[人机交互] [智能硬件]
本文转载自：行业报告研究院
随着计算能力、屏幕分辨率的提升，语音及指纹识别功能的开发、屏幕更大、体积更轻薄已经一一实现，智能手机硬件及性能升级带给人们的使用体验已进入边际应递减阶段。但智能手机却激发了人们对于科技感的需求，VR/AR技术延续了智能手机的产业链，将成为下一阶段的主力产品，乃至下一代计算平台。2016年是VR元年，一大批消费级VR硬件和内容出现，但下半年以来，VR却遭遇资本寒冬。那么，VR在过去的一年中发展境况到底如何呢？本文是2016年VR/AR产业报告，比较全面地分析了VR行业现状。
一、行业发展背景
1、VR行业热度骤升
2016年被誉为VR元年，目前VR行业的热度仍处于峰值。根据谷歌搜索指数可知，自2015年11月开始，VR（Virtual Reality）在全球的关注度以极快的速度上涨。继Facebook、谷歌等海外IT公司开始涉足VR硬件、VR视频等内容，国内企业也开始将其业务与VR结合；同时，随着VR受关注度的提升，各大投资及研究机构也将重心向VR市场转移，出现了大量的报告以及事件新闻。
2、VR vs AR
单纯从虚拟成分及现实成分占比的角度，可以简单的认为VR呈现的是100%虚拟世界，是封闭的；而AR是基于现实环境，叠加虚拟物体或电子信息，从而对现实达到“增强”的效果。相较而言，AR的应用预计会更为广泛——作为现实环境的叠加，将人们所需的虚拟环境植入现实场景中，更接近人们生活与工作。MR（混合现实）没有一个准确的定义，通常是指虚拟信息和真实信息在某种程度上相结合，比如，虚拟信息可以“放臵”在某真实物体上，或者虚拟信息可以被真实物体遮挡等。我们对MR的定义，是通过环境监测技术把真实环境数字化，并与虚拟信息相互叠加和影响，让用户觉得虚拟信息成为真实环境的一部分，是虚拟现实技术的进一步发展，该技术在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。
3、行业发展驱动力
3.1.需求升级：更自然、更多维的人机交互
电子设备已成为当前社会人们接触社会最主要的工具之一。电子设备的发展激发了用户更丰富的需求；这些需求也反向推动了电子设备的发展。电子设备的需求主要集中于三个方面：信息的采集输入、信息的输出、内容端人与人互动的媒介。
3.2.技术升级：智能手机的延续，电子产业发展下一步
随着计算能力、屏幕分辨率的提升，语音及指纹识别功能的开发、屏幕更大、体积更轻薄已经一一实现，智能手机硬件及性能升级带给人们的使用体验已进入边际应递减阶段。但智能手机却激发了人们对于科技感的需求，VR/AR技术延续了智能手机的产业链，将成为下一阶段的主力产品，乃至下一代计算平台。PC时代提出的而摩尔定律在移动互联网时代再次加速，智能手机利用十年时间完成了PC几十年的发展过程。从大型计算机到台式机到笔记本电脑再到智能手机，技术的进步使得计算平台体积小型化、移动化成为可能。技术发展之快，计算平台更迭之迅速不断超出人们的设想。VR/AR已经与游戏和娱乐相结合，未来还将在教育、医疗、旅游、家装、电商等领域的应用发挥颠覆性的左右。由于其更自然、更多维的交互界面以及未来广阔的应用场景的特点，不难推断其将成为新一代的计算平台。
4.3.资本驱动：多方资本入局，全球融资额度不断攀升
自2013年以来，全球在VR/AR方面的投资就呈现上升趋势。根据Digi Capital的数据显示，2016年前两个月AR/VR的融资额度就超过了2015年全年的总和，仅Magic Leap在2016年年初的8亿美元的融资就超过了2015年全年的融资额。除去Magic Leap的8亿美金，2016年前两个月其他AR/VR融资依旧较2015年第四季度增长了20%。
二、VR进入高速发展期，内容需求量激增
1、VR技术的核心价值在于提升视听体验
相比传统娱乐方式，虚拟现实技术将用户的视听体验带到了一个全新高度，具体可体现在四方面：显示方式的进化，将传统平面显示方式升级成全景显示，大幅提高用户的沉浸感与内容的仿真程度；水平定位欺骗视觉，通过水平定位系统模拟用户的视角，同时通过高画质的全景展示做到对视觉的欺骗；3D音效掌控听觉，运用最先进的3D音效解决方案模拟环绕式听觉体验，让用户身临其境；多样的交互方式，结合手柄操作，行为检测，语音识别等多种类的交互方式以提高用户在行为甚至触觉上的交互体验。VR的主要设备构成包括输出设备、输入设备等，1935年开始有VR的学术作品描述，1962年起，VR的研发工作开始启动，1994年起业内持续迭代研发产品，2016年部分厂商开始推出价格亲民的设备，助推了VR产业的发展。
1935-1961（概念萌芽期）：1935年，小说家Stanley Weinbaum在小说中描述了一款VR眼镜，以眼镜为基础，包括视觉，嗅觉，触觉等全方位沉浸式体验的虚拟现实概念，该小说被认为是世界上率先提出虚拟现实概念的作品。
1962-1993（研发与军用阶段）：1962年，名为Sensorama的虚拟现实原型机被Morton Heilig所研发出来，后来被用以虚拟现实的方式进行模拟飞行训练。该阶段的VR技术仍仅限于研究阶段，并没有生产出能交付到使用者手上的产品。
1994-2015（产品迭代初期）：1994开始，日本游戏公司Sega和任天堂分别针对游戏产业陆续推出Sega VR-1和Virtual Boy等产品，在当时的确在业内引起了不小的轰动。但因为设备成本高，内容应用水平一般，最终普及率并没有很大.
