企业管理AR行业报告

《企业管理AR行业报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《企业管理AR行业报告（79页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、前言继智能手机、平板电脑之后，虚拟现实（VR）与增强现实（AR）有潜力成为下一个重大通用计算平台。从当前来来看，更更多的公公司选择择从 VVR 领领域进行行切入，各大研研究公司司、投行行针对VVR 领领域的研研究报告告也层出出不穷，相比之之下，AAR领域域却稍显显平淡。腾讯科技技旗下 VR 次元发发布全球球首份 AR 行业报报告，在在这份报报告中，我们将将对ARR的发展展趋势、未来的的挑战、潜在应应用领域域、可能能创造和和颠覆的的市场进进行分析析和预测测。最后，感感谢亮风风台研发发总监吴吴仑博士士对本报报告的支支持，吴吴仑博士士撰写了了AR工作作 原理理、关键键技术相相关章节节。特别提示示：微

2、信信上搜索索“qqqtecchvrr”，关关注“VVR次元元”微信信公众号号，回复复“ARR”，即可可获得 AR 报告 PDFF版。第一章AR 与VRVR 和和 ARR有着不不同的应应用领域域、技术术和市场场机会，因此区区分两者者之间的的不同至至 关重重要。从技术角角度来看看，ARR是将计计算机生生成的虚虚拟世界界套在现现实世界界上，即即把数字字想 象象世界加加在真实实世界之之上。最最典型的的AR设备备就是谷谷歌眼镜镜。这种种智能眼眼镜将触触 控板板、摄像像头以及及 LEED显示示器结合合起来，通过显显示器，用户可可以联网网，并在在视 野野内使用用地图、电子邮邮件等服服务。其其他知名名的 AA

3、R 产产品还有有微软的的HolloLeens， 创业业公司则则以 MMagiic LLeapp为典型型代表。AR具备备三个主主要特征征：1、融合合虚拟和和现实：与 VVR技术术不同的的是，增增强现实实技术不不会把使使用者与与真实 世界隔隔开，而而是将计计算机生生成的虚虚拟物体体和信息息叠加到到真实世世界的场场景中来来，以实实现对现现实场景景更直观观深入的的了解和和解读，在有限限的时间间和有限限的场景景中实现现与现实实相关知知识领域域的理解解。增强强的信息息可以是是与真实实物体相相关的非非几何信信息，如如视频、文字，也可以以是几何何信息，如虚拟拟的三维维物体和和场景。2、实时时交互：通过增增强现

4、实实系统中中的交互互接口设设备，人人们以自自然方式式与增强强现实环环境进行行交互操操作，这这种交互互要满足足实时性性。3、三维维注册：“注册册”（这这里也可可以解释释为跟踪踪和定位位）指的的是将计计算机产产生的虚拟物体体与真实实环境进进行一一一对应，且用户户在真实实环境中中运动时时，也将将继续维维持正确确的对准准关系。VR是让让用户置置身于一一个想象象出来或或者重新新复制的的世界，或是模模拟真实实的世界界。VRR领域主主要的产产品包括括Ocuuluss、索尼尼PlaaySttatiionVVR、HTCCVivve和三三星GeearVVR。（有关 VR 更多的的情况，可关注注 VRR次元微微信公

5、众众号，回回复“高高盛”和和“德银银”，分分别获得得高盛 VR 中文版版报告和和德银 VR中文文版报告告）区分 VVR 和和 ARR 的一一个简单单的方法法是：VVR需要要用一个个不透明明的头戴戴设备完完成虚 拟世界界里的沉沉浸体验验，而 AR需要要清晰的的头戴设设备看清清真实世世界和重重叠在上上面的 信息和和图像。从目前来来看，AAR 比比较适合合服务企企业级用用户，而而 VRR同时适适用于消消费者和和企业用用 户。有些情情况下，两者还还会出现现重叠市市场。例例如，目目前大多多数游戏戏基于 VR研发发， 但但微软也也用 HHolooLenns重新新创作了了我的的世界这样的的游戏。AR发展展简

6、史AR 技技术的起起源可追追溯到“VR 之父”Morrtonn Heeiliig在上上个世纪纪五、六六十年代代所 发发明的 SeensoorammaSttimuulattor。Heillig是是一名哲哲学家、电影制制作人和和发明家家。他利利用他在在电影拍拍摄上经经验设计计出了SennsorramaaStiimullatoor，并并在19962年年获得了了专利。SenssoraamaSStimmulaatorr使用图图像、声声音、风风扇、香香味和震震动，让让用户感感受在纽纽 约布布鲁克林林街道上上骑着摩摩托车风风驰电掣掣的场景景。尽管管这台机机器大且且笨重，但在当当时却非非常超前前。令人人遗憾的

7、的是，HHeillig没没有能够够获得所所需的资资金支持持让这个个发明 商业化化。AR 历历史上的的下一个个重大里里程碑是是第一台台头戴式式 ARR 设备备的发明明。19968年年，哈佛佛 副教教授IvvanSSuthherllandd跟他的的学生BBobSSprooulll合作发发明了SSuthherllandd称之为“终极极显示器器”的 AR设备备。使用用这个设设备的用用户可以以通过一一个双目目镜看到到一个简单三三维房间间模型，用户还还可以使使用视觉觉和头部部运动跟跟踪改变变视角。尽管用用户交互互界面是是头戴的的，然而而系统主主体部分分却又大大又重，不能戴戴在用户户头上，只能悬悬挂在用用户

8、头顶顶的天花花板上。这套系系统也因因此被命命名为“达摩克克利斯之之剑”。尽管这些些早期的的发明属属于ARR的范畴畴，但实实际上，直到119900年，波波音公司司研究 员 TTom Cauudelll 才才创造了了“ARR”这个个术语。Cauudelll和他他的同事事设计了了一个辅辅 助飞飞机布线线系统，用于代代替笨重重的示例例图版。这个头头戴设备备将布线线图或者者装配指指南投射射到特殊殊的可再再用方板板上。这这些 AAR投影影可以通通过计算算机快速速轻松地地更改， 机械械师再也也不需要要手工重重新改造造或者制制作示例例图版。大约在 19998 年年，ARR 第一一次出现现在大众众平台上上。当时

