AR:增强的世界

□ 文/刘鹏宇

AR:增强的世界

□ 文/刘鹏宇

Pokemon Go的一夜爆红点燃了人们对于AR技术的热情，AR技术的发展现状、发展趋势、发展瓶颈等越来越受到各方的深度关注。AR技术正逐步从实验室研究、工业级应用走向寻常百姓家，重塑人类社会的生产方式、生活方式和经济形态。

从现实世界到赛博空间

AR（增强现实）技术是把赛博空间（计算机和计算机网络里的虚拟现实）中的视觉、声音、味觉、触觉等数字信息无缝叠加在现实世界的技术。过去几十年，信息技术的发展进程在某种程度上是在赛博空间再造一个现实世界的过程，诞生了诸如网上商城淘宝、网上二手市场58同城等线上虚拟实体。不过，这样的进程远没有结束，现实空间仍有一批事物有待向赛博空间映射，不光是实物本身，还有实物所具备的所属权、使用权、共享权等一系列物权属性也在加速向赛博空间映射。但是，人类不会仅满足于在赛博空间构筑一个现实世界，他们希望赛博空间能够与现实世界进行真实、友好、贴切的互动，AR技术正好满足了这种愿望，把现实世界与赛博空间紧密地结合在了一起。

刘鹏宇

中国电子信息产业发展研究院信息化研究中心

目前，AR产业链主要有关键硬件、应用软件、AR内容等核心环节。

从国内看，AR产业链发展重硬轻软、从上至下呈现正金字塔结构。在关键硬件方面，国内AR硬件企业较多。厂商主要以光学、处理器、传感器和整机等生产企业为主，包括珑璟光电和水晶光电等光学技术研发企业，华为、全志、君正等处理器开发商，矽睿等传感器生产商，以及影创科技、Realmax等AR显示设备开发商。其中，影创科技开发出了可AR/VR双向切换的Halo头盔、Air双目AR眼镜和AirNano单目AR眼镜等三款创新产品。总体上，国内大型AR硬件生产企业缺乏占领市场的爆款产品；中小企业在低端AR智能眼镜领域痛苦挣扎，欠缺向产业链高端迈进的资金和技术。在应用软件方面，AR应用软件开发处于起步期。目前，国内涌现出了以视+APP、EasyAR APP、幻视APP、找趣AR等为代表的应用软件，但是总体上AR应用软件市场仍处于市场唤醒阶段，尚未引起像Pokemon Go一样的市场轰动。在AR内容方面，国内AR内容制作较为匮乏，尚无较为突出的AR IP，对传统文化、传统IP的挖掘也不够深入，难以激发市场用户的追逐热情。

从国外看，AR产业链发展软硬齐飞，发展较为均衡。国外AR产业链涌现出了以高通、微软、谷歌公司等为代表的硬件生产厂商，Yelp、Google Translate、Aurasma等融入AR功能的传统应用软件。

图1　国内AR产业链发展的金字塔结构

总而言之，无论是在具有核心自主知识产权的核心硬件方面，还是具有市场号召力的AR应用软件方面，国内AR产业发展都落后于国外。

探索中前行

AR技术的发展趋势主要有硬件融合化、软件两翼化、内容IP化三方面趋势。

一是硬件融合化。移动互联网时代是人类社会以智能终端为纽带建立大连接的时代，但是“纽带”不能过多，用户的智能终端过多则会降低用户体验（诸如携带不便等）。智能手机之所以可以统治移动互联网时代，就在于其能够融通讯设备、数码相机、掌上电脑等于一体。同样，AR技术与其它智能终端融合得越好，其蕴藏的发展潜力就越大。目前，基于智能手机的AR应用层出不穷，证明了AR技术正在与智能手机走向融合。至于未来是AR在智能手机的基础上继续生根发芽，还是AR终端设备逐步取代智能手机，仍有待观察。

二是软件两翼化。AR应用软件的发展呈现两翼化趋势，其中“一翼”是新应用软件的开发，另“一翼”则是传统应用软件的AR功能扩展。AR新应用软件开发面临的主要问题是开发商需要花费很大的人力、物力、财力来集聚用户、拓展受众，但是最终获得的市场关注度普遍不高；而传统应用软件的AR功能扩展则不然，其积攒已久的用户群体是其AR应用市场拓展的雄厚基础，用户粘性决定了产品的市场关注度，不过高关注度并不意味着高接受度，最终仍需市场的反复检验。

