繼智能手機(jī)、平板電腦之后，虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)有潛力成為下一個(gè)重大通用計(jì)算平臺(tái)。
從當(dāng)前來(lái)看，更多的公司選擇從VR領(lǐng)域進(jìn)行切入，各大研究公司、投行針對(duì)VR領(lǐng)域的研究報(bào)告也層出不窮，相比之下，AR領(lǐng)域卻稍顯平淡。
騰訊科技旗下VR次元發(fā)布全球首份AR行業(yè)報(bào)告，在這份報(bào)告中，我們將對(duì)AR的發(fā)展趨勢(shì)、未來(lái)的挑戰(zhàn)、潛在應(yīng)用領(lǐng)域、可能創(chuàng)造和顛覆的市場(chǎng)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。
最后，感謝亮風(fēng)臺(tái)研發(fā)總監(jiān)吳侖博士撰寫(xiě)了AR工作原理、關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)章節(jié)。
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以下為VR次元整理的報(bào)告精華版：
AR與VR有哪些區(qū)別?
從技術(shù)角度來(lái)看，AR是將計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界上，即把數(shù)字想象世界加在真實(shí)世界之上。最典型的AR設(shè)備就是谷歌眼鏡。這種智能眼鏡將觸控板、攝像頭以及LED顯示器結(jié)合起來(lái)，通過(guò)顯示器，用戶可以聯(lián)網(wǎng)，并在視野內(nèi)使用地圖、電子郵件等服務(wù)。其他知名的AR產(chǎn)品還有微軟的HoloLens，創(chuàng)業(yè)公司則以Magic
Leap為典型代表。
VR是讓用戶置身于一個(gè)想象出來(lái)或者重新復(fù)制的世界，或是模擬真實(shí)的世界。VR領(lǐng)域主要的產(chǎn)品包括Oculus、索尼PlayStation VR、HTC
Vive和三星Gear VR。(有關(guān)VR更多的情況，可關(guān)注VR次元微信公眾號(hào)，回復(fù)“高盛”和“德銀”，分別獲得高盛VR中文版報(bào)告和德銀VR中文版報(bào)告)
區(qū)分VR和AR的一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是：VR需要用一個(gè)不透明的頭戴設(shè)備完成虛擬世界里的沉浸體驗(yàn)，而AR需要清晰的頭戴設(shè)備看清真實(shí)世界和重疊在上面的信息和圖像。
從目前來(lái)看，AR比較適合服務(wù)企業(yè)級(jí)用戶，而VR同時(shí)適用于消費(fèi)者和企業(yè)用戶。有些情況下，兩者還會(huì)出現(xiàn)重疊市場(chǎng)。例如，目前大多數(shù)游戲基于VR研發(fā)，但微軟也用HoloLens重新創(chuàng)作了《我的世界》這樣的游戲。
AR的市場(chǎng)潛力有多大?
最新預(yù)測(cè)指出，到2017年，AR市場(chǎng)將增長(zhǎng)至52億美元，年增長(zhǎng)率竟逼近100%。隨著大量資金注入AR項(xiàng)目及AR創(chuàng)業(yè)公司，尤其是隨著谷歌、佳能、高通、微軟等大公司的入場(chǎng)，我們已經(jīng)看到第一批消費(fèi)級(jí)AR產(chǎn)品的涌現(xiàn)。隨著實(shí)際商業(yè)利益的出現(xiàn)，
AR將成為消費(fèi)、醫(yī)療、移動(dòng)、汽車(chē)以及制造市場(chǎng)中的“下一件大事”。
市場(chǎng)調(diào)研公司Digi-Capital給出的一組數(shù)據(jù)很值得研究：到2020年，AR的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1200億美元，遠(yuǎn)高于VR的300億美元。
VR對(duì)于游戲與3D電影來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)非常棒的技術(shù)，甚至可以說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)可謂是專門(mén)為此而設(shè)計(jì)的。但這項(xiàng)技術(shù)的體驗(yàn)主要是在客廳、辦公室或者座位上展開(kāi)的，因?yàn)槿绻愦髦粋€(gè)完全封閉的頭戴式顯示器走在路上，隨時(shí)都可能撞到路邊的東西。
雖然AR技術(shù)應(yīng)用在游戲也非常有趣，但在需要真正沉浸式體驗(yàn)的時(shí)候，其所帶來(lái)的樂(lè)趣或許不如VR技術(shù)那么多，這就像是移動(dòng)游戲與主機(jī)游戲之間的差距。但是，AR技術(shù)在游戲玩家眼中的這個(gè)缺點(diǎn)，恰恰是讓它可以同智能手機(jī)一樣，在數(shù)以億計(jì)用戶的現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)揮重要作用的優(yōu)勢(shì)。人們可以戴著它四處活動(dòng)，做任何事情。
AR的軟件與服務(wù)擁有可與如今的移動(dòng)市場(chǎng)相媲美的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，它們都可以利用現(xiàn)有的其他產(chǎn)品的市場(chǎng)，并不斷擴(kuò)張它們。AR龐大的用戶基礎(chǔ)將會(huì)成為電視電影、廣告以及Facebook的用戶應(yīng)用程序甚至《部落沖突》等游戲的主要收入來(lái)源。
換句話說(shuō)，AR技術(shù)有可能觸及到更多的人，因?yàn)樗菍?duì)人們?nèi)粘Ｉ畹臒o(wú)縫補(bǔ)充，而不是像VR那樣在現(xiàn)實(shí)世界之外營(yíng)造出一個(gè)完全虛擬的世界。
AR面臨哪些挑戰(zhàn)?
