近日來(lái)，除了火爆的VR消息不斷，你會(huì)發(fā)現(xiàn)AR公司們更是頻頻爆出大筆的融資信息。尤其是投資者還是阿里、騰訊、聯(lián)想、盛大這樣的互聯(lián)網(wǎng)巨頭。

　　而國(guó)內(nèi)外AR公司中，除了有Magic Leap這種自帶吸金體制的魔性獨(dú)角獸，也有HoloLens、EPSON等少數(shù)做出產(chǎn)品的公司，更有聯(lián)想在端午小長(zhǎng)假推出AR手機(jī)phab。

　　對(duì)于AR我們想問(wèn)：

　　究竟難在哪里，為嘛你進(jìn)度這么慢？VR和AR差別究竟有多大？AR的爆發(fā)離我們究竟有多遠(yuǎn)？

　　VR與AR的差別

　　我們先來(lái)直觀對(duì)比一下二者的不同，從以下五個(gè)方面。

　　AR作為人工智能的一個(gè)分支，難點(diǎn)在于如何讓計(jì)算機(jī)理解和重構(gòu)3D世界，主要借助計(jì)算機(jī)視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)等方式，對(duì)算法、軟件要求比VR高。

　　VR實(shí)現(xiàn)的是完全虛擬世界的呈現(xiàn)，低延遲、高清晰度的顯示和交互等是體驗(yàn)的重要指標(biāo)。相對(duì)而言對(duì)硬件能力的要求比AR高，而且呈現(xiàn)的都是虛擬內(nèi)容，內(nèi)容制作環(huán)節(jié)難度大。

　　AR的技術(shù)難點(diǎn)

　　AR系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理、3D注冊(cè)、顯示、人機(jī)交互等技術(shù)環(huán)節(jié)，通過(guò)攝像頭獲取真實(shí)環(huán)境信息，結(jié)合傳感器進(jìn)行定位跟蹤、交互，通過(guò)顯示設(shè)備生成虛擬場(chǎng)景，疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。

　　當(dāng)前技術(shù)方面的最大阻礙是顯示技術(shù)和三維注冊(cè)–跟蹤定位技術(shù)。其中，顯示技術(shù)的突破對(duì)未來(lái)行業(yè)格局形成最為關(guān)鍵，消費(fèi)刺激和行業(yè)關(guān)注未來(lái)會(huì)大大加速算法、技術(shù)的提升。

　　顯示技術(shù)

　　互聯(lián)網(wǎng)巨頭在顯示技術(shù)領(lǐng)域研究方向不同，更好的技術(shù)仍在研發(fā)中。

　　近眼眼鏡實(shí)現(xiàn)3D有兩種主要技術(shù)：Stereoscopic（立體）和Light Field（光場(chǎng)）。

　　Stereoscopic最大的問(wèn)題是無(wú)法實(shí)現(xiàn)主動(dòng)選擇性聚焦，長(zhǎng)時(shí)間佩戴會(huì)出現(xiàn)暈眩現(xiàn)象，但成像原理相對(duì)簡(jiǎn)單，目前現(xiàn)有頭戴式基本采用這種方法，包括Hololens。

　　采用這種顯示方式，光導(dǎo)透明全息透鏡是主要難點(diǎn)。

　　第一，受限于制造工藝，提供面積大的鏡片成本高、良率低，目前Hololens只能提供40°視野。

　　第二，鏡片很厚，目前很多機(jī)構(gòu)在研究如何讓鏡片變薄。

　　全球在“鏡片變薄”方向的最新進(jìn)展是：

　　2016年3月澳大利亞國(guó)立大學(xué)日前宣布制造出世界上最薄的透鏡，僅有6.3納米厚，是人頭發(fā)絲直徑的兩千分之一。

　　美國(guó)航空航天局（NASA）官網(wǎng)報(bào)道，NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）與加州理工學(xué)院研究人員合作開(kāi)發(fā)了一種超薄光學(xué)透鏡，通過(guò) “元表面”（metasurface）技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)光路的控制，可應(yīng)用于先進(jìn)顯微鏡、顯示器材、傳感器、攝像機(jī)等多種儀器，使光學(xué)系統(tǒng)集成度大大提高，并使透鏡制造方式產(chǎn)生革命性變化。

