IEC TS 635282025 多媒体系统 触觉 触觉刺激描述符标准立项发展报告

多媒体系统触觉触觉刺激描述符标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:MultimediaSystems-Haptics-HapticsStimuliDescriptors摘要随着虚拟现实、增强现实、智能终端与人机交互技术的迅猛发展，触觉反馈（HapticFeedback）作为继视觉、听觉之后的"第三感官通道"，正逐步成为多媒体系统不可或缺的组成部分。然而，长期以来，触觉刺激的表示、描述与传输缺乏统一的标准化语言，导致不同设备、不同平台之间的触觉内容互操作性严重不足，制约了触觉技术在大规模应用中的推广与落地。本标准立项发展报告以国际电工委员会（IEC）发布的技术规范IECTS63528:2025《多媒体系统触觉触觉刺激描述符》为研究对象，系统梳理了该标准的立项背景、研制过程、核心内容与技术框架，深入分析了其在触觉数据描述、设备无关性设计、跨平台互操作等方面的关键创新。报告指出，该标准通过定义统一的触觉刺激描述符，建立了触觉内容从生成、编码到呈现的全链条标准化通道，填补了国际标准体系中触觉媒体描述领域的空白，对推动触觉通信、远程医疗、沉浸式教育、automotive人机交互等新兴应用具有重要的基础性支撑作用。报告还对主要参与单位的工作机制进行了介绍，并对该标准的未来演进方向提出了展望。关键词：触觉刺激描述符；多媒体系统；国际电工委员会；人机交互；互操作性；感官通信；触觉编码Keywords:HapticsStimuliDescriptors;MultimediaSystems;IEC;Human-ComputerInteraction;Interoperability;SensoryCommunication;HapticCoding1引言1.1立项背景人类通过感官感知外部世界，其中视觉与听觉信息的数字化处理和标准化已历经数十年的发展，形成了包括JPEG、MPEG系列在内的完整国际标准体系。而触觉——作为人类感知物理世界最直接、最基础的感官通道，其数字化表达与标准化进程却长期滞后。近年来，随着触觉执行器技术（如线性谐振执行器LRA、压电执行器、超声触觉等）的成熟和终端设备（智能手机、可穿戴设备、VR/AR头显、游戏手柄）的普及，触觉反馈已成为消费电子产品的核心差异化功能之一。然而，一个根本性的问题日益凸显：触觉刺激如何被精确、一致地描述与传输？不同的触觉设备制造商使用各自的私有格式和API来描述振动波形、力度曲线和纹理质感，导致同一触觉内容在不同设备上的呈现效果差异悬殊，触觉内容难以跨平台复用，开发者被迫为不同设备编写适配代码，极大地增加了内容生产成本和生态碎片化程度。1.2标准化需求分析从标准化需求的角度来看，这一问题的解决需要建立起一个设备无关的、语义明确的触觉刺激描述框架。具体而言，该框架应满足以下核心需求：-描述能力：能够精确描述各类触觉刺激的基本属性，包括频率、振幅、时长、波形、包络等物理参数；-可扩展性：支持从简单振动提示到复杂纹理质感的全谱系触觉内容的描述；-设备无关性：描述符不依赖于特定硬件，能够在不同设备上映射渲染；-可组合性：支持多个基础触觉刺激的组合与编排，以生成丰富的触觉场景；-时间同步：支持与音频、视频等其他媒体流的时间对齐与同步。在此背景下，IECtechnicalcommittee100（音频、视频及多媒体系统与设备）启动了触觉刺激描述符标准的制定工作，经过多轮国际讨论与技术论证，最终形成了IECTS63528:2025技术规范。1.3标准基本信息本报告所研究的标准基本信息如下：|项目|内容||------|------||标准编号|IECTS63528:2025||标准名称|多媒体系统触觉触觉刺激描述符||英文名称|Multimediasystems-Haptics-Hapticsstimulidescriptors||标准状态|现行||发布机构|国际电工委员会（IEC）||分类号|多媒体系统和电话会议设备||发布日期|2025年6月26日||国别|国际组织||语言|英语|2标准的研制过程2.1国际标准立项的酝酿与推进IECTS63528:2025的制定经历了严谨的国际标准化工作程序。早在2021年前后，IEC/TC100内即有多国专家提出，应借鉴MPEG系列标准中描述视频和音频数据的成功经验，建立面向触觉媒体的统一描述机制。经过多次全会讨论和不懈推进，该项目于2022年正式完成立项投票，获得委员会多数成员国的支持，NP（NewWorkItemProposal）获得通过。2.2草案研制与关键技术讨论在草案研制阶段，各国专家围绕以下几个关键技术问题展开了深入的讨论与协商：1.描述符的粒度与抽象层级：应当定义多少种类型的描述符？描述符应处于何种抽象层级（信号级还是感知级）？2.