Захват объектов в формате 4D/6D для виртуальных сред: что с патентами?

В компьютерном пространстве 3D — это статичный объект и координаты: x, y, z. 

4D — это 3D + время. 

Формат 6D означает, что добавляются еще три измерения, описывающие ориентацию объекта в пространстве, что часто называют положение + вращение: как он повёрнут? (углы поворота по осям: тангаж, крен, рыскание / Pitch, Roll, Yaw). Вместе это 6 параметров. 

Захват в 6D подразумевает, что мы знаем не только форму объекта в каждый момент времени, но и его более-менее точную ориентацию в пространстве. Ключевые технологии:

• Neural Radiance Fields (NeRF). Вместо того чтобы хранить объект как полигональную сетку, NeRF учит нейросеть «понимать», как выглядит сцена с любого ракурса. Вы даёте ей кучу фотографий объекта с разных точек, а она на выходе может сгенерировать вид с любой, даже не снятой камерой, с идеальным освещением и отражениями. Это и есть основа для высококачественного 4D/6D захвата;

• 3D Gaussian Splatting еще более современный и быстрый метод. Вместо нейросети он представляет сцену как «облако» миллионов умных частиц (гауссиан). Каждая частица имеет положение, цвет, прозрачность и ориентацию. При рендеринге эти частицы «размазываются» (splatted) на экран, создавая фотореалистичное изображение. Он невероятно быстрый и детализированный, что критично для игровых движков;

• Дифференцируемый рендеринг: Это «магия», которая позволяет всему этому работать. Классический рендеринг — это односторонний процесс: у нас есть 3D-модель и мы получаем 2D-картинку. Дифференцируемый рендеринг позволяет идти обратно: мы сравниваем нашу сгенерированную 2D-картинку с реальной фотографией и вычисляем, как нужно изменить параметры 3D-модели (или NeRF, или гауссиан), чтобы они совпали. Это позволяет оптимизировать 3D-сцену, просто показывая ей видео.

Проще говоря: вы снимаете объект на 50-100 камер одновременно, прогоняете через модель на основе NeRF или Gaussian Splatting, и на выходе получаете его цифрового двойника, которого можно вставить в Unreal Engine 5, где он будет выглядеть так же реалистично, как и в жизни, даже при динамическом освещении.

В данной статье нас интересует только патентный аспект.

Патентный аспект

На портале Google.Patents поиск по запросу 4D/6D Object Capture for Virtual Environments показывал в ноябре более 10 000 документов. По международной патентной классификации лидируют следующие темы:

• обработка цифровых данных с помощью электрических устройств G06F — 43,7%;

• обработка или генерация данных изображения G06T — 32%;

• передача изображений H04N — 18,7%;

• распознавание изображений G06V — 13,7%;

• оптические элементы, системы или приборы G02B — 12%;

• диагностика; хирургия; опознание личности A61B — 8,1%;

• передача цифровой информации H04L — 7,8%;

• компьютерные системы, основанные на специфических вычислительных моделях G06N — 7,4%;

• системы обработки данных G06Q — 6,9%;

• и т.д.

Видно, что большинство мировых патентов по МПК относится к обработке цифровых данных с помощью электрических устройств. Динамика по годам представлена на рис. 1.

Видно, что в 2000-2022 гг. количество патентов резко выросло, почти в 100 раз! В 2022-2025 гг. наблюдалось некоторое проседание в патентовании по нашей теме (текущий год ещё не закончен, может быть плато). График содержит информационный шум, например, за счёт производителей мобильников типа Z124 (Multifold International Inc Pte Ltd.), в патентах которых «виртуальная» относится к клавиатуре, а «захват» относится к вышке мобильной связи.

Рейтинг патентовладельцев по количеству патентов на изобретения следующий:

1. Nvidia Corporation — 5,4%;

2. Z124 — 5,2%;

3. Apple Inc. — 4,5%;

4. Huawei (华为技术有限公司) — 2,7%;

5. Innoviz Technologies Ltd. — 1,7%;

6. Elwha Llc — 1,6%;

7. Amazon Technologies, Inc. — 1,6%.

Лидируют крупные IT-компании мира , такие как Nvidia (огромные исследования в этой области), Apple (основа их AR-будущего).

Мы провели зауженный поиск только по подклассу «обработка цифровых данных с помощью электрических устройств G06F». Оказалось всего около 6 000 патентов. Динамика по годам представлена на рис. 2.

Видно, что в 2000-2022 гг. количество патентов плавно выросло в 10 раз. В 2010-2025 гг. наблюдалось плато в патентовании. 

Рейтинг патентовладельцев по количеству патентов на изобретения следующий:

1. International Business Machines Corporation — 3,8%;

2. Huawei (华为技术有限公司) — 2,2%;

3. Apple Inc. — 1,6%;

4. Microsoft Technology Licensing, Llc — 1,5%;

5. Intel Corporation — 1,4%;

6. Dell Products L.P. — 1,4%;

7. Z124 — 1,4%.

Как видите, этот список немного отличается. Не удивляет наличие в обоих рейтингах Apple и Huawei. 

Патенты по виртуальной реальности в России? 

Поиск патентов РФ на изобретения в базе ФИПС проведён нами по рефератам (табл.1). 