　　產(chǎn)業(yè)界，以色列Lumus為代表的多個(gè)公司引入光導(dǎo)技術(shù)，但工藝復(fù)雜，目前還沒(méi)有量產(chǎn)。

　　當(dāng)前Hololens采用LCos投射技術(shù)（Google Glass也采用LCos），應(yīng)用Himax的投影產(chǎn)品，但此前也有報(bào)道稱Hololens采用TI DLP Pico進(jìn)行顯示研發(fā)，在投影領(lǐng)域DLP已經(jīng)有較大的市場(chǎng)份額，而近年來(lái)，LCos技術(shù)進(jìn)一步成熟，產(chǎn)業(yè)鏈也逐步擴(kuò)大延伸，未來(lái)有很大的發(fā)展機(jī)會(huì)。下表簡(jiǎn)要對(duì)比了LCos技術(shù)與DLP技術(shù)的一些優(yōu)缺點(diǎn)。我們?cè)跀U(kuò)大化的LCos產(chǎn)業(yè)鏈中，看到了較多國(guó)內(nèi)廠商的身影。

　　Light Field光場(chǎng)技術(shù)作為近眼3D的另外一大技術(shù)路線，其代表者就是Magic Leap。

　　這種方法的技術(shù)核心是光導(dǎo)纖維投影儀（Fiber Optic Projector），基于激光在光導(dǎo)纖維中傳播后從纖維的端口射出時(shí)輸出方向和纖維相切的原理，Magic Leap通過(guò)改變纖維在三維空間中的形狀，特別是改變纖維端口處的切方向，控制激光射出的方向，直接投射到視網(wǎng)膜。

　　光場(chǎng)顯示需要計(jì)算整個(gè)四維光場(chǎng)，其計(jì)算復(fù)雜度提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這是技術(shù)瓶頸之一。

　　同時(shí)，精確的調(diào)控機(jī)械部件，使得每一個(gè)纖維都穩(wěn)定自然地顫動(dòng)，并且顫動(dòng)的模式要和數(shù)據(jù)傳輸相互同步，并且這種顫動(dòng)不能受外界噪音的影響，這也是技術(shù)難點(diǎn)。

　　目前此技術(shù)還在實(shí)驗(yàn)室階段，Magic Leap只有Demo，沒(méi)有對(duì)應(yīng)產(chǎn)品。

　　三維注冊(cè)技術(shù)

　　三維注冊(cè)過(guò)程通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)用戶頭部位置和方向，確定要添加的虛擬內(nèi)容在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的位置，包括標(biāo)定（確定攝像頭內(nèi)部參數(shù)）、跟蹤定位（確定虛擬內(nèi)容相對(duì)位置）、虛實(shí)對(duì)齊等環(huán)節(jié)，人眼的敏感程度對(duì)注冊(cè)精度提出了非常高的要求。

　　定位跟蹤技術(shù)的四種方法

　　其中，目前跟蹤定位技術(shù)的主流研究方向是SLAM（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建，simultaneous localization and mapping)，根據(jù)攝像頭、傳感器的信息，一邊計(jì)算自身位置，一邊構(gòu)建環(huán)境地圖，SLAM能夠隨時(shí)擴(kuò)展使用場(chǎng)景，并且可以保證局部的定位精度，在機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等都是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　AR系統(tǒng)采用基于視覺(jué)的SLAM算法，通過(guò)兩幀或多幀圖像估計(jì)位姿變化，NVIDIA、Intel、微軟等公司都在該領(lǐng)域苦心經(jīng)營(yíng)，目前底層算法還不完善，多傳感器融合、優(yōu)化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、提升魯棒性和重定位精度等方面都需要提升，而且頭戴式設(shè)備電池、處理器、傳感器等硬件性能比較低，改善算法的需求更加迫切。