9、时有电视视台在橄橄榄球赛赛电视 转播上上使用 AR 技术将将得分线线叠加到到屏幕中中的球场场上。此此后，AAR 技技术开始始被用 于天气气预报天气气预报制制作者将将计算机机图像叠叠加到现现实图像像和地图图上面。从那时起，AR真正正地开始始了其爆爆炸式的的发展。20000 年，Bruuce H. Thoomass在澳大大利亚南南澳大学学可穿戴戴计算机机实验室室开发了了 第一一款手机机室外AAR游戏戏AARQuuakee。20008年左左右，AAR开始始被用于于地图等等 手机机应用上上。20013 年，谷谷歌发布布了谷歌歌眼镜，20115 年年，微软软发布HHolooLenns， 这是一一款能将将

10、计算机机生成图图像（全全息图）叠加到到用户周周围世界界中的头头戴式 AR设 备，也也正是随随着这两两款产品品的出现现，更多多的人开开始了解解AR。AR硬件件概览AR硬件件发展的的驱动力力源于计计算机处处理器、显示技技术、传传感器、移动网网络速率率、 电电池续航航等多个个领域的的技术进进步。目前能够够确定的的 ARR硬件类类型有以以下几种种： 手持设备备（HaandhhelddDevvicees） 固定式 AR 系统（Staatioonarry AARSyysteems） 空间增强强现实（SARR）系统统（Sppatiial Auggmenntedd ReealiitySSysttemss） 头

11、戴式显显示器（Heaad-mmounntedd Diispllayss ，即即HMDD） 智能眼镜镜（Smmartt Gllassses） 智能透镜镜（Smmartt Leensees）手持设备备智能手机机正是手手持设备备的代表表。我们们正经历历着智能能手机、平板电电脑等手手持设备备的大爆爆炸时代代，这将将会促进进 ARR的普及及。这些些设备正正在变得得越来越越好显示器器分辨率率越来越越高，处处理器越越来越强强，相机机成像质质量越来来越好，传感器器越来越越多，提提供着加加速计、GPSS、罗盘盘等等功功能这些成成为了天天然的 AR平台台。尽管管手持设设 备是是消费者者接触 AR应用用最为方方便的

12、形形式，但但由于大大部分手手持设备备不具备备可穿戴戴 功能能，因此此用户无无法获得得双手解解放的 AR体验验。固定式 AR系统统俄罗斯一一家 TTopsshopp 内的的固定式式 ARR衣橱固定式 AR系统统适用于于固定场场所中需需要更大大显示屏屏或更高高分辨率率的场景景。与移移动 AAR设备备不同的的是，这这些极少少移动的的系统可可以搭载载更加先先进的相相机系统统，因此此能 够够更加精精确地识识别人物物和场景景。此外外，显示示单元往往往能呈呈现出更更加真实实的画面面，而且且受阳光光或照明明等环境境因素影影响较小小。空间增强强现实（SARR）系统统大众公司司的 SSAR系系统与其它所所有系统统

13、不同的的是，空空间增强强现实（SARR）系统统的虚拟拟内容直直接投影影在现实世界中中。SAAR系统统往往固固定在自自然中。任何物物理表面面，如墙墙、桌、泡沫、木块甚甚至是人人体都可可以成为为可交互互的显示示屏。随随着投影影设备尺尺寸、成成本、功功耗的降降低以及及 3DD 投影影的不断断进步，各种全全新的交交互及显显示形式式正在不不断涌现现。SAAR系统统 最大大的优点点在于，现实世世界的反反射在这这里更加加精确，即虚拟拟信息能能够以实实际的比比例和大大小呈现现在眼前前。此外外在观看看人数较较多时，内容也也能看清清，这个个案例可可以用来来实现同同步办公公。头戴式显显示器（HMDD）佳能的混混合现

14、实实头戴设设备HMD代代表着另另一种快快速发展展的ARR硬件类类型。HHMD由由一个头头戴装置置（如头头盔）， 以及及与之搭搭配的一一块或多多块（微微型）显显示屏组组成。HHMD将将现实世世界和虚虚拟物体体 的画画面重叠叠显示在在用户视视野中。换而言言之，用用户不会会直接看看到现实实，看到到的是现现实的增增强视频频画面。如果显显示屏只只覆盖用用户的一一只眼睛睛，这样样的 HHMD称称为单眼眼HMD，另一种种是两只只眼睛都都看显示示屏的双双眼 HHMD。先进的的 HMMD通常常能够搭搭载具有很很高自由由度的传传感器，用户可可以在前前后、上上下、左左右、俯俯仰、偏偏转和滚滚动六个个方向自自由移动动

15、头部。该系统统因此能能够实现现虚拟信信息与现现实世界界的贴合合，并根根据用户户头部移移动作做做相应的的画面调调整。智能眼镜镜Vuziix MM1000智能眼眼镜消费电子子行业的的许多公公司认为为，智能能眼镜将将会成为为智能手手机后下下一大全全球热卖卖消费产产品。这这些 AAR设备备实际上上是带有有屏幕、相机和和话筒的的眼镜。根据这这一概念念， 用用户的现现实世界界视角被被AR设备备截取，增强后后的画面面重新显显示在用用户视野野中。AAR画面面透过眼眼镜镜片片，或者者通过眼眼镜镜片片反射，从而进进入眼球球。智能能眼镜技技术最为为突出的的例子是是谷歌眼眼镜和 VuzzixMM1000。不过过，目前

16、前开发中中的最令令人激动动的智能能 眼镜镜要数AAtheeerOOne该智智能眼镜镜配有33D景深深传感器器，用户户可以实实际控制制眼前显显示的虚虚拟内容容。智能透镜镜华盛顿大大学开发发的透镜镜中含有有金属电电路结构构智能眼镜镜绝不是是故事的的结局。越来越越多的研研究投入入到能显显示 AAR画面面的智能能透镜 上；微微软、谷谷歌等公公司也正正忙于宣宣布自己己的智能能透镜项项目。智能透镜镜的理念念是在传传统透镜镜中集成成控制电电路、通通信电路路、微型型天线、LEDD及其它光光电组件件，从而而形成一一套功能能系统。未来或或许可以以用成千千上万颗颗 LEED直接接在 眼眼前形成成画面，从而让让透镜变