對(duì)于AR而言，解決注冊(cè)任務(wù)是最核心的問(wèn)題。注冊(cè)對(duì)精度的要求極為嚴(yán)格：由于AR應(yīng)以實(shí)時(shí)、六個(gè)自由度的形式將虛擬信息和現(xiàn)實(shí)信息相融合，即便是輕微的注冊(cè)失準(zhǔn)都會(huì)造成組合視圖難以容忍的失真。因此，移動(dòng)AR存在兩大難點(diǎn)：注冊(cè)必須極為精準(zhǔn)，注冊(cè)對(duì)計(jì)算能力和內(nèi)存的利用必須極為高效。
這個(gè)問(wèn)題是AR面向大眾部署所面臨的終極挑戰(zhàn)。我們斷言，目前大部分已知的注冊(cè)任務(wù)解決方案其實(shí)并不適用于智能手機(jī)——盡管看上去能用。因此，所有的AR研究人員都應(yīng)該為智能手機(jī)AR的大空間應(yīng)用問(wèn)題開(kāi)發(fā)專門(mén)的解決方案。
智能手機(jī)是AR大眾市場(chǎng)最具前景的平臺(tái)。智能手機(jī)生態(tài)系統(tǒng)為面向大眾部署AR的純軟件解決方案提供了一切要素。然而不應(yīng)忽視的是，盡管技術(shù)和邏輯取得了種種進(jìn)步，但是AR應(yīng)用在智能手機(jī)上的大規(guī)模部署仍然存在著下列重大障礙：
1、相機(jī)質(zhì)量與成像處理。智能手機(jī)通常配備的相機(jī)傳感器在弱光條件下表現(xiàn)糟糕：圖像模糊，開(kāi)始出現(xiàn)明顯色差。相機(jī)傳感器硬件通常禁止低層級(jí)訪問(wèn)。API只提供了相機(jī)傳感器的高層級(jí)訪問(wèn)，無(wú)法控制曝光、光圈及焦距。小型CCD傳感器導(dǎo)致相機(jī)采樣噪點(diǎn)增加，進(jìn)而嚴(yán)重影響后續(xù)CV算法的發(fā)揮。圖像獲取過(guò)程中的質(zhì)量損失很難通過(guò)后期處理步驟補(bǔ)償。
2、電量消耗。電池電量近年來(lái)并沒(méi)有顯著提升。相機(jī)傳感器在以高幀率持續(xù)運(yùn)行時(shí)耗電量很大，其主要原因是目前手機(jī)的設(shè)計(jì)用途仍然是拍照，而不是攝影。另外，傳感器和網(wǎng)絡(luò)接口也是耗電大戶。運(yùn)行功能強(qiáng)大的AR應(yīng)用會(huì)讓電池迅速耗干。因此，AR應(yīng)用必須只能設(shè)計(jì)成供短時(shí)間使用，而不是一種“常開(kāi)”功能。
3、網(wǎng)絡(luò)依賴性。遠(yuǎn)程訪問(wèn)大量數(shù)據(jù)受到幾個(gè)因素的影響。首先，網(wǎng)絡(luò)延遲會(huì)導(dǎo)致令人不爽的延遲，拖累AR應(yīng)用的瞬時(shí)表現(xiàn)。其次，訪問(wèn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)僅在開(kāi)了流量套餐時(shí)才有可能做到，而流量套餐可能過(guò)于昂貴或者無(wú)法開(kāi)通。最后，某些地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋可能不滿足條件。于是完全獨(dú)立的AR應(yīng)用成為了唯一的可行選擇，這就意味著需要在設(shè)備上占用大量的存儲(chǔ)空間。
4、可視化與交互的可能性。智能手機(jī)的外形因素在購(gòu)買(mǎi)決策中發(fā)揮著重要作用。實(shí)際上，可接受最大設(shè)備的尺寸嚴(yán)格制約了顯示屏的大小。交互技術(shù)同樣存在著類似的限制。多點(diǎn)觸控界面或許是最為先進(jìn)的交互機(jī)制，但它在某些特定任務(wù)——如像素級(jí)的選取上表現(xiàn)糟糕。
理論上講，針對(duì)AR改進(jìn)未來(lái)智能手機(jī)需從哪些方面入手已是眾所周知。在實(shí)踐中，AR應(yīng)用的開(kāi)發(fā)者卻要看硬件廠商和服務(wù)供應(yīng)商的臉色，后者做出硬件發(fā)展決策的依據(jù)是市場(chǎng)預(yù)測(cè)，而其中可能不含對(duì)AR的需求。不過(guò)，硬件總體是朝著正確的方向發(fā)展的，尤其在移動(dòng)游戲或移動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下——而這兩者與AR在技術(shù)需求方面存在許多共通之處。此外，研究人員意識(shí)到目前相機(jī)控制方面存在限制，更好的相機(jī)API也會(huì)因此誕生，比如Frankencamera項(xiàng)目。
盡管平板電腦作為一種流行移動(dòng)平臺(tái)也在不斷壯大，但它屬于放大版的智能手機(jī)平臺(tái)。由于尺寸放大，可視化與交互的限制有了些許放松，但這些設(shè)備的尺寸和重量同時(shí)也制約著它們?cè)贏R領(lǐng)域的應(yīng)用，原因是拿起來(lái)更加累人(比如說(shuō)，把設(shè)備舉起來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間可能需要兩只手，反過(guò)來(lái)制約了交互的可能性)。除此之外，目前的平板電腦存在著與智能手機(jī)相同的問(wèn)題。對(duì)于不同的AR應(yīng)用而言，智能手機(jī)和平板電腦可能前者更適合，也可能后者更適合。