　　拆解HoloLens扒出AR底牌

　　基本原理

　　Hololens基本原理使用的是上面提到的Stereoscopic（立體）近眼3D技術(shù)，配備兩片光導(dǎo)透明全息透鏡（See-through holographic lenses，waveguides），虛擬內(nèi)容采用LCos（硅基液晶）投影技術(shù), 從前方的微型投影儀投射到光導(dǎo)透鏡后進(jìn)入人眼，同時(shí)也讓現(xiàn)實(shí)世界的光透進(jìn)來(lái)。

　　技術(shù)指標(biāo)

　　作為頭戴式設(shè)備，顯示環(huán)節(jié)至關(guān)重要， 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)顯示的視野、分辨率、刷新率、延時(shí)、眩暈、定位跟蹤精度等都提出了較高要求。目前刷新率、延時(shí)兩塊已經(jīng)基本達(dá)標(biāo)；視野、分辨率需要光學(xué)組件的制造工藝再提升50%，對(duì)應(yīng)屏幕發(fā)展歷史速度，我們認(rèn)為需要4-5年；而眩暈感和定位跟蹤精度在光學(xué)組件性能提升之外，還需要改進(jìn)光學(xué)原理以及底層算法。

　　組件性能

　　硬件的性能對(duì)體驗(yàn)效果至關(guān)重要，運(yùn)算指標(biāo)、存儲(chǔ)和電池是首要提升點(diǎn)，我們認(rèn)為當(dāng)前運(yùn)算、顯示、存儲(chǔ)性能的提升較快，預(yù)期未來(lái)3-5年可以達(dá)到基礎(chǔ)規(guī)格要求。電池技術(shù)的突破一直是行業(yè)難點(diǎn)，在尋求電池更好的解決方案同時(shí)，需要改進(jìn)算法來(lái)降低電池模塊壓力。

　　成本分析

　　對(duì) Hololens 進(jìn)行拆解，其主要硬件是：全息處理模塊（ Custom-built Microsoft Holographic Processing Unit）、2個(gè)光導(dǎo)透明全息透鏡（See-through holographic lenses，waveguides）、2個(gè)LCos微型投影（Micro display）、6個(gè)攝像頭（camera）等。

　　基于高盛以及各國(guó)開(kāi)發(fā)者的預(yù)計(jì)，將Hololens開(kāi)發(fā)者版成本分為800美金、1000美金和1500美金三檔拆解，對(duì)比硬件性能和iphone、Xbox-One等相關(guān)組件成本，得到各塊相應(yīng)成本如下表所示。以1000美金為例，顯示環(huán)節(jié)占比最大，Lcos投影設(shè)備180美金和透明全息透鏡290美金，總占比47%，全息處理單元（CPU、GPU、HPU）成本約250美金，占比25%，6個(gè)攝像頭和傳感器成本100美金，占比10%，存儲(chǔ)設(shè)備150美金，占比15%，電池部分30美金，占比3%。

　　根據(jù)Digi-Capital的報(bào)告，量產(chǎn)消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品合理價(jià)格約為700美金，參考iphone250美金的成本，700美金的售價(jià)，我們?nèi)?00美金作為消費(fèi)級(jí)AR產(chǎn)品的總成本。相比當(dāng)前估計(jì)，成本需要下降60%-80%。當(dāng)前三種預(yù)估模式下，顯示部分成本占比分別為50%、47%和51.3%，可見(jiàn)未來(lái)消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品能否量產(chǎn)，生產(chǎn)全息透鏡的工藝成為關(guān)鍵，顯示部分成本的下降決定了AR產(chǎn)品爆發(fā)的速度。

　　微軟2015年推出的Hololens已經(jīng)搭載了目前現(xiàn)有技術(shù)的最高水平，從體驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)來(lái)看，體驗(yàn)者大多表示分辨率、識(shí)別準(zhǔn)確度、Holographic系統(tǒng)完成度等方面都達(dá)到既定預(yù)期，但也存在視場(chǎng)較窄、切換場(chǎng)景延遲、凝視功能需要轉(zhuǎn)動(dòng)頭部舒適度差、存在重啟現(xiàn)象、電池續(xù)航端等缺陷，與Demo仍存在差距，但市場(chǎng)普遍對(duì)AR眼鏡期待仍比較高。

