2025年擴展現(xiàn)實熱點回眸

原文發(fā)表于《科技導(dǎo)報》2026 年第2 期 《 2025年擴展現(xiàn)實熱點回眸 》

在5G演進（5G?Advanced）與生成式人工智能（artificial intelligence，AI）賦能下，2025年擴展現(xiàn)實（extended reality，XR）產(chǎn)業(yè)邁入規(guī)模化落地期，中國市場以全球占比29%成為核心增長引擎。《科技導(dǎo)報》邀請西安交通大學(xué)城市學(xué)院范麗亞教授團隊撰寫文章，綜述2025年XR領(lǐng)域關(guān)鍵進展：硬件端，國產(chǎn)5 nm空間計算專用芯片實現(xiàn)高性能與低功耗核心突破，光學(xué)顯示技術(shù)差異化突破推動增強現(xiàn)實（augment reality，AR）眼鏡輕量化、高保真升級，多模態(tài)交互實現(xiàn)高精度控制；軟件端，操作系統(tǒng)形成“開源+閉源”二元格局，生成式AI使3D建模效率提升6~10倍；應(yīng)用端，數(shù)字孿生賦能工業(yè)、醫(yī)療全流程，下沉市場輕量化方案實現(xiàn)民生普惠。研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)面臨核心元器件進口依賴度超60%、生態(tài)碎片化等瓶頸。據(jù)此，提出強化核心技術(shù)攻堅、統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、適配多元場景、強化生態(tài)保障的建議。XR產(chǎn)業(yè)正朝著“硬件自主化?軟件標(biāo)準(zhǔn)化?應(yīng)用全域化”演進，有望實現(xiàn)從規(guī)模化落地到高質(zhì)量發(fā)展的跨越。

擴展現(xiàn)實（XR）融合虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）與混合現(xiàn)實（MR）技術(shù)，是空間計算的核心支撐。在5G演進（5G?Advanced）、生成式人工智能（AI）協(xié)同賦能下，2025年XR產(chǎn)業(yè)正式從“技術(shù)驗證期”邁入“規(guī)模化落地期”。市場層面，全球XR設(shè)備呈現(xiàn)“AR高增、VR調(diào)整”的發(fā)展格局，中國XR產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球29%，消費級AR市場實現(xiàn)爆發(fā)式增長，成為全球XR產(chǎn)業(yè)的核心增長引擎。技術(shù)與應(yīng)用層面已形成“硬件支撐?軟件賦能?應(yīng)用落地”的閉環(huán)體系：硬件實現(xiàn)輕量高保真突破，軟件端3D內(nèi)容創(chuàng)作效率提升10倍，應(yīng)用場景從消費娛樂滲透至工業(yè)、醫(yī)療等垂直行業(yè)。

當(dāng)前，中國XR產(chǎn)業(yè)面臨3大核心瓶頸：

• 硬件端存在微型發(fā)光二極管（MicroLED）成本高、核心元器件進口依賴度高的問題；

• 軟件端凸顯生態(tài)碎片化、跨平臺兼容性不足的短板；

• 應(yīng)用端面臨高質(zhì)量內(nèi)容短缺、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的困境。

本文梳理2025年XR領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)突破、應(yīng)用現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)瓶頸，從技術(shù)攻堅、生態(tài)構(gòu)建、場景深耕、政策保障4個維度提出針對性發(fā)展建議，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

1 硬件側(cè)：核心技術(shù)突破夯實產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)

硬件設(shè)備是XR技術(shù)落地的物理載體，其性能與形態(tài)直接決定虛實融合體驗的上限。2025年，行業(yè)圍繞“高保真+輕量化體驗、自然+精準(zhǔn)交互、開放兼容+全域適配、場景化終端落地”4大核心目標(biāo)，在專用協(xié)處理芯片與光學(xué)顯示技術(shù)、多模態(tài)交互、開放生態(tài)、終端集成4大關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)性技術(shù)突破，打破國外技術(shù)在部分核心環(huán)節(jié)的壟斷格局、破解產(chǎn)業(yè)瓶頸，為軟件創(chuàng)新與內(nèi)容規(guī)模化應(yīng)用筑牢硬件根基。

1.1 專用協(xié)處理芯片：國產(chǎn)化空間計算的高性能?低功耗突破

專用協(xié)處理芯片是推動XR硬件性能升級與形態(tài)創(chuàng)新的關(guān)鍵支撐。在XR專用協(xié)處理芯片架構(gòu)（以蘋果R1為代表）提出之前，全球XR設(shè)備的核心算力支撐多依賴高通XR系列等通用架構(gòu)的XR專用移動處理器，存在算力供給、功耗控制與場景適配性失衡等痛點。2025年，國內(nèi)的萬有引力科技有限公司推出極智G?X100等3款自主研發(fā)的空間計算專用協(xié)處理器，通過制程工藝迭代、異構(gòu)架構(gòu)設(shè)計與場景化算力分配優(yōu)化，實現(xiàn)高性能與低功耗核心突破，標(biāo)志著國產(chǎn)空間計算專用協(xié)處理器芯片正式邁入“高性能?低功耗”協(xié)同進化新階段。