2016起（产品成型爆发期）：随着Oculus，HTC，索尼等一线大厂多年的付出与努力。VR产品在2016年迎来了一次大爆发。这一阶段的产品拥有更亲民的设备定价，更强大的内容体验与交互手段，辅以强大的资本支持与市场推广。整个VR行业正式进入爆发成长期。
2、VR产业链尚处于投入建设阶段
VR覆盖了硬件、系统、平台、开发工具、应用以及消费等诸多方面，作为一个还未成熟的产业，VR的产业链还比较单薄。国内VR产业链中的主要组成部分包括：1）VR硬件设备研发商（灵镜，3Glasses，暴风魔镜，ANTVR、乐蜗科技、凌感、乐相科技等）；2）VR拍摄/动作捕捉技术商（Noitom，Insta360，Ximmerse，完美幻境，疯景科技、微动等）；3）VR内容研发商（天舍，超凡视幻，酷炫游，指挥家，时光机虚拟现实，zanadu 等）；4）VR平台门户企业（87870，IM.NET，赛欧必弗等）；5）其他产业链相关企业（顺网科技，焰火工坊，齐心暴维，一点网络等）。
国内外巨头纷纷开始布局VR产业链。Facebook、Google、Microsoft已经对VR进行了全产业链布局，Apple收购了多家软件技术公司开发VR所需的相关技术。国内巨头方面，腾讯最先布局VR产业链，侧重于内容与开发层面，阿里也发布了VR战略计划并对厂商MagicLeap进行了投资。
3、VR硬件集中于巨头，性价比有待提高
目前VR设备主要包括三类，眼镜盒子、一体机及PC端VR设备。目前国际成熟的设备产品均为PC端产品，依靠PC硬件的计算能力，PC端头显的运行效果及图像效果最为出色。眼镜盒子、一体机的功能则相对逊色不少。这也导致PC端设备对于硬件配置水平有着极高的要求。
3.1.硬件销量不足，标准化、性价比有待提高
目前全球VR硬件设备严重不足，根据SuperData统计的数据，2016年三大头显中PSVR预计销量260万台，Oculus Rift预计销售36万台，HTC Vive预计销售42万台，总计不足340万台，远远低于年初各大企业以及市场对其的预期。
不同平台标准难以统一，内容开发者受到抑制。目前VR领域不同的厂商所定立的软硬件标准不尽相同，导致各平台之间难以相互支持。VR开发者需要考虑其产品如何应用于不同平台，这大大提高了VR开发者的成本以及开发周期。由于优质内容的缺失，VR硬件产品对于消费者的吸引力也随之下降。同时，硬件终端的不足抑制了内容开发者的开发热情，再次降低了优质VR内容的产出率，形成恶性循环。
VR硬件性价比不高，市场购买意愿较低。对大众而言，VR只是一种用于娱乐的工具，并非一种刚性需求。所以，产品的实用性以及价格将是用户是否购买产品的关键。根据艾媒咨询对国内VR潜在用户的行为调查，71.3%的受访者没有购买VR产品的意愿，超过四成的受访者认为价格太高所以不愿购买，另有16.4%的受访者认为实用性不高所以不愿购买。VR硬件价格显然成为了制约其发展的重要因素。目前，大众认为体验效果较好的整套VR设备价格在868-1699美元，折合人民币约5900-11500元，整体价格偏高。而艾瑞咨询的调查则显示近八成的受访者期望VR设备定价在3000元以内，这显然低于所有市面上成熟，优质的VR硬件设备的价格。而且限于VR行业仍处于发展初期，其硬件产品售价难以以很快的速度下降。相对于整套VR设备，眼镜盒子的价格明显降低，但由于其本质是利用智能手机充当VR硬件终端，所以体验感较差，难以长时间使用，实用性不强。整体而言，VR硬件产品仍处于发展阶段，虽然其娱乐作用十分强大，会有更多的用户愿意付费尝试，但短期之内大部分用户仍不会选择自己高价购买VR设备以满足自身需求的消费习惯。
3.2.巨头掌控市场，一体机为新趋势
