全球AR行業(yè)洞察及應(yīng)用實踐（附下載）
AR介于VR和真實世界之間，VR 創(chuàng)造逼真的虛擬世界，AR 則將圖形、聲音、觸感和氣味添加到真實的世界中。
下載鏈接：
VR和AR有著不同的應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)和市場機會，因此區(qū)分兩者之間的不同至關(guān)重要。相比之下，AR具備三個主要特征：
1、融合虛擬和現(xiàn)實：與 VR 技術(shù)不同的是，增強現(xiàn)實技術(shù)不會把使用者與真實世界隔開，而是將計算機生成的虛擬物體和信息疊加到真實世界的場景中來，以實現(xiàn)對現(xiàn)實場景更直觀深入的了解和解讀，在有限的時間和有限的場景中實現(xiàn)與現(xiàn)實相關(guān)知識領(lǐng)域的理解。增強的信息可以是與真實物體相關(guān)的非幾何信息，如視頻、文字，也可以是幾何信息，如虛擬的三維物體和場景。
2、實時交互：通過增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的交互接口設(shè)備，人們以自然方式與增強現(xiàn)實環(huán)境進(jìn)行交互操作，這種交互要滿足實時性。
3、三維注冊：“注冊”（這里也可以解釋為跟蹤和定位）指的是將計算機產(chǎn)生的虛擬物體與真實環(huán)境進(jìn)行一一對應(yīng)，且用戶在真實環(huán)境中運動時，也將繼續(xù)維持正確的對準(zhǔn)關(guān)系。
Strategy Analytics 發(fā)布的 2020 年數(shù)據(jù)顯示，該市場的全球出貨量不到 11.5 萬臺，總收入為 1.66 億美元。81% 的頭顯出貨量是面向企業(yè)的。
預(yù)計到 2026 年，消費級 AR 頭顯的全球出貨量將超過 5,300 萬臺，總收入將超過 300 億美元。屆時，預(yù)計消費者和企業(yè)市場份額將完全對調(diào)，86% 的設(shè)備出貨量面向消費者，僅 14% 面向企業(yè)。
一個典型的 AR 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由虛擬場景生成單元、透射式頭盔顯示器、頭部跟蹤設(shè)備和交互設(shè)備構(gòu)成。其中虛擬場景生成單元負(fù)責(zé)虛擬場景的建模、管理、繪制和其它外設(shè)的管理；透射式頭盔顯示器負(fù)責(zé)顯示虛擬和現(xiàn)實融合后的信號；頭部跟蹤設(shè)備跟蹤用戶視線變化；交互設(shè)備用于實現(xiàn)感官信號及環(huán)境控制操作信號的輸入輸出。
首先透射式頭盔顯示器采集真實場景的視頻或者圖像，傳入后臺的處理單元對其進(jìn)行分析和重構(gòu)，并結(jié)合頭部跟蹤設(shè)備的數(shù)據(jù)來分析虛擬場景和真實場景的相對位置，實現(xiàn)坐標(biāo)系的對齊并進(jìn)行虛擬場景的融合計算；交互設(shè)備采集外部控制信號，實現(xiàn)對虛實結(jié)合場景的交互操作。系統(tǒng)融合后的信息會實時地顯示在頭盔顯示器中，展現(xiàn)在人的視野中。
目前 AR 技術(shù)的技術(shù)難點在于：精確場景的理解、重構(gòu)和高清晰度、大視場的顯示技術(shù)。
在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中，首先要解決“是什么”的問題，也就是要理解、知道場景中存在什么樣的對象和目標(biāo)。第二要解決“在哪里”的問題，也就是要對場景結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，實現(xiàn)跟蹤定位和場景重構(gòu)。
物體檢測和識別的目的是發(fā)現(xiàn)并找到場景中的目標(biāo)，這是場景理解中的關(guān)鍵一環(huán)。廣義的物體檢測和識別技術(shù)是基于圖像的基本信息（各類型特征）和先驗知識模型（物體信息表示），通過相關(guān)的算法實現(xiàn)對場景內(nèi)容分析的過程。在增強現(xiàn)實領(lǐng)域，常見的檢測和識別任務(wù)有，人臉檢測、行人檢測、車輛檢測、手勢識別、生物識別、情感識別、自然場景識別等。
就現(xiàn)階段而言，識別檢測技術(shù)的難點之一是技術(shù)的碎片化。這一方面是由于每一類對象都會有其獨有的特征，而不同特征的提取和處理都需要實現(xiàn)一一對應(yīng)，這對識別檢測是一個巨大的挑戰(zhàn)。另一方面，圖像本身還受到噪聲、尺度、旋轉(zhuǎn)、光照、姿態(tài)等因素的影響。近幾年來，隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷成熟，檢測和識別方法也越來越統(tǒng)一，而性能也在不斷提高中。
