近日來，除了火爆的VR消息不斷，你會發現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、聯想、盛大這樣的互聯網巨頭。

　　而國內外AR公司中，除了有Magic Leap這種自帶吸金體制的魔性獨角獸，也有HoloLens、EPSON等少數做出產品的公司，更有聯想在端午小長假推出AR手機phab。

　　對于AR我們想問：

　　究竟難在哪里，為嘛你進度這么慢？VR和AR差別究竟有多大？AR的爆發離我們究竟有多遠？

　　VR與AR的差別

　　我們先來直觀對比一下二者的不同，從以下五個方面。

　　AR作為人工智能的一個分支，難點在于如何讓計算機理解和重構3D世界，主要借助計算機視覺和深度學習等方式，對算法、軟件要求比VR高。

　　VR實現的是完全虛擬世界的呈現，低延遲、高清晰度的顯示和交互等是體驗的重要指標。相對而言對硬件能力的要求比AR高，而且呈現的都是虛擬內容，內容制作環節難度大。

　　AR的技術難點

　　AR系統包括數據處理、3D注冊、顯示、人機交互等技術環節，通過攝像頭獲取真實環境信息，結合傳感器進行定位跟蹤、交互，通過顯示設備生成虛擬場景，疊加到現實場景。

　　當前技術方面的最大阻礙是顯示技術和三維注冊–跟蹤定位技術。其中，顯示技術的突破對未來行業格局形成最為關鍵，消費刺激和行業關注未來會大大加速算法、技術的提升。

　　顯示技術

　　互聯網巨頭在顯示技術領域研究方向不同，更好的技術仍在研發中。

　　近眼眼鏡實現3D有兩種主要技術：Stereoscopic（立體）和Light Field（光場）。

　　Stereoscopic最大的問題是無法實現主動選擇性聚焦，長時間佩戴會出現暈眩現象，但成像原理相對簡單，目前現有頭戴式基本采用這種方法，包括Hololens。

　　采用這種顯示方式，光導透明全息透鏡是主要難點。

　　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，目前很多機構在研究如何讓鏡片變薄。

　　全球在“鏡片變薄”方向的最新進展是：

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

　　美國航空航天局（NASA）官網報道，NASA 噴氣推進實驗室（JPL）與加州理工學院研究人員合作開發了一種超薄光學透鏡，通過 “元表面”（metasurface）技術實現對光路的控制，可應用于先進顯微鏡、顯示器材、傳感器、攝像機等多種儀器，使光學系統集成度大大提高，并使透鏡制造方式產生革命性變化。

　　產業界，以色列Lumus為代表的多個公司引入光導技術，但工藝復雜，目前還沒有量產。

　　當前Hololens采用LCos投射技術（Google Glass也采用LCos），應用Himax的投影產品，但此前也有報道稱Hololens采用TI DLP Pico進行顯示研發，在投影領域DLP已經有較大的市場份額，而近年來，LCos技術進一步成熟，產業鏈也逐步擴大延伸，未來有很大的發展機會。下表簡要對比了LCos技術與DLP技術的一些優缺點。我們在擴大化的LCos產業鏈中，看到了較多國內廠商的身影。

　　Light Field光場技術作為近眼3D的另外一大技術路線，其代表者就是Magic Leap。

　　這種方法的技術核心是光導纖維投影儀（Fiber Optic Projector），基于激光在光導纖維中傳播后從纖維的端口射出時輸出方向和纖維相切的原理，Magic Leap通過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，直接投射到視網膜。

　　光場顯示需要計算整個四維光場，其計算復雜度提高幾個數量級，這是技術瓶頸之一。

　　同時，精確的調控機械部件，使得每一個纖維都穩定自然地顫動，并且顫動的模式要和數據傳輸相互同步，并且這種顫動不能受外界噪音的影響，這也是技術難點。

　　目前此技術還在實驗室階段，Magic Leap只有Demo，沒有對應產品。

　　三維注冊技術

　　三維注冊過程通過實時檢測用戶頭部位置和方向，確定要添加的虛擬內容在攝像機坐標系下的位置，包括標定（確定攝像頭內部參數）、跟蹤定位（確定虛擬內容相對位置）、虛實對齊等環節，人眼的敏感程度對注冊精度提出了非常高的要求。

