实内容的开发工具等.显示设备则包括虚拟现实头戴设备,光学设备等;传输技术则主要包括信息通信、信息处理,网络服务器相关等技术.通过图中专利红色与绿色的专利点分布可以看出,代表2012-2016年的绿色专利点主要集中在虚拟现实显示设备区域.

关键技术分布趋势

根据专利数量排名前20位的IPC专利分类号分布情况可以看出,G06F3/01(用于用户和计算机之间交互的输入装置或输入和输出组合装置)、G02827/01(光学元器件加盖显示器)、G028 27/22(光学元件、系统或仪器用于产生立体或其他三维效果)等相关专利申请数量近年有所增长,可见虚拟现实技术在头戴显示设备及人机交互设备方面投入增加(见图4).

目前VR设备并没有“控制方案”的标准.每家公司都建立了自己的方法来供用户导航并与虚拟空间进行互动.尽管最近眼球追踪作为另外一种选择出现在了大众面前,手持控制仍是目前最普遍的方式.Oculus Rift、HTC Vive及Project Morpheus都需要依靠传统游戏控制器、模拟控制棒等外设,未来VR控制设备将会是虚拟现实技术的一个重要研究方向.

重点机构

全球重点机构研发实力分析

虚拟现实领域排名前15位的机构被日本、美国、韩国四个国家占据,其中一半为日本企业,美国企业5家,韩国企业2家,可以看出日本企业在该领域优势明显,微软在该领域申请专利数量最多达到405项,IBM、索尼分列其后(见表2).

从专利申请持续时间看,全部企业专利申请均始于上个世纪80、90年代,而近三年相关专利产出较低,甚至IBM、佳能、南梦宫、任天堂等企业近三年专利产出率为零.可以推测出虚拟现实产业的发展可能由小企业推动,虽然大企业专利技术有一定积累,但没有更多技术革新.

全球重点专利权人影响度分析

通过对TOP100位的专利权人申请专利被引频次进行分析,可以看出IBM、SONY、微软、意美森、佳能、飞利浦、三菱、太阳微系统公司、苹果、三星、世嘉、南梦宫、任天堂等企业在虚拟现实领域较为广泛,其中意美森仅申请60项,但共被引用4400次,其主要利用触觉反馈技术开发虚拟现实可以应用的场景.索尼申请的309项专利其被引用了4277次,其主要在游戏内容及虚拟现实设备两方面有很强的技术积累,尤其是索尼即将发布的Project Morpheus配合其完整的游戏生态,将会在未来的竞争中占有很大优势(见图5).

全球重点机构主要技术分析

分析排名前20的虚拟现实专利权人的德温特技术分类情况,可看出微软、索尼、任天堂、南梦宫在游戏领域内容产出有很强优势.IBM、三星、赛瑞特在虚拟现实系统及设备方面有较强技术积累(见表3).

作者单位:中国科学院文献情报中心

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xxcykb@mail。las。ac。cn

[ 参考文献 ]

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