圖1 極智 G?X100

（圖片來源：萬有引力科技有限公司官網(wǎng)）

核心標(biāo)桿產(chǎn)品極智G?X100（圖1）是中國首顆采用5 nm制程+Chiplet異構(gòu)封裝的全功能MR芯片。該芯片等效算力達200 TOPS，存儲帶寬70 GB/s，彩色透視端到端延遲≤9 ms，全功能模式功耗僅3 W。其核心技術(shù)創(chuàng)新在于通過異構(gòu)架構(gòu)實現(xiàn)空間計算與多模態(tài)交互的精準(zhǔn)算力分配，可根據(jù)XR應(yīng)用場景需求動態(tài)調(diào)整算力配比，有效緩解高通XR系列等傳統(tǒng)通用架構(gòu)XR專用處理器在XR場景下普遍存在的“算力冗余與算力短缺并存”的矛盾。基于該芯片技術(shù)優(yōu)勢，XR終端設(shè)備可輕量化至100 g以下，且兼容多種操作系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)通用架構(gòu)芯片，極智G?X100的性能?功耗匹配度實現(xiàn)顯著躍升，實現(xiàn)了高性能運算與低功耗控制的協(xié)同平衡。另外2款芯片分別聚焦輕量化AI眼鏡的低功耗需求（待機功耗50 μW）與XR+機器人的跨界應(yīng)用場景（適配效率提升40%），形成多場景覆蓋格局。

上述3款芯片同步配套萬有引力科技有限公司自研的“極域”全棧解決方案，可減少70%~80%的底層代碼開發(fā)工作量，各芯片核心參數(shù)與技術(shù)優(yōu)勢對比如表1所示。鑒于蘋果R1、高通XR2 Gen2的算力、功耗等核心性能參數(shù)未完全公開，當(dāng)前僅能開展延遲維度的跨平臺對比：極智G?X100的彩色透視端到端延遲較蘋果R1的光子到光子延遲降低25%，較高通XR2 Gen2的視頻透視延遲降低25%；同時，其功耗較高通XR2 Gen2降低50%。據(jù)XR產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作簽約項目及研發(fā)進度綜合測算，2026年有望落地50款以上基于該系列芯片的應(yīng)用，為國產(chǎn)XR產(chǎn)業(yè)從“硬件組裝”向“核心技術(shù)自主”轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵支撐，加速國產(chǎn)XR設(shè)備的技術(shù)迭代與場景化落地進程。

表1 芯片核心參數(shù)與技術(shù)優(yōu)勢對比

盡管極智G?X100已在高性能與低功耗協(xié)同優(yōu)化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵突破，但該系列芯片產(chǎn)業(yè)化仍需攻克散熱方案設(shè)計、專用算法迭代及生態(tài)兼容性構(gòu)建等核心挑戰(zhàn)。從市場格局看，當(dāng)前XR協(xié)處理器市場呈現(xiàn)“自研方案與高通方案并存”的競爭特征：海外市場中，蘋果R1協(xié)處理器憑借專屬生態(tài)樹立高端標(biāo)桿，高通XR系列芯片依托通用性主導(dǎo)中高端市場；國內(nèi)市場則形成“自研突破與高通方案互補”的格局，XREAL、萬有引力科技有限公司等廠商正加速專用協(xié)處理器的技術(shù)場景化落地。其中，萬有引力科技有限公司的3款芯片已實現(xiàn)XR多場景差異化覆蓋，但國產(chǎn)自研協(xié)處理器若要實現(xiàn)市場突圍，仍需突破生態(tài)壁壘。

1.2 光學(xué)顯示：全球差異化突破與量產(chǎn)落地格局

光學(xué)顯示系統(tǒng)是XR設(shè)備實現(xiàn)輕量化與高性能融合落地的核心支撐。2025年，國內(nèi)外企業(yè)圍繞高分辨率、微型化、低成本3大技術(shù)方向持續(xù)攻堅，形成了“國外前沿探索+國內(nèi)量產(chǎn)落地”的差異化發(fā)展格局。國外技術(shù)聚焦極致性能突破，為行業(yè)提供長期方向參考。瑞典查爾姆斯理工大學(xué)等機構(gòu)聯(lián)合研發(fā)的“視網(wǎng)膜電子紙”技術(shù)，以560 nm氧化鎢超小像素為核心，依托被動結(jié)構(gòu)色反射原理實現(xiàn)25000 PPI超高分辨率，達到人類視覺感知極限，徹底消除“紗窗效應(yīng)”；其1.4 mm×1.9 mm的瞳孔級屏幕尺寸與被動顯示的低能耗特性，完美適配AR眼鏡“輕量化、長續(xù)航”的需求（圖2（a）），當(dāng)前僅需解決全彩化適配過程中的像素串?dāng)_問題。Meta公司的光子集成激光顯示技術(shù)，通過氮化硅光子芯片與硅基液晶（LCoS）面板集成，色域覆蓋達sRGB標(biāo)準(zhǔn)的211%，設(shè)備厚度僅2 mm，體積縮減80%（圖2（b）），破解激光顯示“高性能與小型化不可兼得”的行業(yè)痛點，適配專業(yè)級AR場景需求。