　　定位跟蹤技術的四種方法

　　其中，目前跟蹤定位技術的主流研究方向是SLAM（即時定位與地圖構建，simultaneous localization and mapping)，根據攝像頭、傳感器的信息，一邊計算自身位置，一邊構建環境地圖，SLAM能夠隨時擴展使用場景，并且可以保證局部的定位精度，在機器人、虛擬現實和增強現實等都是關鍵環節。

　　AR系統采用基于視覺的SLAM算法，通過兩幀或多幀圖像估計位姿變化，NVIDIA、Intel、微軟等公司都在該領域苦心經營，目前底層算法還不完善，多傳感器融合、優化數據關聯、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，配備兩片光導透明全息透鏡（See-through holographic lenses，waveguides），虛擬內容采用LCos（硅基液晶）投影技術, 從前方的微型投影儀投射到光導透鏡后進入人眼，同時也讓現實世界的光透進來。

　　技術指標

　　作為頭戴式設備，顯示環節至關重要， 增強現實的應用場景對顯示的視野、分辨率、刷新率、延時、眩暈、定位跟蹤精度等都提出了較高要求。目前刷新率、延時兩塊已經基本達標；視野、分辨率需要光學組件的制造工藝再提升50%，對應屏幕發展歷史速度，我們認為需要4-5年；而眩暈感和定位跟蹤精度在光學組件性能提升之外，還需要改進光學原理以及底層算法。

　　組件性能

　　硬件的性能對體驗效果至關重要，運算指標、存儲和電池是首要提升點，我們認為當前運算、顯示、存儲性能的提升較快，預期未來3-5年可以達到基礎規格要求。電池技術的突破一直是行業難點，在尋求電池更好的解決方案同時，需要改進算法來降低電池模塊壓力。

　　成本分析

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

　　基于高盛以及各國開發者的預計，將Hololens開發者版成本分為800美金、1000美金和1500美金三檔拆解，對比硬件性能和iphone、Xbox-One等相關組件成本，得到各塊相應成本如下表所示。以1000美金為例，顯示環節占比最大，Lcos投影設備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個攝像頭和傳感器成本100美金，占比10%，存儲設備150美金，占比15%，電池部分30美金，占比3%。

　　根據Digi-Capital的報告，量產消費級產品合理價格約為700美金，參考iphone250美金的成本，700美金的售價，我們取300美金作為消費級AR產品的總成本。相比當前估計，成本需要下降60%-80%。當前三種預估模式下，顯示部分成本占比分別為50%、47%和51.3%，可見未來消費級產品能否量產，生產全息透鏡的工藝成為關鍵，顯示部分成本的下降決定了AR產品爆發的速度。

　　微軟2015年推出的Hololens已經搭載了目前現有技術的最高水平，從體驗來評價來看，體驗者大多表示分辨率、識別準確度、Holographic系統完成度等方面都達到既定預期，但也存在視場較窄、切換場景延遲、凝視功能需要轉動頭部舒適度差、存在重啟現象、電池續航端等缺陷，與Demo仍存在差距，但市場普遍對AR眼鏡期待仍比較高。

　　聚焦風投們的動作

　　近五年來，VR/AR產業風投增長強勁， 2014年3月Facebook收購Oculus把市場迅速帶熱，風投量有飛躍式的增長。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，風投額已經超過2015年全年總額2倍以上，市場持續爆發。風投強勁增長反映著市場對VR/AR領域的持續關注，同時也為VR/AR領域公司注入大量資金支持研發。

　　從2015年開始的AR相關融資包括了：

　　其中，根據投融資周報近期的統計：

　　梟龍科技（原驍龍科技）在2015年12月完成由立訊精密領投的數千萬人民幣的A輪融資。

　　Meta在2016年6月13日宣布獲得包括Horizons Ventures Limited（李嘉誠旗下基金）、聯想、騰訊、Banyan Capital（高榕資本）、Comcast Ventures和GQY等共計5000萬美元的B輪投資。

