增强现实(AR)的现实之路

增强现实(AR):一种基于现代计算技术生成附加信息对使用者所看到 的真实世界进行认知增强或扩张的技术。增强现实的核心技术要素主要 包括了:光电显示技术、交互技术、注册技术和计算机图形技术。

显示技术:目前普遍采用的透视式头盔显示器,包括视频透视式头 盔显示器和光学透视式头盔显示器视。

注册技术:为了增强现实虚实无缝融合,三维注册起着重要的作用。 主要有两种:A、基于跟踪器的三维注册技术主要记录现实中观察 者的方向和位置,保持虚拟环境与现实环境的连续式,实现精确注 册。主要采用的跟踪器包括电磁跟踪器、惯性跟踪器、测距仪、超 声波定位仪、全球定位系统等。B、基于视觉的三维注册技术主要 通过给定的一幅图像来确定摄像机和现实世界中目标的相对位置和 方向。

交互技术:交互技术满足了人们在虚拟和现实世界自然交互的愿望, AR 中虚实交互的基本方式有“视觉交互”、“物理交互”。

增强现实技术原理图

VR、AR、MR技术区分

  • 虚拟现实(VR):一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真 系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交 互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环 境中。
  •   混合现实(MR):在虚拟场景中构建现实因素,在技术要素上, 和增强现实(AR)更为接近,但是弥补了增强现实视角受限和 清晰度不够的问题,同时强化了现实和虚拟环境的交互机制, 也可以称之为介于虚拟和现实的“第三世界”。
  •   增强现实(AR)和虚拟现实(VR)技术差异对比:
  •   浸没感:VR 系统强调完全浸没,使人类感官完全处于计算机 控制的信息空间中。AR 系统完全相反,强调对现实认知的增 强,浸没感不强。
  •   注册内容及精度:在 VR 环境中,注册主要指把用户的各种虚 拟感官进行精准匹配,如由远及近的视觉和听觉匹配,而注册 误差主要体现在视觉系统和其他感官系统的冲突。在 AR 环境 中,注册主要是指计算机所生成虚拟信息和现实视觉的精确匹 配,包括了静态和动态两个方面。
  •   系统性能要求:由于 VR 环境是完全的虚拟信息环境,内容往 往是已定的情况,而对系统要求就是能够实时的对用户的感官 进行匹配,要求有高计算能力。而 AR 是根据人的感官将虚拟 信息与现实进行混合,该过程要求系统实时计算虚拟信息、人 的感官、现实世界三者融合计算展示用户。

虚拟现实(VR)和增强现实(AR)的区别联系

增强现实(AR)的产业现实

增强现实(AR)产业规模:AR 技术的最早应用可以追溯到 20 年前, 但是直到最近几年才形成颇具规模的市场。作为行业中的标杆式创业公 司,Magic Leap 共获得了 7.94 亿美元的投资,同时据 Digi—Capital 的 统计,过去一年 AR/VR 行业整体总投资共计约 20 亿美元,并且涵盖了 视频内容、硬件、解决方案和服务、游戏、应用、广告/市场营销、技术、 分销及外设等细分方向。

市场总体规模预测:游戏《Pokemon Go》的火爆,会加速资本进 入,虽然在 2011 年,全球 AR 的营业收入仅仅只有 1.81 亿美元, 不过按照现在的情况来看,2017 年,AR 市场的规模将增长至 50 亿美元左右。而根据 Digi-Capital 的数据,截止到 2020 年,AR 市 场规模将达到 900 亿美元,远高于 VR 的 300 亿美元。

AR 产业链 2016-2020 年市场规模预测

细分市场规模:AR硬件由于在整个产业链中存在先发的规模优势, 所以在初期,能够迅速的打开市场。参照智能终端的市场结构动态 演变,我们认为随着产业链生态的持续完善,AR 数据、消费、娱 乐等细分领域的占比会逐渐加大。

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增强现实(AR)产业链结构:根据增强现实的技术路径可将增强现实的 整体产业链拆分为硬件设备和软件应用两大分类。其中硬件设备类可以 分为通用型设备(电子元器件)和非通用型(电子元器件)。软件应用也 可以分为基础数据开发和场景型应用。

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  • 通用型硬件设备(电子元器件):主要包括处理器、图形处理器、内 存、摄像头、屏幕、位置传感器等基础电子元器件。就整体产业链 而言,通用型硬件设备市场目前处于相对被动的状态,直接受益于 AR 市场扩张。
  •   非通用型硬件设备(电子元器件):主要包括 AR 设备、触觉设备、 3D 镜片、动作传感器等。该类电子元器件厂商的核心竞争力主要体 现在细分技术方向上,而 AR 设备类厂商,如微软 Hololens、Magic Leap 等更需要系统设备整合性,场景应用型等几个方面。
  •   系统开发工具:主要应用于 AR 系统开发的工具包和 API,使用相 对广泛的包括 ARToolkit(日本大阪大学开发,用于快速编写 AR 应 用)、Vuforia(高通公司开发,采用自然特征进行跟踪定位)、ARSDK (高通公司开发,移动增强现实,支持 Android 和 IOS)以及各类 型商业软件开发包(为具体的商业提供应用开发)。
  •   应用软件:主要包括AR设备、触觉设备、3D镜片、动作传感器等。 该类电子元器件厂商的核心竞争力主要体现在细分技术方向上,而 AR 设备类厂商,如微软 Hololens、Magic Leap 等更需要系统设备 整合性,场景应用型等几个方面。

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产业链成长性区分

硬件设备方向:综合来看,AR 产业链结构跟通用计算机产业 链有着很多的相似性,由于通用设备(元器件)厂商拥有强大 的资本优势和研发优势,相对应的行业壁垒较高。而非通用设 备(元器件)由于强调功能性和创新性,会随着需求端产生不断的应用变化,所以除了现有的专业级器件领域,还存在较大的成长性。

软件应用方向:主要分为消费级和企业级进行分类,基于对于 整体行业未来会成为新通用计算平台的判断,我们认为消费级 短期主要以过渡型 AR 技术为主导,充分平衡消费体验和技术 成熟度,中长期随着硬件设备的提升及软件应用的丰富,会出 现产品市场的完全替代。而企业端相比消费端在短期拥有集中 爆发的优势(医疗、教育培训、产品营销已经开始打开市场), 中长期的市场规模和持续性可期,所以,AR 产业链相比现存 的计算终端设备未来将拥有更大的市场空间。

国内外企业巨头 AR 产品技术布局
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小工蚁联合国内AR专业技术公司亮风台为商业客户提供新零售应用场景的AR解决方案。

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