　　聚焦風(fēng)投們的動(dòng)作

　　近五年來(lái)，VR/AR產(chǎn)業(yè)風(fēng)投增長(zhǎng)強(qiáng)勁， 2014年3月Facebook收購(gòu)Oculus把市場(chǎng)迅速帶熱，風(fēng)投量有飛躍式的增長(zhǎng)。2016年3月，Magic Leap以45億美元估值獲谷歌、阿里巴巴7.94億美元投資，僅半年不到，風(fēng)投額已經(jīng)超過(guò)2015年全年總額2倍以上，市場(chǎng)持續(xù)爆發(fā)。風(fēng)投強(qiáng)勁增長(zhǎng)反映著市場(chǎng)對(duì)VR/AR領(lǐng)域的持續(xù)關(guān)注，同時(shí)也為VR/AR領(lǐng)域公司注入大量資金支持研發(fā)。

　　從2015年開(kāi)始的AR相關(guān)融資包括了：

　　其中，根據(jù)投融資周報(bào)近期的統(tǒng)計(jì)：

　　梟龍科技（原驍龍科技）在2015年12月完成由立訊精密領(lǐng)投的數(shù)千萬(wàn)人民幣的A輪融資。

　　Meta在2016年6月13日宣布獲得包括Horizons Ventures Limited（李嘉誠(chéng)旗下基金）、聯(lián)想、騰訊、Banyan Capital（高榕資本）、Comcast Ventures和GQY等共計(jì)5000萬(wàn)美元的B輪投資。

　　Lumus在2016年6月16日宣布獲得盛大集團(tuán)和浙江水晶光電公司領(lǐng)投的1500萬(wàn)美元B輪投資。

　　此外，根據(jù)智東西對(duì)影創(chuàng)科技的專(zhuān)訪，他們A輪融資的時(shí)間實(shí)際為2015年12月。

　　從專(zhuān)利分布看AR產(chǎn)業(yè)鏈

　　目前AR相關(guān)方向世界專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)排名前二十的情況如下：

　　這些Top 20的公司基本對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行布局，但也各有側(cè)重：

　　微軟在AI／CV領(lǐng)域積累多年，識(shí)別、跟蹤、建模等AR底層技術(shù)方面有沉淀，其發(fā)布的Hololens是目前發(fā)布的最佳性能頭戴式設(shè)備硬件，運(yùn)行Windows系統(tǒng)，有助于把既有的Windows應(yīng)用和用戶群移植到HoloLens上，打造移動(dòng)級(jí)消費(fèi)產(chǎn)品的操作平臺(tái)。

　　高通發(fā)力驍龍820芯片，掌握電子元件重要環(huán)節(jié)。

　　Magic Leap的光場(chǎng)顯示原理可以克服眩暈等問(wèn)題，若成功將會(huì)帶來(lái)行業(yè)質(zhì)的飛躍，其demo效果驚人，市場(chǎng)矚目度非常高。

　　三星在顯示硬件方面專(zhuān)利世界第一，而顯示屏是AR至關(guān)重要的電子組件。

　　此外索尼、三星、英特爾、Darqi等也都進(jìn)行頭戴式設(shè)備研發(fā)。

　　Intel、Darqi等都推出了自己的SDK開(kāi)發(fā)包，走在算法研究前列。

　　谷歌繼谷歌眼鏡后開(kāi)展的Project Aura是一系列AR為主題的項(xiàng)目，其高管也在私人談話中表示相比VR，AR才是谷歌的最終目標(biāo)。

　　蘋(píng)果收購(gòu)了多家AR相關(guān)公司Polar Rose(面部識(shí)別)、PrimeSense(傳感器)、Metaio(SDK)、Faceshift(動(dòng)作撲捉)。