圖2 國外光學(xué)顯示技術(shù)（圖片來源：VR 陀螺網(wǎng)站、騰訊網(wǎng)）

國內(nèi)技術(shù)以“量產(chǎn)落地”為核心導(dǎo)向，形成全價位覆蓋體系。高端領(lǐng)域，雷鳥創(chuàng)新聯(lián)合上海顯耀顯示科技（JBD）公司建成全球首條全彩MicroLED光波導(dǎo)量產(chǎn)線，其雷鳥X3ProAR眼鏡搭載0.36 cm3全彩MicroLED光機（圖3（a）），峰值入眼亮度6000 nits，戶外強光下彩虹紋抑制率95%，核心光波導(dǎo)模組良率提升至80%；憑借該技術(shù)優(yōu)勢，雷鳥創(chuàng)新以39%的市場份額登頂2025年第二季度全球AR眼鏡銷量榜首。歌爾光學(xué)公司發(fā)布碳化硅刻蝕全彩衍射光波導(dǎo)F30Se（圖3（b）），依托碳化硅高折射率特性，實現(xiàn)鏡片厚度0.65 mm、重量3.5 g、透過率超90%的性能突破；同步推出的0.2 cm3全彩MicroLED光機支持單目4K顯示，重量僅0.5 g，為高端AR終端提供核心部件支撐。中低端領(lǐng)域，谷東智能公司自研偏振體全息光波導(dǎo)技術(shù)，與光峰科技公司聯(lián)合推出“一拖二”方案（單主機適配雙眼鏡終端），將AR眼鏡終端價格壓縮至1500~2000元區(qū)間，較行業(yè)均價降低40%以上，成為推動消費級AR“千元化”普及的核心推手。

圖3 國內(nèi)光學(xué)顯示技術(shù)（圖片來源：網(wǎng)易號、百度網(wǎng)站）

1.3 多模態(tài)交互：自然化與精準(zhǔn)化的協(xié)同升級

交互技術(shù)是XR實現(xiàn)“虛實融合”的核心橋梁，其精準(zhǔn)度與自然度直接決定工業(yè)、醫(yī)療等場景的應(yīng)用落地成效。2025年，XR交互技術(shù)從傳統(tǒng)“控制器依賴”模式，轉(zhuǎn)向“手勢?眼動?肌電?語音”多模態(tài)融合形態(tài)，通過單模態(tài)性能突破與跨模態(tài)協(xié)同優(yōu)化，破解傳統(tǒng)交互操作復(fù)雜、延遲偏高、場景適配性不足等行業(yè)痛點，實現(xiàn)“自然化操控+精準(zhǔn)化響應(yīng)”的雙重目標(biāo)。

單模態(tài)技術(shù)聚焦“高精度、低干擾、低功耗”核心目標(biāo)實現(xiàn)關(guān)鍵突破：手勢識別可實現(xiàn)毫米級骨骼追蹤（延遲5 ms，準(zhǔn)確率97.3%），眼動追蹤采樣率1200 Hz（精度0.06°RMS），肌電交互無校準(zhǔn)離線準(zhǔn)確率92%，語音交互方言識別率85%，80 dB噪聲環(huán)境下準(zhǔn)確率95%，為多模態(tài)融合奠定堅實性能基礎(chǔ)（表2）。

表2 單模態(tài)技術(shù)核心性能指標(biāo)參數(shù)

多模態(tài)融合實現(xiàn)從“模態(tài)拼接”到“跨模態(tài)語義融合”的質(zhì)變。硬件端，UltraleapSTRATOS觸覺模塊集成手部追蹤與空中觸覺反饋功能，意法半導(dǎo)體公司的VD55H1iToF傳感器實現(xiàn)5 m測距與低功耗的平衡。架構(gòu)端，商湯科技公司NEO原生多模態(tài)架構(gòu)通過“語義中間層+動態(tài)特征對齊”技術(shù)，僅需業(yè)界1/10的數(shù)據(jù)量即可達成頂尖性能；Meta公司EgoNet模型構(gòu)建起統(tǒng)一語義表征空間。算法端，蘋果公司“關(guān)鍵區(qū)域篩選”、中國聯(lián)通公司ShortDF、深度求索公司“動態(tài)注意力融合”等技術(shù)方案，有效提升復(fù)雜場景下交互的魯棒性。

1.4 開放生態(tài)與終端集成：碎片化破解與雙軌格局落地

開放生態(tài)領(lǐng)域的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)突破，有效破解了行業(yè)碎片化難題。2025年，行業(yè)聚焦“接口開放、標(biāo)準(zhǔn)適配、跨生態(tài)兼容”3大方向，推動XR生態(tài)從“碎片化”向“互聯(lián)互通”轉(zhuǎn)型。接口開放方面，三星公司的GalaxyXR頭顯、XREALOne/OneProAR眼鏡搭載全功能USB?C接口（圖4），可與手機、平板、游戲主機無縫銜接，使第三方應(yīng)用適配成本降低60%。標(biāo)準(zhǔn)適配方面，OpenXR1.1標(biāo)準(zhǔn)全面普及，Pico、奇遇等國內(nèi)主流廠商均完成適配，Unity、UnrealEngine等引擎開發(fā)的跨平臺內(nèi)容可快速適配多終端，開發(fā)周期縮短40%；谷歌公司的AndroidXR擴展套件制定HID2.1XR接口標(biāo)準(zhǔn)與glTF3.0內(nèi)容規(guī)范，顯著提升跨品牌設(shè)備與內(nèi)容的兼容率。在接口開放與標(biāo)準(zhǔn)適配的雙重驅(qū)動下，XR生態(tài)互聯(lián)互通進程顯著加快，但當(dāng)前仍面臨小眾廠商封閉接口、標(biāo)準(zhǔn)落地“最后一公里”難以打通、硬件抽象層架構(gòu)差異等問題，行業(yè)碎片化的徹底消解仍需全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同突破。