17、变成显示示屏。然然而，还还必须克克服一系系列难题题，比如如说如何何给透镜镜供电，如何保保证人眼眼不受伤伤害等等等。在这一章章的最后后，我们们简单看看下 AAR技术术会应用用到哪些些领域：考古：在在古代遗遗迹上显显示遗迹迹原本的的样子。艺术：跟跟踪眼球球移动并并将这些些移动显显示在屏屏幕上，帮助残残疾人进进行艺术术创作。商业：显显示产品品的多种种定制选选项或者者补充信信息。教育：将将文本、图像、视频和和音频叠叠加到学学生周围围的实时时环境中中。时尚：显显示不同同的妆容容和发型型用在一一个人身身上的效效果。游戏：运运用真实实世界环环境让用用户在游游戏中进进行互动动，获得得不同的的体验。医药：通通过

18、虚拟拟 X光将病病人的内内脏器官官投射到到他们的的皮肤上上。军事：使使用 AAR眼镜镜向士兵兵展示战战场中出出现的人人和物体体，并附附上相关关信息，以帮 助士兵兵避开潜潜在的危危险。导航：将将道路和和街道的的名字跟跟其他相相关信息息一起标标记到现现实地图图中，或或者在挡挡风玻璃璃上显示示目的地地方向、天气、地形、路况、交通信信息，提提示潜在在危险。体育：显显示橄榄榄球场的的得分线线、高尔尔夫球的的飞行路路线和冰冰球移动动的轨迹迹。电视：在在天气预预报中显显示天气气视觉效效果和图图像。第二章AR的工工作原理理AR 介介于 VVR 和和真实世世界之间间，VRR 创造造逼真的的虚拟世世界，AAR则将

19、将图形、声音、 触感感和气味味添加到到真实的的世界中中。在介绍 AR的工工作原理理之前，我们先先通过一一个例子子，让大大家有一一个简单单的认识识。在20009年2月的TEED大会会上，帕帕蒂梅梅斯（PPatttieMMaess）和普普拉纳夫夫米斯斯特 莱莱（Prranaav MMisttry）展示了了他们研研发的 AR系统统。该系系统属于于麻省理理工学院院媒 体体实验室室流体界界面小组组的研究究成果之之，他们们称之为为SixxthSSensse（第第六感）。它依依靠众多AAR系统统中常见见的一些些基本元元件来工工作：摄摄像头、小型投投影仪、智能手手机和镜子。这些元件件通过一一根类似似绳索的的仪

20、器串串连起来来，然后后戴在佩佩戴者的的脖子上上。用户户还会在在手指上上戴上四四个不同同颜色的的特殊指指套，这这些指套套可以用用来操纵纵投影仪仪投射的的图像。SixtthSeensee 设备备利用简简单的、现成的的元件来来组成 AR系统统，它的的投影仪仪可以将将 任何何平面变变成一个个互动的的显示屏屏。SiixthhSennse设设备利用用摄像头头和镜子子来捕捉捉周 围围的环境境，然后后将这种种图片传传给手机机（手机机处理这这种图片片，获得得 GPPS坐标标以及从从互联网网上搜索索相关信信息），然后将将这些信信息从投投影仪投投射到用用户面前前的任何何平面上上，不管管这种平平面是一一个手腕腕，一面

21、面墙，还还是一个个人。由由于用户户将摄像像头佩戴戴在胸前前，因此此 SiixthhSennse设设备能够够增强他他所看到到的一切切。例如如，如果果他在一一个 杂杂货店里里挑选了了一罐汤汤，SiixthhSennse设设备将能能够搜索索这罐汤汤的相关关信息，例如 成分、价格和和营养价价值甚或或用户评评论，然然后将它它们投射射到平面面上。利用手指指上的指指套，用用户可以以在投射射的信息息上执行行各种操操作，这这些操作作将会被被摄像头头捕捉到到，然后后通过手手机来处处理。如如果他希希望了解解这罐汤汤的更多多信息，例如与与之竞争争的同类类产品，那么他他可以用用手指与与投射画画面进行行互动，从而获获取更

22、多多的信息息。SiixthhSennse设设备还能能够识别别一些复复杂的手手势，例例如你在在手腕上上画一个个圆圈，SixxthSSensse设备备就能够够投射一一款手表表来显示示当前的的时间。AR的系系统结构构一个典型型的 AAR系统统结构一个典型型的 AAR系统统结构由由虚拟场场景生成成单元、透射式式头盔显显示器、头部跟跟踪设备备和交互互设备构构成。其其中虚拟拟场景生生成单元元负责虚虚拟场景景的建模模、管理理、绘制制和其它它外设的的管理；透射式式头盔显显示器负负责显示示虚拟和和现实融融合后的的信号；头部跟跟踪设备备跟踪用用户视线线变化；交互设设备用于于实现感感官信号号及环境境控制操操作信号号

23、的输入入输出。首先透射射式头盔盔显示器器采集真真实场景景的视频频或者图图像，传传入后台台的处理理单元对对其进行行分析和和重构，并结合合头部跟跟踪设备备的数据据来分析析虚拟场场景和真真实场景景的相对对位置，实现坐坐标系的的对齐并并进行虚虚拟场景景的融合合计算；交互设设备采集集外部控控制信号，实现现对虚实实结合场场景的交交互操作作。系统统融合后后的信息息会实时时地显示示在头盔盔显示器中，展现在在人的视视野中。AR的关关键技术术目前ARR技术的的技术难难点在于于：精确确场景的的理解、重构和和高清晰晰度、大大视场的的显 示示技术。1、 对现现实场景景的理解解和重构构在增强现现实系统统中，首首先要解解决

