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张博2018.1.26AR眼镜分析报告目录•行业概况•技术趋势•典型产品•投融资分析2行业概况|为什么关注AR3下一代的计算平台•智能手机经过10年的发展，产业已经发展成熟，行业增长和性能提升空间非常有限，硬件红利无几，用户期待越来与越少。•伴随着使用场景的大颠覆。AR作为综合技术的集大成者，必将成为下一代的计算平台。新一代流量入口•经过蓬勃发展后，移动互联网遭遇了“七年之痒”，人口红利消失，内容和应用增速明显放缓。•AR的兴起，颠覆式的硬件和场景体验，会将现有格局推到重来，将开启一片新的蓝海。应用领域广阔•AR眼镜替代的不止是智能终端，其应用领域j极其广阔，在C端和B端都将成为未来物联网时代的重要操控中心。•B端的应用大大提升工作效率，目前需求十分旺盛。•C端则更侧重娱乐、营销和教育体验的升级。发展催化剂不断•AR产业并购不断，尤其是上市公司。•苹果、微软、Facebook等巨头公司对AR的布局不断曝光。•AR游戏不断发布，起到了很好的教育市场的作用。•概念产品的发布，让用户对AR充满期待。智能手机产业发展成熟，硬件更迭乏力，同时，消费互联网流量红利枯竭，用户获取成本不断攀升。AR作为综合技术集大成者，是真正意义上的可穿戴，是人机交互方式的革命，其自然的交互方式，线上线下融合,可以衍生出丰富的玩法和商业模式，带来颠覆式的场景体验，能够新一代的计算平台和流量入口。行业概况|发展历程神秘的初创企业MagicLeap首次向公众揭开了其混合现实头盔的神秘面纱。第一个版本的头盔名为“MagicLeapOneCreatorEdition”4上世纪五、六十年代1966年1992年1998年2000年2008年2012年2015年2016年2017年AR起源于MortonHeilig发明的SensoramaStimulator，用图像声音风扇震动等让用户感觉骑着摩托风驰电掣的场景AR的鼻祖是哈佛大学的IvanSutherland教授，1966年发明的光学透射式头盔，使虚拟现实结合成为可能波音公司的研究人员汤姆（TomCaudell）和他的同事都在开发头戴式显示系统，在论文中首次使用AR的概念当时体育转播图文包装和运动数据追踪领域的领先公司Sportvision开发了1st&Ten系统。在实况橄榄球直播中，其首次实现了“第一次进攻”黄色线在电视屏幕上的可视化。BruceH.thomas开发了第一款手机室外游戏ARQuakeAR开始被用于地图等手机应用上谷歌宣布该公司开发ProjectGlass增强现实现实眼镜项目。这种增强现实的头戴式现实设备将智能手机的信息投射到用户眼前，通过该设备也可直接进行通信。微软发全息计算机设备HoloLens，能让用户与数字内容交互，并与周围真实环境中的全息影像互动。现象及手游Pokemango引爆AR市场，多家公司推出自己的AR硬件，市场快速发展，2016年被定义为AR市场元年从AR的发展中历程我们可以看出，AR的发展是从技术到应用，再到新技术、新应用的循环往复，螺旋上升的态势，直至明星级消费级产品的产生。目前，经过多次循环，技术专利集中爆发，已经产生了大量应用型产品，市场已给出反馈和期待，预计未来的2-3年，很可能会出现明星级消费产品，而一旦新产品诞生则将出现另一个10年消费升级周期。。行业概况|技术原理输入虚实融合输出真实世界AR终端SLAM人机交互显示输出渲染引擎环境理解图像采集手势语音体感+图像识别3D立体全息显示光场技术人工智能（AI）是增强现实的底层技术交互技术SLAM（即时定位与地图构建）镜片呈相技术虚拟信息AR系统包括数据处理、SLAM、显示、人机交互等技术环节，通过摄像头获取真实环境信息，结合传感器进行定位跟踪、交互，通过显示设备生成虚拟场景，叠加到现实场景。5行业概况|硬件设备目前能够确定的AR硬件类型有：手持设备、固定设备、空间增强现实系统、头戴式设备和智能眼镜。