圖4 三星 GalaxyXR 全功能 USB?C 接口

（圖片來源：新浪 VR 官網(wǎng)）

終端集成環(huán)節(jié)則形成并落地了高端旗艦與消費普及并行的雙軌發(fā)展格局。2025年，AR終端形成高端旗艦與消費普及雙軌發(fā)展格局。高端旗艦側(cè)，成都光嶼公司的高維CorayAir2AR眼鏡搭載0.7 mm厚、4 g重的碳化硅衍射光波導(dǎo)，搭配全彩MicroLED光機，實現(xiàn)8?bit真全彩顯示、90%高透過率、6000 nits峰值入眼亮度，顯著抑制彩虹紋，整機重49 g，適配醫(yī)療、工業(yè)等專業(yè)場景；湖南三安公司的6英寸、8英寸光學(xué)級碳化硅晶片已實現(xiàn)小批量出貨，12英寸產(chǎn)品進入送樣驗證階段，其產(chǎn)出的碳化硅晶片為高端AR眼鏡的核心部件供應(yīng)提供支撐。消費普及側(cè)，據(jù)CINNOResearch網(wǎng)站統(tǒng)計，2025年第三季度中國消費級AR設(shè)備銷量達12.9萬臺，同比激增109%，其中一體式AR眼鏡增速高達355%，印證了輕量化終端的技術(shù)落地成效與市場接受度；雷鳥創(chuàng)新公司的RayNeo市場表現(xiàn)突出，據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，2025年第二季度其以39%的市場份額登頂全球AR眼鏡市場，推出的Air4系列采用1599元起的定價策略，推動高端AR體驗向大眾市場下沉，進一步強化“技術(shù)降維—規(guī)模增長”的產(chǎn)業(yè)傳導(dǎo)效應(yīng)，助力消費級AR實現(xiàn)從“小眾嘗鮮”到“大眾普及”的跨越。

1.5 硬件技術(shù)核心挑戰(zhàn)與應(yīng)對

盡管XR硬件已實現(xiàn)多維度技術(shù)突破，但仍面臨4大核心瓶頸：一是制造與體驗的平衡難題，MicroLED巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備國產(chǎn)化率不足30%，AR眼鏡在高頻使用場景下的續(xù)航普遍≤4 h；二是供應(yīng)鏈自主可控風(fēng)險，高端光學(xué)材料及精密加工設(shè)備的短期進口占比超60%；三是復(fù)雜場景適配深度不足，在工業(yè)油污、手術(shù)室強光等特殊環(huán)境下，多模態(tài)交互準(zhǔn)確率降至85%以下；四是生態(tài)建設(shè)碎片化困境，操作系統(tǒng)與芯片架構(gòu)適配性不足、應(yīng)用開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，面對Android XR等海外成熟生態(tài)的競爭壓力，以極智G?X100系列為代表的國產(chǎn)核心芯片，仍需突破生態(tài)兼容性與開發(fā)者生態(tài)構(gòu)建的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

針對上述瓶頸，行業(yè)已啟動針對性攻關(guān)：華興源創(chuàng)公司研發(fā)的MicroLED巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備，轉(zhuǎn)移良率達99.5%，已成功進入頭部廠商供應(yīng)鏈；商湯科技公司開發(fā)的抗干擾多模態(tài)算法，將復(fù)雜環(huán)境下的交互準(zhǔn)確率提升至92%；萬有引力公司一方面通過3D模型面數(shù)動態(tài)壓縮50%的技術(shù)優(yōu)化，實現(xiàn)對下沉市場終端的適配，另一方面聯(lián)合視涯科技、雷鳥創(chuàng)新等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)啟動“空間計算全棧生態(tài)共建計劃”，搭建統(tǒng)一開發(fā)平臺與適配標(biāo)準(zhǔn)，加速生態(tài)協(xié)同；虹宇科技公司自主研發(fā)的IrisOS操作系統(tǒng)，兼容OpenXR等主流標(biāo)準(zhǔn)及多芯片方案，為國產(chǎn)XR生態(tài)提供底層軟件支撐。

2 軟件側(cè)技術(shù)突破：賦能核心目標(biāo)落地

軟件技術(shù)是XR“高保真體驗、精準(zhǔn)交互、全域適配、生態(tài)協(xié)同”4大核心目標(biāo)落地的關(guān)鍵支撐。2025年，XR軟件聚焦操作系統(tǒng)與生成式AI2大核心方向，構(gòu)建“系統(tǒng)生態(tài)兼容化?內(nèi)容生成高效化”賦能鏈，破解“生態(tài)碎片化、內(nèi)容生產(chǎn)難、實時性不足”3大痛點，為場景全域滲透提供堅實技術(shù)保障。