VR头显类设备中，体验度由纸盒子到手机盒子到PC头盔依次递增，良好的沉浸式体验仍需要依靠PC端主机强大的计算能力作支持。不同于智能手机，由于通信是用户刚需，在高端品牌手机价格昂贵的前提下，国产高性价比手机及小品牌、山寨机则在二三线城市及农村这类消费水平比较低的地区占据一定市场。VR设备则更多的是娱乐及消费升级，是用户追求生活必需以外的沉浸式体验和新鲜感。与游戏主机类似，用户更相信国际大型企业的产品，如PS和Xbox。因此，国内小品牌VR设备厂商很难有独立存活的机会。
短期内在移动端，“眼镜盒子”的销量会明显高于“一体机”：C端消费者付费意愿较低；在内容及应用还处于发展前期状态时；手机硬件更新速度加快。目前，手机硬件的更新速度已缩短至6月-1年左右，快速更新的硬件水平为眼镜盒子提升体验水平给予了极大的支持；手机企业已切入VR硬件设备市场。预计2016年手机出货量极大的三星、苹果、华为在VR都有所布局。不久之后，眼镜盒子很可能变成与耳机、手机壳类似的手机衍生品。但从长期看，只有一体机才具备“计算平台”的雏形，即不依靠其他设备提供计算能力和操作系统。可以预见，在硬件计算能力及软件操作系统日趋成熟后，一体机将成为VR设备主流产品，甚至成为下一代计算平台。
4、应用场景广阔，游戏内容有望最先获突破
随着2016年12月8日HTC、Google、Oculus、Samsung、Sony联合发起成立全球VR联盟，希望借此整合全球VR行业资源。未来VR硬件及软件有望迎来全球的标准化，这将是VR软件发展的好时机。VR的应用场景包括游戏娱乐类、生活服务类、商业服务类。
游戏娱乐类内容是VR用户期待度最高的内容版块，主要包括：1）VR游戏，有极强的游戏沉浸感，市场玩家基数大，潜在用户群大，已开发内容相对丰富；2）VR影视，提高观影整体沉浸感，其全景观看技术对观影形式创新，已开发内容相对丰富；3）VR直播，通过VR技术提高演出直播展示效果，弥补无法去现场观看的遗憾，观看视角更多变，可以选择不同视角全景跟踪观看。
VR技术可以让生活体验得到升级，生活服务类主要包括：1）VR社交，产品尚未成型，但一直是人类对“虚拟现实”的最终幻想，用户可以不同的身份在完全虚拟的世界中学习、逛街、交际，可以尝试改变自己的性格，更新自己的交际圈，挑战平时不太会做的事；2）VR教育，在技术操作类教学案例上更受欢迎，实验操作摆脱了空间、材料、工具的束缚，能够随时随地进入教学环境参与教学；3）VR旅游，虽无法完全代替真实旅游的体验感受，但可以带用户体验南北极等极端地区，不受时间限制，可以作为日常生活放松身心的方式。
VR技术可以帮助提高商业效率、降低商业风险，商业服务类主要包括：1）VR交易，目前主要用于汽车销售、房屋展示，可以有效节约销售方的人力物力以及消费者的时间，其主要价值在于精简了传统的交易模式；2）VR训练，专业技能训练是VR技术最早被应用的领域，将主要用于军事训练、驾驶训练、手术训练等技术含量与操作风险较高的领域，可以在保证强度的同时规避风险。
5、资本市场未来更关注VR软件
作为一种新兴技术，无论是VR硬件还是VR软件都需要大量的资金投入才得以快速发展。2015年，一半以上的VR投资案例集中在硬件设备上，这也使得VR硬件在2015年得以高速发展。但硬件和软件本来就是互相促进、互相制约的。当VR软件的发展远远滞后于硬件时，硬件的变现也出现了问题。这也使得关注VR领域的资本开始将他们的投资重点向VR软件转移。
投资案例比例
投资规模比例
据投中研究院统计，2016上半年相较2015年VR内容制作的投资案例比例从36%上升到50%，投资规模比例从16%上升到37%。VR软件渐渐取代VR硬件成为资本在VR领域最重视的部分。同时，国内外的IT巨头也纷纷进入到VR软件领域：
1）Google开发3D全显示还原地图，参投VR游戏开发公司Resolution Games，建立VR软件的Google Play应用商店，开发基于安卓的VR平台Daydream；
2）Amazon开设VR试衣间、在线购物，建立VR专题商店；百度开设百度教育虚拟课堂，爱奇艺推出VR频道、VR APP；