24、“是是什么”的问题题，也就就是要理理解、知知道场景景中存在在什么样样的对象象和目标标。第二二要解决决“在哪哪里”的的问题，也就是是要对场场景结构构进行分分析，实实现跟踪踪定位和和场景重重构。物体的检检测和识识别技术术物体检测测和识别别物体检测测和识别别的目的的是发现现并找到到场景中中的目标标，这是是场景理理解中的的关键一一环。广广义的物物体检测测和识别别技术是是基于图图像的基基本信息息（各类类型特征征）和先先验知识识模型（物体信信息表示示），通通过相关关的算法法实现对对场景内内容分析析的过程程。在增增强现实实 领域域，常见见的检测测和识别别任务有有，人脸脸检测、行人检检测、车车辆检测测、手势势

25、识别、生物识识别、情情感识别别、自然然场景识识别等。目前，通通用的物物体检测测和识别别技术，根据不不同的思思路可以以分为两两种：一一种是从从分类和和检测的的角度出出发，通通过机器器学习算算法训练练得到某某一类对对象的一一般性特特征，从从而生成成数据模模型。这这种方法法检测或或者识别别出的目目标不是是某一个个具体的的个体，而是一一类对象象，如汽汽车、人人脸、植植物等。这种识识别由于于是语义义上的检检测和识识别，所所以并不不存在精精确的几几何关系系，也更更适用于于强调增增强辅助助信息，不强调调位置的的应用场场景中。如检测测人脸后后显示年年龄、性性别等。另外一一种识别别是从图图像匹配配的角度度出发，

26、数据库库中保存存了图像像的特征征以及对对应的标标注信息息，在实实际使用用过程中中，通过过图像匹配的方方法找到到最相关关的图像像，从而而定位环环境中的的目标，进一步步得到识识别图像像和目标图像像的精确确位置，这种识识别适用用于需要要对环境境进行精精确跟踪踪的应用用场景。就现阶段段而言，识别检检测技术术的难点点之一是是技术的的碎片化化。这一一方面是是由于每每一类对对象都会会有其独独有的特特征，而而不同特特征的提提取和处处理都需需要实现现一一对对应，这这对识别别检测是是一个巨巨大的挑挑战。另另一方面面，图像像本身还还受到噪噪声、尺尺度、旋旋转、光光照、姿姿态等因因素的影影响。近近几年来来，随着着深度

27、学学习技术术的不断断成熟，检测和和识别方方法也越越来越统统一，而而性能也也在不断断提高中中。跟踪定位位技术跟踪技术术的方法法可以分分为基于于硬件和和基于视视觉两大大类。基基于硬件件设备的的三维跟跟踪定位位方法在在实现跟跟踪定位位的过程程中使用用了一些些特殊的的测量仪仪器或设设备。常常用的设设备包括括机械式式跟踪器器、电磁磁式跟踪踪器、超超声波跟跟踪器、惯性跟跟踪器以以及光学学跟踪等等。光学学跟踪和和惯性跟跟踪是比比较常用用的两种种硬件跟跟踪方式式，HTTC VVivee就是采采用 了了光学跟跟踪和惯惯性跟踪踪两种硬硬件来定定位头部部的位置置。使用用硬件设设备构成成的跟踪踪系统大大多是开开环系统

28、统，跟踪踪精确取取决于硬硬件设备备自身的的性能，其算法法的扩展展性要差差一些，且成本本相对较较高。HTC Vivve采用用光学和和惯性跟跟踪设备备视觉跟踪踪方法具具备更强强的扩展展性，其其系统多多为闭环环系统，更依赖赖于优化化算法来来解决跟跟踪精度度问题。相比于于上述基基于硬件件设备的的跟踪方方法，计计算机视视觉跟踪踪方法提提供了一一种非接接触式的的、精确确的、低低成本的的解决方方法，但但是基于于视觉的的方法受受限于图图像本身身，噪声声、尺度度、旋转转、光照照、姿态态变化等等因素都都会对跟跟踪精度度造成较较大的影影响，因因此更好好地处理理这些影影响因素素，研发发鲁棒性性强的算算法就成成为下一一

29、步ARR技术的的研究重重点。根据数据据的生成成方式，视觉跟跟踪技术术的算法法可以分分为两种种，一种种是基于于模板匹匹配的方方式，预预先对需需要跟踪踪的 ttargget进进行训练练，在跟跟踪阶段段通过不不断的跟跟预存训训 练数数据进行行比对解解算当前前的位姿姿。这类类方法的的好处是是速度较较快、数数据量小小、系统统简单，适用于于一些特特定的场场景，但但不适用用于大范范围的场场景。另外一种种是 SSLAMM方法，也就是是即时定定位和地地图构建建技术。这类技技术不需需要预存存场景信信息，而而是在运运行阶段段完成对对于场景景的构建建以及跟跟踪。其其优点是是不需要要预存场景，可以跟跟踪较大大范围，适用

30、面面广，在在跟踪的的同时也也可以完完成对于于场景结结构的重建。但目前前这类技技术计算算速度慢慢、数据据量大、算法复复杂度高高，对于于系统的的要求也也较高。Holloleens 和 Maagicc Leeap的的宣传视视频中都都展现了了这方面面技术，而亮 风台对对相应的的技术也也在研发发当中。SLAMM跟踪技技术为了弥补补不同跟跟踪技术术的缺点点，许多多研究者者采用硬硬件和视视觉混合合跟踪的的方法来来取长补补短，以以满足增增强现实实系统高高精度跟跟踪定位位的要求求。2、增强强现实的的显示技技术透射式头头盔显示示器透射式头头盔显示示器Hoolollenss目前大多多数的 AR系统统采用透透视式头头