时间模型：如何统一描述连续型触觉刺激（如持续振感）与事件型触觉刺激（如脉冲式点击）？3.与既有标准的关系：如何处理与IEEE1918.1.1（触觉互联网标准）、ISO/IEC23090（MPEG-I）等既有标准的关系？4.感知质量的量化方式：如何在描述符中体现触觉刺激的感知强度（perceptualintensity）而不仅是物理参数？经过多轮WD（WorkingDraft）、CD（CommitteeDraft）和DIS（DraftInternationalStandard）阶段的修订与投票，最终于2025年初形成最终草案。2.3标准的发布2025年6月26日，IECTS63528:2025正式发布。需要指出的是，该文件为技术规范（TechnicalSpecification，TS）而非国际标准（InternationalStandard，IS），这表明该文件属于技术前瞻性成果的固化与推广阶段，未来随着实践检验和反馈，有望升级为完整的国际标准。从标准的出版发行方式来看，该标准通过IECWebstore提供电子版下载，采用加密PDF格式，售价为930.0元人民币（约合130美元），符合IEC标准的一般定价水平和数字版权管理模式。3标准的主要内容与技术框架3.1标准的总体架构IECTS63528:2025建立了一套面向多媒体系统中触觉刺激的描述框架。其核心设计理念是：描述触觉刺激的"是什么"与"如何呈现"，而不绑定于具体设备的"如何实现"。这一理念使得该标准能够同时服务于触觉内容创作者、系统集成商和终端设备制造商。从总体架构来看，该标准涵盖以下核心模块：3.1.1描述符分类体系标准定义了多层次的触觉刺激描述符体系，主要包括：-基础波形描述符：涵盖正弦波、方波、锯齿波、三角波等基本波形及其参数（频率、振幅、相位、偏置等），用于描述振动马达等执行器的输入激励；-包络与调制描述符：定义振幅包络（attack、decay、sustain、release，即ADSR）、频率调制和脉宽调制等参数，用于描述触觉刺激的时间动态演变；-纹理与表面描述符：面向表面纹理触觉再现的需求，支持粗糙度、摩擦系数等感知参量的描述；-组合与编排描述符：支持多个基础描述符的时序组合、并行叠加和事件触发关系定义，从而描述复杂的触觉场景。3.1.2描述符的数据结构在数据结构层面，标准采用可扩展标记语言的描述方式，为每种描述符定义了明确的属性字段、数据类型和取值范围。与此同时，标准还提供了可选的二进制编码方式，以满足带宽受限场景下的高效传输需求。在属性定义层面，物理参量与感知参量的分层描述机制有效兼顾了声学工程与心理物理学两个维度。值得强调的是，该标准在定义描述符属性时，明确区分了物理参量（如频率范围、加速度幅值）与感知参量（如感知强度、愉悦度），这一分层设计既保证了描述的客观性，又为上层应用（如游戏引擎、社交应用中的触觉表情）提供了语义层面的抽象接口。3.2设备无关的渲染映射标准的另一个核心贡献在于建立了一种描述符-渲染映射机制。该机制允许设备制造商根据自身执行器的物理特性和驱动能力，将标准描述符映射到具体的驱动信号上。这样，同样的描述符可以在不同类型的设备上产生一致的感知效果（而非一致的物理波形）。在这一映射机制中，标准确立了几项关键技术路径：-归一化描述空间：建立一个独立于具体设备的归一化描述空间，作为内容描述与设备映射之间的桥梁；-能力协商与适配：定义设备能力描述文件的基本框架，支持播放端根据自身能力对描述符进行适当的简化或降级处理；-感知等效映射：以感知实验数据为参考，在不同执行器类型（LRA、压电、电磁等）之间建立等效描述参数的映射表，为设备无关性提供有效的技术保障。这一设计理念与ISO9241系列中关于人机交互工效学的原则一致，同时借鉴了MPEG-4中关于媒体对象的场景描述思想，但在触觉感知层面做出了专门的适配和扩展，为触觉内容的"一次生产、多端适配"提供了技术规范基础。3.3与其他标准的兼容与衔接IECTS63528:2025在制定过程中充分考虑了与相关标准的兼容性问题。在与IEEE1918.1.1（触觉互联网标准）的关系上，本标准的描述符框架可以承载IEEE1918.1.1所定义的触觉控制与感知数据的上层表示；在与ISO/IEC23090（MPEG-I）标准的关系上，两者体系架构互补，形成技术协同。在应用层面，该标准也充分考虑了与ISO/IEC14496（MPEG-4）中有关媒体对象描述和场景组织的概念衔接，以及ITU-TP.10系列中关于多媒体服务质量与体验质量（QoE）定义的关联。此外，在多媒体系统应用层面，该标准与ITU-TH.760系列等多媒体终端与系统标准形成协同。3.4标准的主要创新点综合来看，IECTS63528:2025的技术创新可归纳为以下几个方面：1.填补空白：首次在国际标准层面系统定义了多媒体系统中触觉刺激的描述框架，填补了该领域的标准空白；2.