　　產(chǎn)業(yè)鏈分析

　　從中我們可以判斷AR產(chǎn)業(yè)鏈主要分為硬件和軟件兩部分，其中軟件分為基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件。AR將成為下一代計(jì)算中心，以及AR的市場(chǎng)空間將大大超過(guò)VR是兩個(gè)較為確信的推論。目前大部分AR硬件及解決方案仍處于開(kāi)發(fā)階段，AR產(chǎn)業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)都在初步發(fā)展期。

　　微軟、谷歌、蘋(píng)果、三星、HTC、索尼、英特爾、高通等在內(nèi)的廠商在AR領(lǐng)域的投入將是未來(lái)主導(dǎo)行業(yè)發(fā)展速度的主要因素之一，初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)和高校實(shí)驗(yàn)室等在研發(fā)上的能力不容小覷，作為研發(fā)主導(dǎo)型的產(chǎn)業(yè)鏈，誰(shuí)掌握核心底層技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)都可能成為產(chǎn)業(yè)鏈的主角，不排除誕生新的蘋(píng)果、谷歌的可能。

　　HMD設(shè)備包括攝像頭、處理器、傳感器、顯示器等基礎(chǔ)部件，其中處理器廠商和顯示器廠商話語(yǔ)權(quán)比較重，目前以國(guó)外廠商壟斷為主。

　　而國(guó)內(nèi)企業(yè)，特別是在供應(yīng)鏈上的AR上市公司，表現(xiàn)較好的主要有下面的幾家：

　　SDK廠商底層技術(shù)領(lǐng)先

　　基礎(chǔ)軟件工具包SDK的發(fā)布是幾年來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用大力發(fā)展的主要原因之一。從1998年Daqri公司發(fā)布最早的較成熟工具包ARToolKit，截止目前已經(jīng)有近百家公司提供了自己的SDK。

　　對(duì)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來(lái)說(shuō)，生態(tài)至關(guān)重要，SDK作為底層基礎(chǔ)軟件，連接硬件與內(nèi)容。2015年10月高通向PTC出售Vuforia，對(duì)價(jià)高達(dá)6500萬(wàn)美金，當(dāng)時(shí)Vuforia擁有超過(guò)175000的注冊(cè)開(kāi)發(fā)人員，提供超過(guò)20000個(gè)應(yīng)用程序。商業(yè)類(lèi)型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)SDK的授權(quán)費(fèi)比較高，Metaio在授權(quán)環(huán)節(jié)和升級(jí)換代后的重授權(quán)環(huán)節(jié)都需要收費(fèi)。在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局還沒(méi)有建立的情況下，SDK廠商在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域也有發(fā)展?jié)摿?，特別是同時(shí)推出硬件和SDK的公司。

　　到底AR什么時(shí)候爆發(fā)？

　　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)專(zhuān)利在2010年絕對(duì)量和相對(duì)量都大爆發(fā)，經(jīng)過(guò)2010-2012的高速發(fā)展期，2013年開(kāi)始逐步回歸理性，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)目前逐漸走出行業(yè)泡沫期，迎來(lái)初步發(fā)展。

　　通過(guò)對(duì)AR行業(yè)專(zhuān)利Top20公司進(jìn)行分析，這些公司在硬件、基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件方面進(jìn)行了全產(chǎn)業(yè)鏈的布局和積累，并表現(xiàn)出了發(fā)力增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的決心，微軟推出的Hololens開(kāi)發(fā)者版也受到了市場(chǎng)的關(guān)注和認(rèn)可，這些TOP公司將大概率迅速推動(dòng)消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品的推出和爆發(fā)，一定規(guī)模的量產(chǎn)消費(fèi)級(jí)硬件產(chǎn)品預(yù)計(jì)會(huì)在2-3年后出現(xiàn)，5年后進(jìn)入消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品爆發(fā)期。而爆發(fā)的順序則是消費(fèi)級(jí)應(yīng)用教育、游戲、電商傳媒最先爆發(fā)。