31、盔显示示器实现现虚拟环环境与真真实环境境的融合合。 根根据真实实环境的的表现形形式划分分，主要要有视频频透视式式头盔显显示器和和光学透透视式头头盔显示示器两种种形式。视频透视视式头盔盔显示器器通过安安装在头头盔上的的微型摄摄像头获获取外部部真实环环境的图图像，也也就是通通过摄像像头来采采集真实实场景的的图像进进行传递递。计算算机通过过场景理理解和分分析将所所要添加加的信息息和图像像信号叠叠加在摄摄像机的的视频信信号上，将计算算机生成成的虚拟拟场景与与真实场场景进行行融合，最后通通过类似似于浸没没式头盔盔显示器器的显示示系统呈呈现给用用户。虽然视频频透射式式头盔在在显示上上不受强强光的干干扰，具

32、具有比较较大的视视场，但但由于真真实环境境的数据据来自于于摄像头头，因此此会造成成显示分分辨率较较低的不不利因素素。另一一方面，一旦摄摄像机与与用户视视点不能能保持完完全重合合，用户户看到的的视频景景象与真真实景象象将会存存在偏差差，因此此会造成成在某些些领域（特别是是工业、军事等等领域）出现一一些安全全隐患。光学原理理的透视视式头盔盔显示器器的基本本原理则则是通过过安装在在眼前的的一对半半反半透透镜融合合呈现出出真实场场景和虚虚拟场景景。与视视频透射射式不同同的是，光学透透视式的的“实”来自于于真实的的光源，经过透透视光学学系统直直接进入入眼睛，计算机机生成的的“虚”则经过过光学系系统放大大

33、后反射射进入眼眼睛，最最后两部部分信息息汇聚到到视网膜膜上从而而形成虚虚实融合合的成像像效果。光学透视视式头盔盔相对来来说结构构简单，分辨率率更高，因其能能够直接接看到外外部，真真实感和和安全性性也更强强。其缺缺点是，在室外外强光条条件下显显示效果果会受影影响。目目前 HHoloolenns 以以及亮风风台的 HiAAR GGlasssess都采用用了光学学透射式式的成像像方案。不难看出出，两种种方案各各有优缺缺点，如如何选择择最优方方案，目目前来看看，还应应基于实实际应用用场景来来进行判判断。由于光学学透射式式头盔跟跟实际场场景结合合更紧密密，真实实感更强强，大多多数厂家家会选择择这种方方案

34、。对对于透射射式头盔盔显示器器来说，单纯的的强调厚厚薄或者者视场大大小并没没有任何何实际意意义。这这是由于于厚度和和视场是是矛盾的的，要做做得较薄薄，方便便用户使使用佩戴戴，视场场就必然然变小；想要拥拥有大视视场，则则其厚度度就必然然增大，设备就就目前来来说也会会显得比比较笨重重，不易易佩戴。因此在在目前技技术依旧旧存在障障碍的情情况下，大家都都会采取取一些折折中的方方案。数字光场场显示Magiic lleapp光场显显示随着 MMagiic LLeapp的宣传传视频，数字光光场这个个概念也也变得广广为人知知。这种种不采用用屏幕来来做载体体的显示示方式，通过记记录并复复现光场场来完成成虚拟物物

35、体的显显示。通通过呈现现不同深深度的图图像，使使用户在在观察近近景或远远景时，可以实实现主动动的对焦焦，这也也是光场场显示的的一大优优点。同样，光光场显示示也有不不同的显显示方案案，一种种方案是是采用多多层的显显示器，如光场场立体镜镜。如MMagiicLeeap采采用的是是光导纤纤维投影影仪。这这套方案案的优势势是可以以做到很很 大的的视场角角，显示示更加符符合人的的真实感感受。但但这一方方案同时时也具有有比较大大的挑战战性，光光场的显显示需要要比较大大的计算算量，并并且需要要有相应应的手段段记录或或者生成成想要叠叠加的虚虚拟对象象相应位位置的光光源信息息，同时时还要精精细地控控制投影影的内容

36、容和位置置，目前这些些技术还还都处于于研究阶阶段。尽管存在在比较多多的挑战战，光场场显示技技术仍旧旧是非常常值得期期待的一一种成像像方式。第三章布局从目前来来看，绝绝大多数数巨头和和创业公公司更愿愿意选择择在 VVR领域域开疆拓拓土，但但这并 不意味味着 AAR无人人问津。苹果种种迹象象显示，苹果可可能和微微软一样样瞄准了了 ARR 领域域，并非非时下最最热的VVR。苹果已经经在 AAR 领领域进行行过一些些并购交交易。220155 年 5月，苹苹果收购购了一家家名为 Mettaioo 的德德国 AAR 公公司。该该公司主主要开发发基于智智能手机机的 AAR应用用软件，比如 其曾经经开发一一款

37、让家家具视觉觉化呈现现的工具具。该公公司被收收购之后后，实体体被注销销，人员员融入了了苹果的的开发团团队。20144年年底底，苹果果收购了了一家从从事脸部部视觉识识别的公公司FacceShhiftt，该公公司的技术能能够利用用摄像头头对用户户脸部图图像进行行实时捕捕捉，甚甚至可以以生成虚虚拟的头头像。据据悉，电电影星星球大战战：原力力觉醒的特效效团队曾曾经使用用了上述述公司的的技术，让外星星人的脸脸部形象象更加栩栩栩如生生。此外，苹苹果还曾曾经收购购了以色色列的硬硬件公司司PriimeSSensse，该该公司主主要为微微软的Xboxx 游戏戏机制造造 Kiinecct动感感捕捉摄摄像头。该公司

38、具具备了先先进的手手势动作作识别技技术。在在 ARR领域，用户一一般不会会使用手手持控 制器，因此识识别手部部动作十十分重要要，这一一技术也也能够用用于 AAR头盔盔中。除了各种种并购之之外，苹苹果也储储备了一一些和AAR有关关的技术术专利。这些专专利并不不意 味味着苹果果一定会会开发某某种技术术或者硬硬件，但但是可能能披露了了苹果未未来产品品开发的的某些思思路。20155 年 2 月，苹果获获得一个个技术专专利，主主要用于于让智能能手机连连接 AAR 和和 VRR头 盔。专利描描述文字字和谷歌歌、微软软、三星星电子和和 Faacebbookk近些年年推出过过的产品品十 分分相似。不过迄今今为