3）阿里搭建VR基础平台和软件开发工具，帮助商家建设VR商店，旗下Buy+计划建立全球最大3D商品库；
4）腾讯推出VR SDK1.0，提供云计算服务方案，向VR平台导入腾讯游戏；
5）华为提供面向VR的全面云服务、云操作系统、Fusionsphere、大数据平台，与暴风魔镜合作，与华策开发全景漫游、VR游戏等内容。
随着硬件逐步走向成熟，真正用于吸引用户的软件随之成为资本以及IT巨头新的聚焦点，在资本的支持下，VR内容开发者将获得足够的资金进行研发，从而获得快速的发展。
三、AR市场潜力更大，应用场景更广
一个典型的AR系统结构由虚拟场景生成单元、透射式头盔显示器、头部追踪设备和交互设备构成。其中虚拟场景生成单元负责虚拟场景的建模、管理、绘制和其它外设的管理；透射式头盔显示器负责显示虚拟和现实融合后的信号；头部跟踪设备跟踪用户实现变化；交互设备用于实现感官信号及环境控制操作信号的输入输出。首先透射式头盔显示器采集真实场景的视频或者图像，传入后台处理单元对齐，进行分析和重构，并结合头部跟踪设备的数据来分析虚拟场景和真实场景的相对位臵，实现坐标系的对齐并进行虚拟场景的融合计算，交互设备采集外部控制信号，实现对虚实结合场景的交互操作。系统融合后的信息会实时地显示在头盔显示器中，展现在人的视野内。
1、AR市场潜力巨大，超过VR
根据Zion Research的数据，截止2015年，AR市场的规模价值约为33.3亿美元，相比2011年的1.81亿美元，其年平均增长率已超过100%。随着大量资金注入AR项目及AR创业公司，尤其是随着谷歌、佳能、高通、微软等大公司的入场，第一批消费级AR产品已经出现。未来，随着实际商业利益的出现，AR还将与消费、医疗、移动、汽车以及制造等领域相结合。根据Digi-Capital给出的数据，2020年AR的市场规模将达到1200亿美元，远高于VR的300亿美元。
虽然AR沉浸式体验的不足导致其在游戏与影视方面难以达到VR的效果。但由于VR是创造一个完全虚拟的世界，用户需要带着完全封闭的头显设备，大大降低了其在移动中的可用性。AR则很好的克服了这一点，用户完全可以一边使用一边四处活动，融入到日常生活当中。当你经过杂货店时，你可以在眼前的虚拟屏幕上看到制作意大利饭所需的食材和配料清单。当你阅读一本有关天文学的书籍时，你周围可能会出现一幅太阳系的图像。AR的软件与服务拥有可与如今的移动市场相媲美的经济效应，可以利用现有的其他产品的市场，并不断扩张。
2、智能手机为最具前景平台，大规模部署仍面临挑战
由于移动性强且普及面广，智能手机自然成为了AR大众市场最具前景的平台。智能手机生态系统为面向大众部署AR的纯软件解决方案提供了一切要素，但大规模部署仍存在重大障碍：
2.1.相机质量与成像处理。智能手机通常配备的相机传感器在弱光条件下表现糟糕，图像模糊，出现明显色差。相机传感器通常禁止低层次访问，无法控制曝光、光圈及焦距。小型CCD传感器导致相机采样噪点增加，进而严重影响后续CV算法的发挥。图像获取过程中的质量损失很难通过后期处理步骤补偿。
2.2.电量消耗。相机传感器在以高帧率持续运行时耗电量很大，原因在于手机相机的主要用途为拍照，而非摄影。同时，传感器和网络接口的耗电量也极大。功能强大的AR应用会迅速耗费手机电量，这也导致其只能短时间使用。
2.3.网络依赖性。由于AR的使用往往处于移动的状态，所以用户大多数需要使用移动网络支持AR应用，成本较高。同时，若在移动网络没有覆盖或信号较弱的地方，AR应用的用户体验就会大打折扣。
2.4.可视化与交互的可能性。用户可接受最大设备的尺寸严格制约了显示屏的大小。交互技术同样存在限制，当前最先进的多点触控界面仍难以满足一些特定需求，如像素级的选取。算法方面，动态场景与AR真实感也存在矛盾。在室外场景中，所有物体都在变化：行人、光照和天气条件等。定位将会因此受到严重影响，当新物体突然出现在AR所增强的场景中，如果算法没有很好地考虑阻挡推理，即便视觉效果再好，硬件性能再强，仍会对用户的体验造成影响。动态物体与虚拟内容之间交互的缺失绝对会损害AR应用的真实感。