由于视觉是最主要的信息获取方式，并且AR的用户体验对反馈和交互的便利性提出了更高的要求，AR智能眼镜将是未来最有发展的AR终端。6手持设备代表产品，智能手机，用户规模大，是消费者接触AR最方便的形式，但是不具备可穿戴功能，无法解放双手。固定设备代表产品，AR试衣间，适用于固定场所中需要更大显示屏或更高分辨率的场景，相机系统较移动端更先进，识别效果更好。空间增强现实系统代表产品：大众公司的SAR系统。虚拟内容直接投射到现实世界中。优点在于，虚拟信息可以以实际的比例和大小呈现，可多人观看。头戴式显示器代表产品：佳能的混合现实头戴设备。由一个头戴装置，以及与之搭配的多块微显示屏组成。将现实世界和虚拟物体的画面重叠在用户的视野里智能眼镜代表产品：谷歌眼镜。AR画面透过眼镜镜片或者通过镜片反射，从而进入眼球。行业概况|产业链硬件设备工具或平台应用软件平台：微软Magicleap谷歌SDK(软件开发包)：微软索尼苹果Vuforia游戏：微软MagicleapCastArAsobo消费者：微软Facebook宜家欧莱雅娱乐：微软APX医疗健康：微软AUGMEDIX教育培训：微软Lifelilqe下游整机：谷歌微软MagicLeap索尼ODG亮风台上游零部件（处理器）：Intel高通AMD微软中兴通讯中联电子全惠科技上游零部件（摄像头）水晶光电、联创电子、IntelMantisVision上游零部件（传感器）数码视讯、奥飞娱乐HonHai上游零部件（镜片）LumusDilgilens灵犀微光、耐德佳7行业概况|专利技术与产品爆发根据国家知识产权局中国专利信息中心主办的专利之星上关于AR(AugmentedReality)的所有专利（截止2016.4.27），总计世界专利7142条，国内专利832条。20世纪90年代就开始有AR相关专利，2010年开始集中爆发，近几年增速已经放缓，世界专利技术类和硬件类专利数量最多，分别占比39%和28%。从技术、硬件、应用三个环节绝对数看，技术类专利爆发最快，数量最多，其次是硬件，应用领域最少。80200400600800100012001400专利数量注册技术26%显示技术13%输入输出应硬件10%计算硬件1%显示硬件8%交互硬件9%应用7%未分类26%全球AR专利分类数据来源：莫尼塔研究、徳温特专利数据库行业概况|专利技术与产品爆发目前世界专利申请数排名前五的是微软、高通、三星、MagicLeap和索尼。除MagicLeap外都是上市的互联网巨头，都在已有的智能硬件生产过程中把握关键环节。9MICROSOFT13%QUALCOMM12%SAMSUNG10%MAGICLEAP8%SONY8%PANTECH7%LG6%EMPIRETECHNOLOGY5%NOKIA5%SIEMENSAG5%KOREAELECTRONICSTELECOMM4%INTEL3%IBM3%HUAWEI2%DISNEY2%EBAY2%HYUNDAIMOTOR2%CANONKK2%DAQRI2%GOOGLE1%巨头公司的专利布局侧重点微软高通MagicLeap三星Intel、Darqi谷歌识别、跟踪、建模等AR底层技术方面骁龙820芯片，掌握电子元件重要环节光场显示技术可以克服眩晕等问题，显示硬件方面专利世界第一SDK开发包，走在算法研究前列开展的ProjectAura是一系列AR为主题的项目数据来源：莫尼塔研究、徳温特专利数据库行业概况|专利技术与产品爆发参考全球笔记本电脑与全球智能手机的专利技术增长率与产品出货量的关系图，我们发现：在专利技术增长集中爆发后，会趋于平缓，消除泡沫，回归理性增长，并催生消费级产品诞生。AR相关专利，在2010年开始集中爆发，近几年增速已经放缓，近几年催生出了大量AR产品，但是事实上并未形成消费级产品，这一阶段的产品更多的起到了教育市场的作用，真正产品的爆发还需关注第二个专利爆发的阶段。从目前各公司的布局上看，主要关注Google、微软、Facebook、MagicLeap和苹果公司的产业布局和投资方向，预计近2-3年内会出现明星级消费品。