39、止，苹果从从未对外外宣布过过开发 AR硬件件、软件件等产品品的计划划。苹果果向来并并不喜欢欢做新技技术的第第一批尝尝鲜者，而是善善于在市市面已有有的产品品门类中中拿出用用户体验验十分优优秀的产产品，依依靠苹果果的品牌牌力大规规模占领领市场。因此在在 ARR领域， 苹果果也会选选择一个个相对成成熟的时时机再进进入市场场。微软微软应该该算是布布局 AAR 比比较超前前的巨头头公司，其在 20115 年年就推出出了 AAR 头盔HolooLenns，开开发者版版已经开开启预订订，售价价为 330000美元。我们之所所以能够够看到物物体，是是因为光光线被这这些物体体反弹，最后射射入我们们的眼中中。而我

40、我们的大大脑需要要对这些些光进行行复杂运运算，最最后重现现你眼睛睛所看到到物体的的图像。HolloLeens实实际上就就是欺骗骗大脑，将光线线以全息息图的方方式发射射到你眼眼睛中，就好 像物体体真的存存在于现现实世界界中一样样。就像下面面这幅图图，HooloLLenss可以将将屏幕投投射到墙墙上。当当用户四四处走动动时，屏屏幕 依依然会留留在原地地，就好好像那是是一面真真实存在在的镜子子。HooloLLenss可在正正确角度度向 你你的眼中中发射光光线，让让你觉得得屏幕真真的出现现在墙上上。HolooLenns 本本身就是是一台独独立电脑脑，拥有有自己的的 CPPU 和和GPUU，以及及微软所

41、所谓的 全息处处理单元元，负责责支持创创造全息息图必须须的全部部必要计计算。在消费者者方面，HolloLeens 拥有有巨大潜潜力，你你可能再再无需购购买 60英寸寸电视，HolooLenns允许许用户将将电视屏屏幕发射射到墙上上，屏幕幕大小可可随意调调节。如如果未来来版的HolloLeens足足够紧凑凑，你可可以想象象到有人人边开车车边接受受导航，但司机机的实现现不再局局限于屏屏幕上，而是可可看到前前方道路路的全息息图。当当然，游游戏可能能是HooloLLenss的重要要卖点。在企业方方面，HHolooLenns 最最明显的的应用就就是实现现 3DD模型或或设计的的可视化化。HooloLLe

42、nss也可被被用于视视频会议议等场合合。此外外，它的的另一个个用途可可能是支支持在线线 零售售店，允允许HooloLLenss用户看看到其产产品全息息图。在在你购买买家具前前，你就就可以看看到家具具被摆放放在室内内的虚拟拟图。由于 HHolooLenns 运运行 WWinddowss 100操作系系统，通通用应用用将可在在其上顺顺利运行行。 这这些应用用将被投投射到用用户面前前，可被被便捷操操作。对对于微软软来说，吸引开开发者非非常重要要，因为为这款设设备最吸吸引人的的应用可可能还未未出现。尽管 HolloLeens的的硬件设设施 令令人印象象深刻，但其依依然需要要好的应应用为消消费者和和企业

43、提提供最好好的服务务。微软手中中可能正正握着一一款革命命性产品品。在错错失了移移动大潮潮之后，微软将将复兴的的希望押押在 HHolooLenns 身身上，尽尽管在 HolloLeens成成为大众众设备前前，它可可能需要要数次迭迭 代，但对于于微软来来说，这这将是改改变游戏戏规则的的良机。谷歌谷歌当前前在 VVR 领领域比较较活跃，如推出出硬件产产品 CCarddboaard 头盔，YouuTubbe上线 3660 度度全景视视频功能能，还提提供 TTiltt Brrushh、Jummp 和和 Asssemmbleer 等等 VRR小应用，方便便帮助开开发者创创新新的的 VRR 体验验，但这这并

44、不意意味着谷谷歌放弃弃了 AAR市场场。谷歌和联联想合作作，推出出ProojecctTaangoo项目。该项目目旨在赋赋予智能能手机33D绘图图和创造造 ARR 体验验的能力力。Taangoo智能手手机将于于今年年年终发货货，相当当于是一一个完整整 功能能的 AAR设备备。除了自身身开发AAR项目目，谷歌歌还投资资了ARR创业公公司MaagiccLeaap。MaggicLLeapp专注于于 ARR技术的的研发，其最终终产品很很可能是是一款头头盔，可可将电脑脑生成的的图像投投 射到到人眼上上，最终终在现实实图像上上叠加一一个虚拟拟图像。有关 Maggic Leaap的情情况， 将在下下文进行行详

45、细说说明。MagiicLeeapMagiic LLeapp 算是是知名度度很高的的 ARR 创业业公司。今年 2 月，Maggic Leaap在新新一 轮轮融资中中获得 7.9935亿亿美元的的投资，阿里、谷歌都都参与了了本轮融融资。据据估测， Maagicc Leeap 的估值值至少达达到 445 亿亿美元，这比两两年前 Facceboook 收购Occuluus的价价格高出出了两倍倍。Magiic LLeapp研发的的技术依依然处于于半透明明状态，没有任任何产品品出现，我们目目前只 知道它它主要研研发方向向就是将将三维图图像投射射到人的的视野中中。Magiic LLeapp CEEO 鲁鲁

46、尼阿阿伯维兹兹曾公开开表达过过自己公公司的定定位：“你可以以将我们看作是是科技生生物学（Tecchnoo-biioloogy），我们们认为它它是计算算机的未未来。”具体来说说，Maagicc Leeap 制作图图像的方方法与人人眼的工工作方式式相同。MaggicLLeapp利用弯弯曲的光光场制作作图像，而不像像其他平平台那样样利用立立体图像像欺骗眼眼球。利利用其他他 3DD 图像像投影方方式，如如果用户户闭上一一只眼睛睛，3DD图像就就会消失失。在现现实生活活中，用用户即使使闭上一一只眼睛睛，依然然能够看看到 33D 图图像。MMagiic LLeapp便采用用这种 更为实实用的图图像制作作方