2.1 操作系統(tǒng)：二元格局與跨端兼容突破

XR操作系統(tǒng)呈現(xiàn)“開源生態(tài)擴張、閉源生態(tài)深耕”的二元格局，疊加國產(chǎn)化系統(tǒng)補位，核心競爭聚焦兼容性與開發(fā)者友好度優(yōu)化。開源生態(tài)方面，MetaHorizonOS發(fā)布《NorthStar》開源項目與HorizonKit組件庫，第三方應(yīng)用數(shù)量突破1.2萬款，同比增長35%；谷歌公司AndroidXR深度融合Gemini大模型，制定統(tǒng)一接口與內(nèi)容規(guī)范，顯著提升跨品牌兼容率。閉源生態(tài)方面，蘋果公司VisionOS升級手部追蹤功能（頻率達90 Hz）與眼動操作功能，兼容PSVR2Sense（圖5（a））、羅技筆（圖5（b））等多類型控制器，適配醫(yī)療、工業(yè)等高精度交互場景，強化隱私保護能力。國產(chǎn)化系統(tǒng)同步實現(xiàn)突破：華為鴻蒙XR版采用分布式架構(gòu)，支持跨終端算力調(diào)度；字節(jié)跳動PICOOS將VR交互延遲優(yōu)化至12 ms，兼容OpenXR1.1標(biāo)準(zhǔn)，第三方應(yīng)用數(shù)量同比增長150%。

圖5 VisionOS 兼容的控制器（圖片來源：VR 陀螺官網(wǎng)）

從“內(nèi)核架構(gòu)?核心優(yōu)勢?適配場景”3個維度對2025年XR操作系統(tǒng)4大核心陣營展開對比：開源系統(tǒng)以“生態(tài)開放、跨設(shè)備兼容”為核心競爭力，側(cè)重消費級與下沉市場覆蓋；閉源系統(tǒng)聚焦“沉浸式體驗與隱私保護”，瞄準(zhǔn)高端專業(yè)領(lǐng)域；國產(chǎn)化系統(tǒng)突出“國產(chǎn)硬件適配與低延遲”，填補本土XR設(shè)備軟件生態(tài)空白，各陣營形成差異化互補格局，核心優(yōu)勢對比如表3所示。

表3 操作系統(tǒng)核心優(yōu)勢對比

2.2 生成式AI：重構(gòu)XR內(nèi)容創(chuàng)作鏈路

生成式AI通過“多模態(tài)輸入?模型生成?輕量化優(yōu)化”的自動化流程，重構(gòu)XR內(nèi)容創(chuàng)作鏈路，大幅降低制作成本與周期。高保真效果依托多模態(tài)融合擴散模型實現(xiàn)物理屬性精準(zhǔn)還原；輕量化通過“剪枝+量化+LOD細節(jié)適配”技術(shù)，將3D模型體積壓縮70%以上。核心技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)價值主要體現(xiàn)在3方面：一是標(biāo)準(zhǔn)化場景建模效率實現(xiàn)躍遷，MetaWorldGen可通過單文本提示在5 min內(nèi)生成50 m×50 m的交互式3D世界（圖6（a）），避免傳統(tǒng)方法視角移動后的質(zhì)量衰減問題，適用于游戲、沉浸式社交等場景；二是個性化與跨場景適配能力提升，騰訊混元3D創(chuàng)作引擎支持文字、圖片、草圖多模態(tài)輸入，5~10 min即可生成高質(zhì)量3D作品（圖6（b）），其智能拓撲功能可自動優(yōu)化模型面數(shù)，適配Unity、UnrealEngine等專業(yè)引擎；三是工業(yè)級建模精度實現(xiàn)突破，南京大學(xué)聯(lián)合強思數(shù)科公司將AI建模精度提升至≤±2 mm，10 min即可完成流程工業(yè)數(shù)字孿生建模（傳統(tǒng)方法需5 d），節(jié)約60%人工工時，適配工業(yè)虛擬調(diào)試場景。

圖6 生成式 AI 內(nèi)容創(chuàng)作（圖片來源：VR 陀螺官網(wǎng)）

當(dāng)前，生成式AI在XR領(lǐng)域的應(yīng)用仍存在2大核心瓶頸：一是高精度還原所需的專業(yè)領(lǐng)域相應(yīng)數(shù)據(jù)集匱乏，制約了高精度建模質(zhì)量的提升，例如醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域；二是版權(quán)與同質(zhì)化問題突出，生成內(nèi)容易出現(xiàn)版權(quán)糾紛與創(chuàng)意同質(zhì)化。算力不足、生成內(nèi)容質(zhì)量穩(wěn)定性欠佳等問題同樣存在，受篇幅限制，本文聚焦上述2大核心瓶頸展開對策研究。應(yīng)對策略需從數(shù)據(jù)供給與制度保障雙維度發(fā)力：一是構(gòu)建專業(yè)化數(shù)據(jù)集共建共享機制，聯(lián)合科研機構(gòu)與行業(yè)龍頭共建細分領(lǐng)域高精度數(shù)據(jù)集，例如，中國科學(xué)院自動化研究所與北京協(xié)和醫(yī)院共建臨床病例3D掃描數(shù)據(jù)集，百度智能云搭建工業(yè)級3D數(shù)據(jù)標(biāo)注庫，通過“產(chǎn)學(xué)研協(xié)同”模式破解數(shù)據(jù)稀缺難題；二是建立AI生成內(nèi)容版權(quán)規(guī)范體系，明確版權(quán)歸屬、使用邊界與侵權(quán)判定標(biāo)準(zhǔn)，歐盟《人工智能生成內(nèi)容著作權(quán)法案》已率先明確“AI為工具時版權(quán)歸人類，獨立生成時歸數(shù)據(jù)提供方與模型方共有”的規(guī)則，為全球行業(yè)提供了制度參考。