感知-物理分层：将触觉刺激的描述分为物理层与感知层，兼顾工程可实现性与感知一致性；3.可扩展架构：采用可扩展的描述符体系，兼容当前主流执行器技术的同时也为未来新型触觉呈现技术预留了扩展空间；4.面向生态：标准的设计充分考虑了内容生产工具、传输协议、终端渲染全链条的生态需求，具有良好的产业落地基础。4参与单位与组织机制4.1IEC/TC100的职责与架构IECTS63528:2025由国际电工委员会技术委员会IEC/TC100（音频、视频及多媒体系统与设备技术委员会）归口管理。TC100成立于1998年，是IEC中负责多媒体领域标准化的核心技术委员会，其工作范围涵盖音频、视频、多媒体系统与设备的性能测试、接口规范、能效评估等多方面内容。TC100下设多个技术小组（TechnicalArea，TA），其中与本标准密切相关的触觉标准化工作归属于TA16（多媒体系统与设备）的职责范围内。TA16重点关注多媒体系统中的新兴交互技术，包括触觉反馈、多感官交互等前沿方向。4.2日本产业界的深度参与值得注意的是，在IECTS63528:2025的制定过程中，日本产业界发挥了重要的主导作用。来自日本的多位专家在该标准项目中承担了核心编辑（Editor）和技术负责人等关键角色。此外，来自韩国、中国、德国、美国等国家的专家也在标准制定过程中提供了重要的技术输入。各国意见通过IEC的协商机制取得平衡，最终形成了获得广泛认可的技术规范文本。多国共创的国际协作范式确保了标准既具有技术前沿性，又兼顾了不同国家和地区的产业实践差异，从而为标准的全球推广应用奠定了坚实基础。5标准的意义与应用前景5.1对产业生态的深远影响IECTS63528:2025的发布，对触觉技术产业生态将产生深远的影响。具体而言：首先，在内容生产端，该标准使得触觉内容创作者可以使用统一的描述语言来创作触觉内容，无需针对每个目标设备单独制作版本。这将显著降低触觉内容的制作成本，推动触觉内容库的丰富和繁荣。正如MP3标准之于数字音乐的普及、JPEG标准之于数字图像的普及一样，统一的描述格式往往是内容生态爆发的前置条件。其次，在设备制造端，该标准使得终端厂商可以在标准框架内实现描述符到驱动信号的灵活映射，既保证了感知体验的一致性，又保留了厂商在硬件设计和驱动算法方面的差异化空间。这在一定程度上统一了行业共识，为设备间的互联互通扫清了关键障碍。第三，在平台与应用端，操作系统开发商、游戏引擎开发商和应用开发者可以将标准化的触觉描述符集成到开发工具链中，实现跨平台的触觉内容支持。当前在Android和iOS平台上，触觉API的分裂状态有望在标准框架下逐步走向融合。5.2典型应用场景标准所定义的触觉刺激描述符框架，可在以下典型场景中发挥关键作用：-虚拟现实与增强现实：在VR/AR环境中，触觉描述符可用于描述虚拟物体的表面质感、碰撞反馈和物理交互力感，通过对物理材质和纹理感知属性的精确描述，显著提升用户的沉浸感和交互真实性；-远程触觉通信：依托5G/6G网络环境，通过触觉描述符的高效编码与传输，支持远程医疗触诊、远程工业操作等场景中的触觉信息传递，使操作者能够"感觉到"远端物体的硬度、弹性和表面特征；-智能座舱与汽车交互：在车载信息娱乐系统中，标准化的触觉描述符可用于定义各类交互反馈（如触摸屏按键反馈、方向盘振动警示等），并结合ADAS预警场景实现多模态告警，提升驾驶安全性与交互效率；-移动终端与可穿戴设备：为手机、智能手表、游戏手柄等设备上的消息通知、来电提醒、游戏反馈等提供统一的触觉描述语言；-无障碍辅助：为视障人群提供基于触觉的信息传达通道，通过标准化的触觉符号系统提高信息可达性；-教育与培训：在手术模拟训练、精密装配培训等专业教育场景中，触觉描述符可用于构建高保真的触觉训练内容。5.3标准化路线图的演进方向当前IECTS63528:2025以技术规范的形式发布，属于标准化路线图中的"中场"环节。展望未来，该标准的演进将按照以下方向持续推进：-升级为国际标准：随着产业应用的深入和实践反馈的积累，在适当的时机启动TS到IS的升级程序，将技术规范的成果固化为正式国际标准；-扩展描述符库：针对新兴的触觉呈现技术（如超声触觉、电触觉、热触觉等），进一步扩展描述符的类型和参数，建立覆盖更全面的触觉描述框架；-建立符合性测试体系：制定配套的符合性测试方法和认证体系，确保不同设备和应用对标准的一致实施，保障生态互操作性；-与MPEG-I等深度整合：在面向沉浸式媒体的MPEG-I标准体系中，将触觉描述符纳入统一的媒体描述框架，实现视听触多模态媒体的统一描述与同步呈现。6主要参与单位介绍6.1日本电信电话株式会社在IECTS63528:2025的研制过程中，日本电信电话株式会社（NipponTelegraphandTelephoneCorporation，NTT）作为核心参与单位发挥了重要的牵头作用。NTT是日本最大的电信运营商，也是全球领先的信息通信技术企业。公司成立于1952年，总