-50%0%50%100%150%200%05000100001500020000笔记本电脑出货量（万台）0%20%40%60%80%100%120%140%050010001500智能手机出货量（万台）智能手机专利增长率10GoogleGlass发布Hololens发布10数据来源：莫尼塔研究、徳温特专利数据库0200400600800100012001400-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%专利数量专利同比增速目录•行业概况•技术趋势•典型产品•投融资分析11技术趋势|关键技术|显示技术视频透视式•通过安装在头盔上的摄像头获取外部真实环境的图像。计算机通过场景理解和分析将所要添加的信息和图像信号叠加在摄像机的视频信号上，将计算机生产的虚拟场景与真实场景进行融合。•优点：不受强光干扰，视场角大，对注册、定位系统的要求相对较低•缺点：视频的景象和真实情况可能存在偏差•代表公司：Meta光学透视式•通过安装在眼前的一对半反半透镜融合呈现出真实场景和虚拟场景。光学透视的“实”来源于真实光源，经过透视光学系统直接进入眼镜，计算机生成的“虚”则经过光学系统放大后反射进入眼镜，最后两部分信息汇聚到视网膜上从而形成虚实融合的成像效果。•优点：结构简单，分辨率高，不易眩晕、真实性更高•缺点：室外强光下显示效果会受到影响，对注册、定位系统要求高•代表公司：HoloLens、亮风台AR眼镜按真实环境的表现方式可以分为，视频透视式和光学透视式。视频透视式方案更类似于VR加上摄像头，而光学透视式跟实际场景结合的更紧密，真实感更强，目前大部分厂商采用的光学透视式方案。12技术趋势|关键技术|显示技术根据Digi-Capital的报告显示，消费级的AR眼镜产品要具备以下特征，主要体现在移动性、灵活性、沉浸性、可穿戴性、可负担性和实用性，具体指标、要求如下图所示。与之相相较可发现，目前的AR发展的技术瓶颈是光学显示技术和SLAM技术。13移动性•续航时间12H•4G无线数据和语音视觉•65度大视场角•1280*1720像素沉浸感•现实世界位置追踪•较低的抖动灵活性•虚拟图像在日常光照下可以立体的呈现可穿戴性•可舒适的全天使用•小于5秒校准可负担性•价格小于$700实用性•相当于高端PC的CPU•低误差的控制输入技术趋势|关键技术|显示技术|技术痛点光学的三大矛盾：•视场角越大，亮度（分辨率）越暗•视场角越大，光的耦合损失越多•视场角越大，镜片厚度越大因此在目前的技术情况下，大家都会采取一些折中的方案，在视场角和亮度、厚度等指标上做权衡。显示技术可分为，呈现技术和投射技术，下面将分开介绍对比各项技术的发展情况。四代光学呈现技术对比离轴光学棱镜曲面棱镜波导厚度头盔式10mm8mm超薄视场角可以做到很大15度30度30-60度公司MetaGoogleGlass亮风台早期产品HoloLensLumus灵犀微光1415技术趋势|关键技术|显示技术|呈现技术对比离轴光学棱镜技术自由曲面棱镜技术波导技术离轴光学是AR界的“古董”技术，其实质在于以自由全面的设计，再加上对偏振分光器的简化而成，能够很大程度上扩大视场角，以Meta2为例，能够扩大到90度，其弊端在于体积很难缩小。第一代商用AR眼镜GoogleGlass所使用的技术，该技术的AR眼镜会伸出一块偏振分光器，把侧面的微显示器投影信息通过偏振分光膜反射到眼中，产生所谓的叠加感，这类眼镜的厚度和显示区域呈正比在设计的过程中通过精密的计算，把原本的偏振分光器立体表面做成弯曲表面，最大程度地利用每一个位置的分光效果，就能够扩大显示的范围和视场角，同时不产生体积的夸大。为了解决光线光线的横向传输问题。波导技术利用光线在镜片内的全反射，实现光线的横向传输的同时减少对镜片厚度的要求，再根据光线选择处理手段（偏振分光膜和光栅），波导技术又可分为阵列波导和全息波导。16技术趋势|关键技术|显示技术|呈现技术对比统计国内外主流