2.3 核心挑戰(zhàn)與未來方向

軟件側(cè)核心制約聚焦3大維度：一是精度與效率失衡，工業(yè)精密建模、醫(yī)療器官重建等場景的物理屬性還原精度不足，低算力設(shè)備運行復(fù)雜場景易出現(xiàn)卡頓；二是生態(tài)協(xié)同不足，跨平臺應(yīng)用兼容率有待提升，垂直場景標(biāo)準(zhǔn)化課程覆蓋率偏低；三是內(nèi)容供給短板，AI生成內(nèi)容同質(zhì)化問題突出，版權(quán)界定與保護機制尚未完善。

未來，需從技術(shù)層面針對性突破：（1）算法端構(gòu)建“精度?效率”自適應(yīng)優(yōu)化框架，通過邊緣?云端協(xié)同計算動態(tài)分配算力，平衡復(fù)雜場景建模精度與低算力設(shè)備運行流暢度；（2）生態(tài)端推進3D內(nèi)容格式統(tǒng)一適配OpenXR標(biāo)準(zhǔn)，推廣開源標(biāo)準(zhǔn)化組件庫，降低跨平臺開發(fā)與適配成本；（3）數(shù)據(jù)端搭建“聯(lián)邦學(xué)習(xí)+隱私計算”協(xié)同訓(xùn)練平臺，聯(lián)合共建醫(yī)療、工業(yè)等細分領(lǐng)域?qū)I(yè)數(shù)據(jù)集，支撐垂直場景高質(zhì)量內(nèi)容生成，同步完善AI生成內(nèi)容版權(quán)追溯技術(shù)體系。

3 產(chǎn)業(yè)應(yīng)用落地：從高端場景向全域滲透

2025年，依托“硬件支撐鏈+軟件賦能鏈”的協(xié)同發(fā)力，XR技術(shù)從高端專業(yè)場景向縣域鄉(xiāng)鎮(zhèn)、民生服務(wù)等領(lǐng)域全域滲透，形成“行業(yè)級數(shù)字孿生規(guī)模化應(yīng)用+下沉市場民生場景普及”的雙軌發(fā)展格局，全面驗證了技術(shù)的實踐價值與商業(yè)化潛力。

3.1 行業(yè)級數(shù)字孿生：垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型核心引擎

行業(yè)級數(shù)字孿生基于毫米級精度建模與虛實實時映射技術(shù)，高度依賴“硬件算力支撐+軟件算法優(yōu)化”的協(xié)同賦能，2025年在工業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)標(biāo)志性突破，成為各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動力。

1）工業(yè)領(lǐng)域：全流程管控替代單點運維。

XR數(shù)字孿生已從設(shè)備單點運維延伸至生產(chǎn)線全流程管控，實現(xiàn)預(yù)測性維護、虛擬調(diào)試、協(xié)同運營的全價值覆蓋。四川航天技術(shù)研究院基于MakeReal3D開發(fā)的虛擬裝配平臺，將某型號衛(wèi)星初期工藝驗證周期壓縮至72 h內(nèi)（傳統(tǒng)物理模裝的行業(yè)常規(guī)周期為3~4周），并使運載火箭貯箱段管路布局迭代次數(shù)從12次降至3次，工藝文件編制時間縮短68%。輕量化XR平臺為中小企業(yè)降本增效提供關(guān)鍵支撐，某裝備制造企業(yè)采用華為云XR輕量化方案后，新員工虛擬培訓(xùn)周期縮短40%，更將XR應(yīng)用門檻從百萬元級降至10萬元以內(nèi)，凸顯技術(shù)普惠價值。三一重工公司AR遠程運維系統(tǒng)覆蓋67個國家，完成3.2萬次跨國遠程干預(yù)，設(shè)備平均故障處理時間從96 h壓縮至43 min；AI預(yù)測性維護可提前14 d預(yù)警故障，助力設(shè)備可用率提升至99.2%。三類案例分別從高端裝備優(yōu)化、中小企業(yè)普惠、重型機械運維3個維度，為工業(yè)領(lǐng)域XR數(shù)字孿生的規(guī)模化落地提供了成熟范式。

2）醫(yī)療領(lǐng)域：從輔助支撐到臨床剛需。

XR技術(shù)實現(xiàn)了從醫(yī)學(xué)培訓(xùn)輔助向臨床核心應(yīng)用的跨越，聚焦手術(shù)精度提升與全周期健康管理2大核心需求。上海市胸科醫(yī)院“智透眼”系統(tǒng)通過沉浸式操作助力胸肺穿刺手術(shù)精準(zhǔn)執(zhí)行，已完成100余例臨床應(yīng)用并在全國推廣；北京協(xié)和醫(yī)院自主研發(fā)的心臟電生理孿生系統(tǒng)，融合多模態(tài)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)與仿真技術(shù)，使手術(shù)成功率提升17%，破解了復(fù)雜心律失常手術(shù)的技術(shù)難題。當(dāng)前該領(lǐng)域應(yīng)用仍存在局限性：長時間手術(shù)佩戴AR眼鏡易導(dǎo)致醫(yī)護人員疲勞（連續(xù)佩戴極限為3 h）、強磁場環(huán)境（如核磁共振成像室）下設(shè)備兼容性不足，需通過硬件升級與抗干擾技術(shù)優(yōu)化逐步解決。