47、式。第四章：AR市场场潜力尽管过去去一年里里媒体开开始大肆肆报道AAR技术术，我们们目前了了解到的的大部分分AR解决决 方案案仍处于于开发之之中。只只有少数数硬件解解决方案案得到了了大规模模生产并并能够买买到。20111年，全全球ARR营收仅仅为1.81亿亿美元，而且当当时ARR往往被被人们视视作一种种营 销销噱头：一种还还在摸索索实用应应用的技技术。很很少有人人认识到到 ARR的潜力力，开发发相关应应用大多多也是用用来快速速打响名名声，或或者这些些应用的的价值仅仅限于添添加视频频效果这这样的博博眼球之之举而已已。然而最新新预测指指出，到到 20017 年，ARR 市场场将增长长至 552亿美

48、美元，年年增长率率竟逼近近1000%。随随着大量量资金注注入 AAR 项项目及 AR创业业公司，尤其是是随着谷谷歌、佳佳能、高通、微微软等大大公司的的入场，我们已已经看到到第一批批消费级级AR产品品的涌现现。随着着实际商业业利益的的出现， ARR将成为为消费、医疗、移动、汽车以以及制造造市场中中的“下下一件大大事”。AR 比比 VRR更具增增长潜力力市场调研研公司DDigii-Caapittal给给出的一一组数据据很值得得研究：到20020年年，ARR的市 场规模模将达到到12000亿美美元，远远高于VVR的3000亿美元元。VR 对对于游戏戏与 33D电影影来说是是一项非非常棒的的技术，甚至

49、可可以说这这项技术术可谓是是专门为为此而设设计的。但这项项技术的的体验主主要是在在客厅、办公室室或者座座位上展展开的，因为如如果你戴戴着一个个完全封封闭的头头戴式显显示器走走在路上上，随时时都可能能撞到路路边的东东西。虽然ARR技术应应用在游游戏也非非常有趣趣，但在在需要真真正沉浸浸式体验验的时候候，其所所带来的乐趣趣或许不不如 VVR技术术那么多多，这就就像是移移动游戏戏与主机机游戏之之间的差差距。 但是，AR技术术在游戏戏玩家眼眼中的这这个缺点点，恰恰恰是让它它可以同同智能手手机一样样， 在在数以亿亿计用户户的现实实生活中中发挥重重要作用用的优势势。人们们可以戴戴着它四四处活动动，做任任何

50、事情情。AR的软软件与服服务拥有有可与如如今的移移动市场场相媲美美的经济济效应，它们都都可以利利用 现现有的其其他产品品的市场场，并不不断扩张张它们。AR庞大大的用户户基础将将会成为为电视电电 影、广告以以及 FFaceeboook的用用户应用用程序甚甚至部部落冲突突等游游戏的主主要收入入来 源源。换句话说说，ARR技术有有可能触触及到更更多的人人，因为为它是对对人们日日常生活活的无缝缝补 充充，而不不是像 VR那样样在现实实世界之之外营造造出一个个完全虚虚拟的世世界。增强现现实：指指向增强强现实的的一种新新技术一书的的作者格格里格基佩尔尔（GrregKKippper）在书中中写到：“增强强现

51、实将将具备更更多的实实际应用用价值，因为在在现实中中，与真真实世界界中的事事物互动动的人更更多一些些。”在增强现现实技术术的帮助助下，人人们通过过专用头头盔看见见的三维维全息图图像可以以为真实实世界提提供一种种有益的的补充。当你走走过一个个杂货店店的走道道，你也也许会在在眼前的的虚拟屏屏幕上看看到制作作意大利利饭所需需的食材材和配料料清单。又或者者，当你你在阅读读一本有有关天文文学的书书籍时，你周围围可能会会出现一一幅太阳阳系的图图像。但是戴上上虚拟现现实头盔盔之后，你与周周遭世界界的联系系就被人人为隔断断了。你你被投影影到一个不同同的世界界中，就就像恐龙龙冲过一一片丛林林，或者者像站在在一幢

52、 1000层的摩摩天大 楼的楼楼顶上俯俯瞰着脚脚下的大大街一样样。这跟跟主题乐乐园的游游历过程程有些相相似，就就连虚拟拟现实头头盔戴久久了会让让你感到到恶心或或者头晕晕也跟你你在主题题乐园中中呆久了了的感觉觉很相似似。Metaa 是硅硅谷的一一家小公公司，员员工人数数大约为为 1000人。按计划划它将在在今年夏夏天交 付第二二代ARR头盔，它的头头盔是作作为开发发者工具具套装的的一部分分出售的的，整个个套装 售价 9499美元，主要用用来帮助助开发商商为新头头盔设计计出更多多的三维维、互动动应用。Metaa CEEO梅隆隆格里里贝茨预预计，有有朝一日日，人们们再也不不用一边边在笨拙拙的键盘盘上

53、 敲敲敲打打打，一边边紧盯着着显示屏屏的屏幕幕，人们们可以在在漂浮在在眼前的的全息图图像之间间随意切切换和浏浏览，只只需用手手碰一碰碰就可以以完成各各种操作作。当然然还有虚虚拟键盘盘，人们们可以利利用它输输入数据据。人们可以以进入他他们的全全息影像像屏幕，提取出出人的解解剖图，然后剔剔除骨骼骼进行研研究。人人们也可可以通过过透视去去检查自自己打算算购买的的鞋子的的内部做做工。到到那个时时候，打打电话将将会变成成一种很很奇怪的的行为，因为所所有人都都可以在在全息影影像中进进行对话话。格里贝茨茨说：“VR很酷酷，但它它只是通通向增强强现实的的一块垫垫脚石。我们将将开发出出比Maac电脑脑好用一一百

54、倍且且强大一一百倍的的产品。”第五章：AR面临临的挑战战对于 AAR而言言，解决决注册任任务是最最核心的的问题。注册对对精度的的要求极极为严格格：由 于 AAR应以以实时、六个自自由度的的形式将将虚拟信信息和现现实信息息相融合合，即便便是轻微微 的注注册失准准都会造造成组合合视图难难以容忍忍的失真真。因此此，移动动 ARR存在两两大难点点： 注注册必须须极为精精准，注注册对计计算能力力和内存存的利用用必须极极为高效效。这个问题题是 AAR面向向大众部部署所面面临的终终极挑战战。我们们断言，目前大大部分已已知的注注册任务务解决方方案其实实并不适适用于智智能手机机尽尽管看上上去能用用。因此此，所有