跟蹤技術(shù)的方法可以分為基于硬件和基于視覺兩大類。基于硬件設(shè)備的三維跟蹤定位方法在實現(xiàn)跟蹤定位的過程中使用了一些特殊的測量儀器或設(shè)備。常用的設(shè)備包括機械式跟蹤器、電磁式跟蹤器、超聲波跟蹤器、慣性跟蹤器以及光學(xué)跟蹤等。光學(xué)跟蹤和慣性跟蹤是比較常用的兩種硬件跟蹤方式，HTC Vive 就是采用了光學(xué)跟蹤和慣性跟蹤兩種硬件來定位頭部的位置。使用硬件設(shè)備構(gòu)成的跟蹤系統(tǒng)大多是開環(huán)系統(tǒng)，跟蹤精確取決于硬件設(shè)備自身的性能，其算法的擴(kuò)展性要差一些，且成本相對較高。
目前大多數(shù)的 AR 系統(tǒng)采用透視式頭盔顯示器實現(xiàn)虛擬環(huán)境與真實環(huán)境的融合。根據(jù)真實環(huán)境的表現(xiàn)形式劃分，主要有視頻透視式頭盔顯示器和光學(xué)透視式頭盔顯示器兩種形式。
兩種方案各有優(yōu)缺點，如何選擇最優(yōu)方案，目前來看，還應(yīng)基于實際應(yīng)用場景來進(jìn)行判斷。
由于光學(xué)透射式頭盔跟實際場景結(jié)合更緊密，真實感更強，大多數(shù)廠家會選擇這種方案。對于透射式頭盔顯示器來說，單純的強調(diào)厚薄或者視場大小并沒有任何實際意義。這是由于厚度和視場是矛盾的，要做得較薄，方便用戶使用佩戴，視場就必然變小；想要擁有大視場，則其厚度就必然增大，設(shè)備就目前來說也會顯得比較笨重，不易佩戴。因此在目前技術(shù)依舊存在障礙的情況下，大家都會采取一些折中的方案。
5G 和邊緣計算在 AR 的演進(jìn)中發(fā)揮著重要作用。5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將為用戶提供更好、更可靠的AR 體驗。為什么網(wǎng)絡(luò)對 AR 如此重要？在 AR 體驗過程中，網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒂脩襞c其他 AR 用戶及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)庫連接起來。而且網(wǎng)絡(luò)將 AR 設(shè)備與遠(yuǎn)程計算資源（通常是云）相連接。雖然原則上 AR 設(shè)備可自成一體，但在實踐中考慮到成本、重量、體積、發(fā)熱和電池續(xù)航，設(shè)計師必須將部分算力轉(zhuǎn)移。
從網(wǎng)絡(luò)的角度來看，AR 是一種實時或近實時的應(yīng)用。AR 流量通常是不對稱的。下行流量——從網(wǎng)絡(luò)到終端（用戶設(shè)備）——包括壓縮視頻、3D 模型、靜態(tài)圖像和文本。
在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中，分組包延遲預(yù)算最重要的組成部分之一被稱為傳播延遲，指的是數(shù)據(jù)在空氣或光纖中傳輸所需的時間量。對于運營商而言，要減少傳播和路由器多級跳轉(zhuǎn)引發(fā)的延遲，最好的方法通常是縮短傳輸距離，并減少路由器跳數(shù)。這就提出了在網(wǎng)絡(luò)“邊緣”進(jìn)行計算和存儲的要求，即靠近最終用戶側(cè)以減少傳播距離和逐跳延遲。這一架構(gòu)被稱為多接入邊緣計算（MEC）。
對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商來說，邊緣可以位于傳統(tǒng)的中心機房、移動基站、甚至是室外的街邊柜。在企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)中，MEC 資源可以位于客戶的工作場所，以確保安全和極低的時延。
AR 具有帶來真正變革的潛力，并已經(jīng)開始推動企業(yè)領(lǐng)域的變革。我們能透過備受市場歡迎、為數(shù)不多的手機端消費級 AR 應(yīng)用瞥見未來，且隨著消費級 AR 頭顯的上市以及與 5G 網(wǎng)絡(luò)的深度結(jié)合可能會帶來新的應(yīng)用。同時現(xiàn)實世界視覺增強功能將開辟新的可能性。