3.2 下沉市場民生普惠：輕量化方案賦能基層場景

聚焦縣域鄉(xiāng)鎮(zhèn)民生剛需，通過輕量化XR終端、離線適配、方言交互等技術(shù)優(yōu)化降低應(yīng)用門檻，推動醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等場景普惠落地，讓技術(shù)紅利向基層深度滲透。

1）醫(yī)療普惠：提升基層診療能力。

鄉(xiāng)村醫(yī)生借助輕量化AR眼鏡，通過XR急診云平臺連線上級醫(yī)院醫(yī)生，實時接收操作標(biāo)注指引，有效破解山區(qū)病患“看病遠、看病難”的問題，實現(xiàn)遠程協(xié)同救治，顯著提升了基層診療的精準(zhǔn)度與效率。

2）農(nóng)業(yè)賦能：優(yōu)化農(nóng)技推廣與生產(chǎn)增效。

VR農(nóng)技實訓(xùn)已成為農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的創(chuàng)新載體，種糧大戶通過沉浸式體驗干旱、病蟲害等模擬場景，突破了季節(jié)、地域?qū)嵱?xùn)的限制，使抽象的農(nóng)技知識變得直觀易懂，助力農(nóng)民增收、產(chǎn)業(yè)增效，成為鄉(xiāng)村振興的“金鑰匙”。

總體而言，2025年XR產(chǎn)業(yè)應(yīng)用呈現(xiàn)“高端場景規(guī)模化、下沉市場輕量化”的鮮明特征：工業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域的數(shù)字孿生應(yīng)用，依托高性能硬件與精準(zhǔn)交互技術(shù)實現(xiàn)價值躍升；下沉市場則通過技術(shù)降維與場景適配，讓XR從“專業(yè)工具”轉(zhuǎn)變?yōu)椤懊裆闷贰薄Ｓ布妮p量化突破、軟件的高效化賦能，共同推動XR應(yīng)用從“單點試點”走向“全域滲透”，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅實的實踐基礎(chǔ)。

4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

基于2025年XR產(chǎn)業(yè)“硬件突破、軟件賦能、應(yīng)用滲透”的階段性成果，針對核心元器件進口依賴度高、生態(tài)碎片化、復(fù)雜場景適配不足等關(guān)鍵瓶頸，從技術(shù)攻堅、生態(tài)構(gòu)建、場景深耕、政策保障4大維度，提出系統(tǒng)性發(fā)展建議，推動產(chǎn)業(yè)從“規(guī)模化落地”向“高質(zhì)量發(fā)展”躍升。

4.1 技術(shù)攻堅：聚焦核心短板，強化自主可控能力

構(gòu)建“企業(yè)主導(dǎo)?高校協(xié)同?科研院所支撐”的產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)聯(lián)合體。一是加速核心部件國產(chǎn)化進程，推進MicroLED巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備、12英寸光學(xué)級碳化硅晶片等“卡脖子”環(huán)節(jié)量產(chǎn)，短期內(nèi)實現(xiàn)核心部件進口替代率超50%；二是優(yōu)化復(fù)雜場景適配性能，推廣抗干擾多模態(tài)算法，開發(fā)工業(yè)油污、手術(shù)室強光等定制化解決方案，將交互準(zhǔn)確率提升至95%以上；三是適配低算力終端需求，通過3D模型動態(tài)壓縮、功能模塊按需加載技術(shù)，降低下沉市場應(yīng)用門檻；四是提升終端使用體驗，攻關(guān)微型散熱模組與低功耗驅(qū)動技術(shù)，將高頻場景續(xù)航提升至6 h以上。

4.2 生態(tài)構(gòu)建：統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，完善協(xié)同支撐體系

以標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)破解生態(tài)碎片化難題，構(gòu)建開放協(xié)同的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。一方面推進標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，依托OpenXR1.1標(biāo)準(zhǔn)建立國家級XR產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會，統(tǒng)籌制定硬件接口、3D內(nèi)容格式等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；鼓勵頭部企業(yè)開放接口技術(shù)方案，搭建跨平臺適配測試平臺，將第三方應(yīng)用適配成本降低70%。另一方面完善內(nèi)容生態(tài)供給，構(gòu)建“AI生成?專業(yè)制作?開源共享”的多元供給體系：支持AI建模工具商業(yè)化落地，實現(xiàn)工業(yè)運維、醫(yī)療培訓(xùn)等重點場景標(biāo)準(zhǔn)化課程覆蓋率60%；設(shè)立XR應(yīng)用創(chuàng)新基金，對兼容3款以上主流終端的優(yōu)質(zhì)內(nèi)容給予專項補貼；建立“聯(lián)邦學(xué)習(xí)+隱私計算”數(shù)據(jù)共享機制，聯(lián)合共建醫(yī)療、航空航天等細分領(lǐng)域高精度數(shù)據(jù)集。