55、有的ARR 研究究人员都都应该为为智能手手机 AAR的大大空间应应用问题题开发专专门的解解决方案案。智能手机机是 AAR 大大众市场场最具前前景的平平台。智智能手机机生态系系统为面面向大众众部署AAR的纯纯软件解解决方案案提供了了一切要要素。然然而不应应忽视的的是，尽尽管技术术和逻辑辑取 得得了种种种进步，但是 AR应用用在智能能手机上上的大规规模部署署仍然存存在着下下列重大大障 碍碍：1、相机机质量与与成像处处理。智智能手机机通常配配备的相相机传感感器在弱弱光条件件下表现现糟糕：图像模模糊，开开始出现现明显色色差。相相机传感感器硬件件通常禁禁止低层层级访问问。APPI只提提供了相相机传感感器

56、的高高层级访访问，无无法控制制曝光、光圈及及焦距。小型 CCDD传 感感器导致致相机采采样噪点点增加，进而严严重影响响后续 CV算法法的发挥挥。图像像获取过过程 中中的质量量损失很很难通过过后期处处理步骤骤补偿。2、电量量消耗。电池电电量近年年来并没没有显著著提升。相机传传感器在在以高帧帧率持续续运行时耗电电量很大大，其主主要原因因是目前前手机的的设计用用途仍然然是拍照照，而不不是摄影影。另外外，传感感器和网网络接口口也是耗耗电大户户。运行行功能强强大的AAR应用用会让电电池迅速速耗干。因此，AR应用用必须只只能设计计成供短短时间使使用，而而不是一一种“常常开”功功能。3、网络络依赖性性。远程

57、程访问大大量数据据受到几几个因素素的影响响。首先先，网络络延迟会会导致令令人不爽爽的延迟迟，拖累累 ARR应用的的瞬时表表现。其其次，访访问远程程数据仅仅在开了了流 量量套餐时时才有可可能做到到，而流流量套餐餐可能过过于昂贵贵或者无无法开通通。最后后，某些些地区的的网络覆覆盖可能能不满足足条件。于是完完全独立立的ARR应用成成为了唯唯一的可可行选择择， 这这就意味味着需要要在设备备上占用用大量的的存储空空间。4、可视视化与交交互的可可能性。智能手手机的外外形因素素在购买买决策中中发挥着着重要作作用。实实际上，可接受受最大设设备的尺尺寸严格格制约了了显示屏屏的大小小。交互互技术同同样存在在着类似

58、似的限制制。多点点触控界界面或许许是最为为先进的的交互机机制，但但它在某某些特定定任务如像素素级的选选取上表表现糟糕糕。理论上讲讲，针对对 ARR改进未未来智能能手机需需从哪些些方面入入手已是是众所周周知。在在实践 中，AAR应用用的开发发者却要要看硬件件厂商和和服务供供应商的的脸色，后者做做出硬件件发展 决策的的依据是是市场预预测，而而其中可可能不含含对 AAR的需需求。不不过，硬硬件总体体是朝着着正确的的方向发发展的，尤其在在移动游游戏或移移动导航航系统的的驱动下下而而这两者者与ARR在技术术需求方方面存在在许多共共通之处处。此外外，研究究人员意意识到目目前相机机控制方方 面存存在限制制，

59、更好好的相机机APII也会因因此诞生生，比如如Fraankeencaamerra项目目。尽管平板板电脑作作为一种种流行移移动平台台也在不不断壮大大，但它它属于放放大版的的智能手手机平台。由由于尺寸寸放大，可视化化与交互互的限制制有了些些许放松松，但这这些设备备的尺寸寸和重量量同时也也制约着着它们在在 ARR领域的的应用，原因是是拿起来来更加累累人（比比如说，把设备备举起来来较长时时间可能能需要两两只手，反过来来制约了了交互的的可能性性）。除除此之外外，目前前的平板板电脑存存在着与与智能手手机相同同的问题题。对于于不同的的 ARR应用而而言，智智能 手手机和平平板电脑脑可能前前者更适适合，也也可

60、能后后者更适适合。计算机视视觉面临临的挑战战智能手机机的一大大优势在在于，定定位不必必单单依依赖于相相机传感感器，也也可以利利用其它它任意可可用的传传感器，如GPPS，指指南针，加速度度计和陀陀螺仪。尽管其其它传感感器的使使用在核核心 CCV社区区中往往往被视为为“作弊弊”，但但这些传传感器能能够对开开发实验验室外快快速、 健壮的的定位功功能做出出重大贡贡献。即即便在结结合了多多种传感感器的帮帮助下，基于CCV的 定位仍仍然非常常困难，一系列列原因列列举如下下：纹理结构构。大多多数方法法依赖于于兴趣点点外形上上的自然然特征，要求环环境中各各区域纹纹理足够够清晰。兴趣点点的主要要问题在在于，纹纹

61、理的呈呈现形式式至关重重要。尤尤其在室室内场景景中，常常常会有有白墙出出现，使使得基于于自然特特征的定定位方法法很难发发挥作用用。光照和天天气条件件。尽管管自然特特征描述述器通常常被设计计为不受受光照影影响，但但这一假假设只有有在描述述实际物物理特征征的观测测研究中中成立。不幸的的是，室室外环境境中大量量以自然然画面呈现现的特征征与实际际物理特特征并不不相关。场景中中物体投投射的阴阴影会造造成斑点点、边角、线线条的出出现，还还会随着着光照或或天气条条件变化化而动态态移动。因此，存在着着大量的的会对定定位质量量产生严严重影响响的异常常因素和和不匹配配因素，这与匹匹配算法法的选择择并无关关系。数据库规规模大、易变化化。对于于室外环环境而言言，在定定位之前前必须采