三是内容IP化。Pokemon Go的火爆告诉我们一项新技术与一个著名IP结合的爆发力有多大，新技术的新鲜魅力与著名IP的深入人心为Pokemon Go赋予了崭新的生命力。因此，AR内容下一步的发展将聚焦于如何挖掘知名IP与AR技术的结合点，以知名IP的广泛受众为AR技术的产品化铺就坦途。

图2　科技创新、工业化、城市化的三轮共进关系

AR技术发展也面临着一定挑战。一是视野环境的跟踪和定位问题。AR技术是赛博空间和现实空间的融合，对现实空间环境变化的实时动态追踪的精度要求极高。轻微的追踪和定位失准都会导致赛博空间和现实空间的叠加错配，这对传感捕捉、高性能计算、高速缓存等技术支撑提出了挑战。二是光学感知问题。机器和人眼具有不同的光感知特性。人类所处的物理环境，是一个光照、形状、纹理、噪声等剧烈变化的环境。人眼是一个精密的光学仪器，AR设备若想对人眼所看到的世界进行现实加工，就需要具有与人眼一样高度的光学感知能力。AR设备稍许的光学感知不准都会导致人眼视觉输入画面的失真，这些对光学捕捉仪器和信息处理设备的要求也很高。三是人机交互问题。AR技术是一种增强人与环境交互体验的技术。但是，AR技术在解决人与环境交互问题之前，需要先解决AR设备与人的交互问题。目前，手势识别、语音识别、视线追踪是三个比较有效的交互方式，但又各自存在缺陷。相较于人与智能手机“图形界面+触控”的最佳交互方式，人与AR设备的最优交互仍有待探索。

生逢其时

科学技术的每一次发展，都引发了人类社会生产方式、生活方式的变革。第一次工业革命开创了以机器代替手工劳动的蒸汽机时代。大型工厂的出现，吸引大量劳动力涌入城市，推动城市人口快速增长，加速了城市化进程。第二次工业革命创造了以电力广泛应用为特征的电气化时代，涌现出了电灯、电车、电话等创新产品，工业生产向基于流水线的规模化生产方式转变，人类生活的内涵和质量显著提升。两次工业革命为人类社会带来的最重要的发展规律就是科技革新、工业化、城市化的三轮共进发展，即科学技术革新加速工业化进程，工业化带动城市化，城市化反过来促进工业化和科技革新。

当前，新一轮工业革命孕育兴起，AR技术的发展正逢其时。

AR技术具有在真实环境进行增强显示输出的特性，逐步渗透进入工业虚拟设计、产品推广、现场维护等环节，可实现虚拟可视化设计、产品友好式推广、现场交互式维修，大大提升了劳动生产率，降低了生产成本。在虚拟设计环节，AR技术可以把图纸上的虚拟设计方案叠加在真实模型上，实现对图纸方案的快速修改；在产品推广环节，通过汇集实体产品的几何结构、特征等信息，AR技术还可以向客户虚拟展示包括数字模型、材料清单、服务数据、使用手册在不同物理环境下的反应性能；在现场维护环节，AR可以帮助维修人员迅速熟悉和掌握各种维修技术，为每一个操作提供语音提示，准确解决工业设备故障。

与此同时，AR技术在城市化进程中也能发挥重要作用。城市人口规模的大幅扩张是城市化的显著特征，引发了环境承载能力趋紧、交通拥堵、教育医疗资源紧张等城市病问题。纵观人类历史，科学技术对人类社会的一个重要影响就是降低物理距离所带来的时间成本。例如，互联网的出现降低了人们泛在获取信息的时间成本，移动通信的出现降低了人们泛在通信的时间成本，AR技术的发展将降低人们泛在聚居的时间成本。人们不需要在超大型城市中就业、教育、医疗、商业等资源密集的区域居住，可以根据个人喜好在大型、中小型城市定居。AR技术可以提供远程工作环境，人们在家中就可以如临其境般与同事讨论问题；AR技术可以提供远程问诊空间，人们在家中就可以隔空与医生面对面进行问诊交流；AR技术可以提供线上教育平台，人们在家中就可以获取一对一式的贴心教育指导。AR技术对于人类生活方式的改变将加速城市区域优质资源的均匀流动，实现超大大型、大型城市与中小城市的协同发展，最大限度解决人口过度集中所带来的城市病问题。

总之，AR技术发展生逢期时，前景不可限量。但是仍需在技术发展、应用拓展等方面聚焦提升，同时避免资本过热带来的弊端，通过协同创新机制，不断挖掘和释放出AR的最大价值。

责任编辑：卫丽红

weilihong@ccidmedia.com