4.3 場景深耕：聚焦價值轉(zhuǎn)化，拓展全域應(yīng)用空間

遵循“高端場景深化+下沉市場普惠”雙軌策略，推動XR技術(shù)規(guī)模化復(fù)制與落地。在行業(yè)級數(shù)字孿生領(lǐng)域：工業(yè)領(lǐng)域推廣AR遠程運維、虛擬培訓(xùn)等成熟模式，持續(xù)優(yōu)化輕量化XR平臺服務(wù)，推動中小企業(yè)XR應(yīng)用門檻從當(dāng)前的10萬元內(nèi)進一步降至5萬元內(nèi)；醫(yī)療領(lǐng)域加快手術(shù)導(dǎo)航、心臟電生理孿生系統(tǒng)等臨床應(yīng)用全國推廣，建立臨床審批綠色通道。在下沉市場領(lǐng)域：醫(yī)療領(lǐng)域搭建省?市?縣?鄉(xiāng)4級協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，提升縣域醫(yī)院XR設(shè)備覆蓋率；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域推廣VR農(nóng)技實訓(xùn)模式，開發(fā)方言版離線教學(xué)內(nèi)容，適配基層低成本終端。

4.4 政策保障：精準(zhǔn)賦能引導(dǎo)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境

強化政策引導(dǎo)與制度保障，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展保駕護航。一是強化政策扶持力度，制定XR產(chǎn)業(yè)專項發(fā)展規(guī)劃，將核心技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)支持范圍；對MicroLED量產(chǎn)線、XR專用芯片等重大研發(fā)項目，實行研發(fā)費用加計扣除優(yōu)惠政策；對XR醫(yī)療設(shè)備推行“優(yōu)先審批+醫(yī)保報銷傾斜”，下沉市場實施“中央補貼+地方配套”政策，推動消費級AR眼鏡價格下探至1000元區(qū)間。二是完善制度體系建設(shè)，建立AI生成內(nèi)容版權(quán)登記與全鏈條追溯機制，明確侵權(quán)判定標(biāo)準(zhǔn)；鼓勵國內(nèi)企業(yè)參與ISO/IECJTC1SC29等國際標(biāo)準(zhǔn)制定，提升國際話語權(quán)；培育具備核心競爭力的龍頭企業(yè)，支持其構(gòu)建“技術(shù)輸出+產(chǎn)能合作+品牌出海”的全球化發(fā)展格局。

5 結(jié)論

基于2025年XR產(chǎn)業(yè)發(fā)展實踐，系統(tǒng)梳理技術(shù)演進脈絡(luò)與市場發(fā)展格局后得出如下結(jié)論：在5G?Advanced與生成式AI雙重技術(shù)驅(qū)動下，XR產(chǎn)業(yè)已完成從技術(shù)驗證期到規(guī)模化落地期的關(guān)鍵跨越；中國市場以29%的全球占比確立核心增長極地位，形成“硬件自主可控?軟件生態(tài)協(xié)同?場景深度滲透”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新范式。硬件領(lǐng)域，國產(chǎn)5 nm空間計算專用芯片在高性能與低功耗的技術(shù)平衡上實現(xiàn)核心突破，憑借9 ms超低延遲、200 TOPS等效算力等關(guān)鍵指標(biāo)打破國際技術(shù)壁壘，為設(shè)備形態(tài)輕量化筑牢核心算力底座；光學(xué)顯示技術(shù)構(gòu)建起全球差異化突破與量產(chǎn)落地的產(chǎn)業(yè)格局，碳化硅光波導(dǎo)、全彩Micro LED光機等高端光學(xué)組件國產(chǎn)化率大幅提升，直接推動AR眼鏡同步實現(xiàn)輕量化形態(tài)革新與高保真顯示升級。多模態(tài)交互精度升級為專業(yè)場景應(yīng)用提供支撐；軟件層面，操作系統(tǒng)“開源+閉源”二元格局持續(xù)優(yōu)化，跨設(shè)備兼容性顯著提升，生成式AI技術(shù)將3D建模效率提升6~10倍；應(yīng)用端形成“高端提質(zhì)、大眾普惠”的雙軌發(fā)展格局，數(shù)字孿生技術(shù)延伸至工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)全流程管控，輕量化方案讓技術(shù)紅利惠及下沉市場。

當(dāng)前，XR產(chǎn)業(yè)仍面臨核心元器件進口依賴度超60%、生態(tài)碎片化、復(fù)雜場景適配不足與優(yōu)質(zhì)內(nèi)容短缺等突出瓶頸。針對上述瓶頸，未來需以“全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新”為核心破解路徑：硬件端聚焦上游材料與核心設(shè)備攻關(guān)，加速國產(chǎn)化替代進程；軟件端依托OpenXR標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建統(tǒng)一生態(tài)體系，深化AI與專業(yè)場景的融合應(yīng)用；應(yīng)用端提煉可復(fù)制、可推廣的落地方案，持續(xù)拓展智慧文旅、智能建造等新興場景。隨著硬件自主化、軟件標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用全域化進程的持續(xù)推進，XR產(chǎn)業(yè)有望突破現(xiàn)有發(fā)展瓶頸，成為數(shù)字經(jīng)濟賦能實體經(jīng)濟的核心載體，為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與民生服務(wù)提質(zhì)升級提供重要支撐。

本文作者：范麗亞、姚全珠、馬介淵、張婷曼

作者簡介：范麗亞，西安交通大學(xué)城市學(xué)院、物聯(lián)網(wǎng)智能感知交互平臺陜西省高校工程研究中心，教授，研究方向為 VR/AR 技術(shù)及產(chǎn)業(yè)。

文章來 源 ： 范麗亞, 姚全珠, 馬介淵, 等. 2025 年擴展現(xiàn)實熱點回眸[J]. 科技導(dǎo)報, 2026, 44(2): 79?88 .

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