在瘦終端的用戶需求驅(qū)動下，同時 AR 設(shè)備價格為了趨于平價化，分體式消費級 AR 頭顯設(shè)備將會與智能手機綁定。由于 AR 具有強移動屬性，使其天然能與智能手機捆綁。
同時，對于輕量化的分體式低成本設(shè)備而言，需要將更多的計算移至云端。這意味著必須實現(xiàn)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容的協(xié)同，為用戶提供最佳體驗。價值鏈上各合作伙伴的協(xié)同有助于推動 AR 市場的蓬勃發(fā)展。
AR洞察與應(yīng)用實踐白皮書 聚焦AR設(shè)備、應(yīng)用、平臺、網(wǎng)絡(luò)、生態(tài)等領(lǐng)域詳細(xì)解讀AR發(fā)展現(xiàn)狀。
AR 將數(shù)字化信息疊加在現(xiàn)實物理世界之上，帶來數(shù)字世界與物理世界的融合。
盡管專用 AR 頭顯已經(jīng)問世，但目前大多數(shù)消費者仍是通過智能手機來體驗 AR。
AR 具備強移動性，在移動場景的應(yīng)用將為用戶帶來切實價值，這與移動網(wǎng)絡(luò)完美結(jié)合
智能手機 AR 應(yīng)用的流行已有時日。綁定智能手機的 AR 頭顯將成為主流形態(tài)。隨著 AR 頭顯向大眾市場普及，預(yù)計到 2026 年，500 美元以下的產(chǎn)品將占據(jù)主導(dǎo)地位，這一市場將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。同時，消費級 AR 頭顯出貨量將超過 5,300 萬臺，總收入將超過 300 億美元。
當(dāng)前的專用 AR 頭顯主要面向企業(yè)市場，售價高、銷量低。專用 AR 頭顯可解放雙手，讓操作者能在AR 的輔助下完成任務(wù)。
目前最流行的兩類應(yīng)用是社交和 AR 游戲。AR 已被廣泛應(yīng)用于各類應(yīng)用，包括創(chuàng)新性的教育、零售、導(dǎo)航和運動健康等應(yīng)用。
未來，預(yù)計導(dǎo)航將支撐更豐富的 AR 體驗，例如位置共享型游戲。
蘋果和谷歌都有設(shè)備內(nèi)應(yīng)用開發(fā)工具，兩者都只針對其自有操作系統(tǒng)。華為的AR Engine 和工具功能更加全面，并附加手部和身體動態(tài)追蹤功能，以及華為在全球率先推出并大規(guī)模商用的多種物體建模等特性。
盡管當(dāng)前AR計算主要在端側(cè)的 AR 設(shè)備進(jìn)行，但未來的 AR 一定是端邊云緊密結(jié)合的形式，全局地圖數(shù)據(jù)、全局用戶信息天然適合云部署，而精確輔助定位定姿、局部地圖數(shù)據(jù)、特定 3D 場景渲染適合邊緣計算。高帶寬低延時的 5G 網(wǎng)絡(luò)將在端邊云緊密結(jié)合的 AR 中發(fā)揮重要作用。
可保證比特速率、時延、準(zhǔn)確定位定姿和移動性將成為影響 AR 服務(wù)體驗的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。邊緣計算和存儲對充分發(fā)揮 AR 優(yōu)勢起著至關(guān)重要的作用。
網(wǎng)絡(luò)切片可能是保證 AR 服務(wù)質(zhì)量（QoS）的一種經(jīng)濟(jì)實惠的方式。
AR 產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋終端設(shè)備、內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)等各個方面，需要將這三大能力相結(jié)合，打造優(yōu)秀的產(chǎn)品組合。AR 行業(yè)生態(tài)的所有參與者需共同合作，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及機制，匯集各領(lǐng)域的專業(yè)力量，共創(chuàng) AR 產(chǎn)業(yè)繁榮。
下載鏈接：
免責(zé)申明：本號聚焦相關(guān)技術(shù)分享，內(nèi)容觀點不代表本號立場，可追溯內(nèi)容均注明來源，發(fā)布文章若存在版權(quán)等問題，請留言聯(lián)系刪除，謝謝。
電子書<服務(wù)器基礎(chǔ)知識全解(終極版)>更新完畢，知識點深度講解，提供182頁完整版下載。
獲取方式：點擊“閱讀原文”即可查看PPT可編輯版本和PDF閱讀版本詳情。
溫馨提示：
請搜索“AI_Architect”或“掃碼”關(guān)注公眾號實時掌握深度技術(shù)分享，點擊“閱讀原文”獲取更多原創(chuàng)技術(shù)干貨。