　　Lumus在2016年6月16日宣布獲得盛大集團和浙江水晶光電公司領投的1500萬美元B輪投資。

　　此外，根據智東西對影創科技的專訪，他們A輪融資的時間實際為2015年12月。

　　從專利分布看AR產業鏈

　　目前AR相關方向世界專利申請數排名前二十的情況如下：

　　這些Top 20的公司基本對全產業鏈進行布局，但也各有側重：

　　微軟在AI／CV領域積累多年，識別、跟蹤、建模等AR底層技術方面有沉淀，其發布的Hololens是目前發布的最佳性能頭戴式設備硬件，運行Windows系統，有助于把既有的Windows應用和用戶群移植到HoloLens上，打造移動級消費產品的操作平臺。

　　高通發力驍龍820芯片，掌握電子元件重要環節。

　　Magic Leap的光場顯示原理可以克服眩暈等問題，若成功將會帶來行業質的飛躍，其demo效果驚人，市場矚目度非常高。

　　三星在顯示硬件方面專利世界第一，而顯示屏是AR至關重要的電子組件。

　　此外索尼、三星、英特爾、Darqi等也都進行頭戴式設備研發。

　　Intel、Darqi等都推出了自己的SDK開發包，走在算法研究前列。

　　谷歌繼谷歌眼鏡后開展的Project Aura是一系列AR為主題的項目，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。

　　蘋果收購了多家AR相關公司Polar Rose(面部識別)、PrimeSense(傳感器)、Metaio(SDK)、Faceshift(動作撲捉)。

　　產業鏈分析

　　從中我們可以判斷AR產業鏈主要分為硬件和軟件兩部分，其中軟件分為基礎軟件和應用軟件。AR將成為下一代計算中心，以及AR的市場空間將大大超過VR是兩個較為確信的推論。目前大部分AR硬件及解決方案仍處于開發階段，AR產業的每個環節都在初步發展期。

　　微軟、谷歌、蘋果、三星、HTC、索尼、英特爾、高通等在內的廠商在AR領域的投入將是未來主導行業發展速度的主要因素之一，初創團隊和高校實驗室等在研發上的能力不容小覷，作為研發主導型的產業鏈，誰掌握核心底層技術及其標準，誰都可能成為產業鏈的主角，不排除誕生新的蘋果、谷歌的可能。

　　HMD設備包括攝像頭、處理器、傳感器、顯示器等基礎部件，其中處理器廠商和顯示器廠商話語權比較重，目前以國外廠商壟斷為主。

　　而國內企業，特別是在供應鏈上的AR上市公司，表現較好的主要有下面的幾家：

　　SDK廠商底層技術領先

　　基礎軟件工具包SDK的發布是幾年來增強現實應用大力發展的主要原因之一。從1998年Daqri公司發布最早的較成熟工具包ARToolKit，截止目前已經有近百家公司提供了自己的SDK。

　　對互聯網行業來說，生態至關重要，SDK作為底層基礎軟件，連接硬件與內容。2015年10月高通向PTC出售Vuforia，對價高達6500萬美金，當時Vuforia擁有超過175000的注冊開發人員，提供超過20000個應用程序。商業類型的增強現實SDK的授權費比較高，Metaio在授權環節和升級換代后的重授權環節都需要收費。在行業競爭格局還沒有建立的情況下，SDK廠商在增強現實領域也有發展潛力，特別是同時推出硬件和SDK的公司。

　　到底AR什么時候爆發？

　　增強現實專利在2010年絕對量和相對量都大爆發，經過2010-2012的高速發展期，2013年開始逐步回歸理性，增強現實產業目前逐漸走出行業泡沫期，迎來初步發展。

　　通過對AR行業專利Top20公司進行分析，這些公司在硬件、基礎軟件和應用軟件方面進行了全產業鏈的布局和積累，并表現出了發力增強現實領域的決心，微軟推出的Hololens開發者版也受到了市場的關注和認可，這些TOP公司將大概率迅速推動消費級產品的推出和爆發，一定規模的量產消費級硬件產品預計會在2-3年后出現，5年后進入消費級產品爆發期。而爆發的順序則是消費級應用教育、游戲、電商傳媒最先爆發。