Таблица 1: Количество патентов на изобретения РФ по запросу «виртуальная реальность»

Большинство — это  медицинское моделирование протезов и операций. Источник: подсчет автора по базе данных ФИПС на ноябрь 2025

Бросается в глаза отсутствие патентов по виртуальной реальности или среде 4D и 6D и соответствующих размеров в компьютерном моделировании. По виртуальная реальность + G06 (МПК) обнаружено 59 действующих патентов; динамика их выдачи представлена на рис. 3.

Примеры патентов:

№2686029 (2019) Система виртуальной реальности на основе смартфона и наклонного зеркала. Сколковский институт науки и технологий. Изобретение относится к системам мобильной виртуальной реальности, в частности к системам мобильной виртуальной реальности, осуществляющим отслеживание положения пользователя с 6 степенями свободы с помощью камеры смартфона в качестве единственного устройства формирования изображения.

№2772895 (2022) Способ выявления склонности к девиантному поведению и профессиональному выгоранию работников производственных предприятий. Самарский государственный медицинский университет. Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской психологии, применяется для диагностики выявления склонности к девиантному поведению. 

№2843585 (2025) Способ и система определения местоположения и ориентации устройства пользователя с привязкой к визуальным особенностям окружения. ООО «БРИО МРС» (Москва). Изобретение относится к способу и системе для определения местоположения и ориентации устройства пользователя в системах дополненной, смешанной и продвинутой смешанной реальности. 

В теме формата 4D/6D для виртуальных сред, похоже, имеют только 2 патента РФ с оригинальными терминами: №2686029 (виртуальной реальности, осуществляющим отслеживание положения пользователя с 6 степенями свободы) и №2843585 (продвинутой смешанной реальности). В остальных патентах описываются способы и системы для среды виртуальной реальности (VR), дополненной реальности (AR), смешанной реальности (MR).

Релевантных патентов РФ на полезные модели по нашей теме обнаружен один №80105 (2009) Устройство для получения трехмерных ультразвуковых изображений внутренних органов человека. Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского. Изобретения предназначены для решения технической задачи обеспечения возможности получения 3D и 4D УЗИ на стандартных широко распространенных не дорогих установках двумерного (2D) УЗИ.

НИОКТР

По запросу виртуальная реальность ГИС «Наука и инновации» выдаёт 2485 документов на 17.10.2025, а по виртуальная реальность 4D/6D и 4D/6D для виртуальных сред — ноль. 

Мы изучили начатые и начинаемые НИР в поисках нашей темы.

Разработка VR-тренажера, визуализация программы обучения работников для отработки навыков безопасного проведения работ по обслуживанию на эксплуатируемом оборудовании выполняет в 2025 г. ООО «Нордик ИТ» по заказу ПАО «Московская Объединенная Энергетическая Компания» за 12 млн руб. НИОКР направлена на создание VR-тренажера с целью визуализации программы обучения и отработки практических навыков по безопасному обслуживанию эксплуатируемого оборудования.

Комплекс образовательных симуляторов и VR-тренажеров разрабатывает во 2-ом полугодии 2025 г. Казанский (Приволжский) Федеральный Университет за грант 2 млн руб. от Минобрнауки РФ. Проект направлен на создание набора программно-технических решений для улучшения качества практического обучения в иммерсивной виртуальной среде. 

Разработкой конструкторской документации на Автономное устройство виртуальной реальности для управления беспилотными летательными аппаратами занимается за 99 млн руб. от АНО «Агентство по технологическому развитию» в 2025-2026 гг. ООО «Аэроинвест». Изделие представляет собой автономное устройство виртуальной реальности, предназначенное для управления беспилотными летательными аппаратами. Разрабатывается как интерфейс оператора и применяется в составе мультироторных БПЛА.

НИР «Реальное и виртуальное интеллектуальное событие при решении комплексных проблем» выполняет в 2025-2027 гг. Московский государственный психолого-педагогический университет на грант 21 млн руб. от Российского научного фонда. В исследовании предполагается раскрытие содержания такого фундаментального понятия, как «интеллектуальное событие». Социальная актуальность и новизна проекта определяется тем, что будут раскрыты новые характеристики ВР-онтологии, прежде всего на основе формирования и разрешения интеллектуальных событий. Исследования и работа по реализации проекта обеспечат создание новой (и усовершенствование производимой) ВР-продукции мирового уровня (линейки программ в настоящей виртуальной реальности), сферами реализации которой является система среднего и высшего образования, здравоохранения, психологических тренингов, консультирования, вооруженных сил РФ).

Заключение

Захват в 6D напрочь отсутствует в открытых патентах РФ. Несколько сот российских патентов по виртуальной реальности и близким темам указывают, что компетенции имеются у 3-4 десятков организаций и порядка 10 вольных айтишников. Ни научно-технические статьи, ни ведущиеся НИОКТР в открытой информационной среде РФ нам обнаружить не удалось. 

Остается надеяться, что тот же Huawei поделится своими разработками. 

О сервисе Онлайн Патент:

Онлайн Патент — цифровая система № 1 в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы создаем уникальные LegalTech‑решения для защиты и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в сервисе Онлайн‑Патент и получите доступ к следующим услугам:

• Онлайн‑регистрация программ, патентов на изобретение, товарных знаков, промышленного дизайна;

• Подача заявки на внесение в реестр отечественного ПО;

• Поиск по программам;

• Регистрация программы в Роспатенте;

• Регистрация товарных знаков;

• Опции ускоренного оформления услуг;

• Бесплатный поиск по базам патентов, программ, товарных знаков;

• Мониторинги новых заявок по критериям;

• Онлайн‑поддержку специалистов.

Источник: habr.com