3、IT巨头开始布局，看好AR
虽然现在VR的热度明显高于AR，其发展也相对迅速。但国际上IT巨头仍看好AR未来的发展，已经纷纷开始布局。
3.1.苹果：开始布局，待市场成熟进入。2015年5月，苹果收购了一家名为Metaio的德国AR公司。该公司主要开发基于智能手机的AR应用软件，比如曾开发一款让家居视觉化呈现的工具。该公司被收购后人员直接融入了苹果的开发团队。2014年年底，苹果收购了一家从事脸部视觉识别的公司FaceShift，该公司的技术能够利用摄像头对用户脸部图像进行实时捕捉，甚至可以生成虚拟的头像。《星球大战：原力觉醒》的特效团队曾利用其技术让外星人的脸部形象更加栩栩如生。此外，苹果还曾收购了以色列的硬件公司PrimeSense，主要为微软的Xbox游戏机制造Kinect动感捕捉摄像头。该公司具备了先进的手势动作识别技术，也可以应用于AR头盔当中。
除各种并购外，苹果也储备了一些和AR有关的技术专利。虽然这并不意味着苹果一定会开发相关产品，但极可能是其未来产品开发的方向。虽然苹果现在还没有推出AR产品，但根据其以往的风格，极有可能在时机成熟时再进入市场。
3.2.微软：早期进入，已有现象级产品。微软是最早布局AR的巨头之一，其在2015年就推出了AR头盔HoloLens，开发者版已经开启预订，售价为3000美元。HoloLens可以将屏幕投射到墙上。当用户四处走动时，屏幕依然会留在原地。HoloLens可以在正确角度向用户眼中发射光线，让用户感觉屏幕真的出现在墙上。HoloLens本身就是一台独立电脑，拥有自己的CPU和GPU，以及负责支持创造全息图全部必要计算的全系处理单元。在消费者方面，HoloLens有着巨大潜力，完全可以取代传统电视、电脑、手机的功能。在企业方面，HoloLens可应用于实现3D模型或设计的可视化，也可用于视频会议以及在线零售等多种场合。由于HoloLens运行Windows10操作系统，通用应用将可在其上顺利运行。这将吸引大量开发者为其开发或转型优质的应用。
3.3.谷歌：资金注入创业项目，有望获得现象级产品。谷歌和联想合作，推出Project Tango项目，旨在赋予智能手机3D绘图和创造AR体验的能力。Tango智能手机相当于一个完整功能的AR设备。同时，谷歌还投资AR创业公司Magic Leap。Magic Leap专注于AR技术的研发，其最终产品很有可能是一款头盔，可将电脑生成的图像投射到人眼中，最终在现实图像上叠加一个虚拟图像。
4、与现实世界相结合，可应用场景广泛
目前AR技术的发展还未成熟，已经推出的应用较少。但其未来可能实现的场景以及正在进行的AR创新案例中，按照功能可大致分为四类：情景敏感式信息、增强感知、混合现实模拟、虚拟界面。
4.1.情景敏感式信息：在恰当的时间地点出现的信息
情景敏感式信息，即根据特定情景轻松获取互联网已有静态数据的各种应用，例如Wikitude和Metaio公司的Junaio。用户可以通过手机摄像头的视角看到周围的数字信息，比如博物馆、商店、餐馆或者前往下一个公交站的步行路线。该软件通过 GPS、WiFi和3D建模实现图像识别和用户定位功能。语言翻译是AR应用中最具发展前景的领域之一。现有的一款应用Word Lens能够将文本同步翻译成另一种语言，用户只需将设备对准外国文字即可。设备将信息翻译之后，还将覆盖在原文的平面上，并保持跟原文一样的字体。
4.2.增强感知：成为人类2.0
AR技术可通过设备传感器收集的数据形成新的信息，从而增加用户的感知，延伸人类的能力。Recon Jet是用于休闲活动的AR系统。该设备便于运动的平视显示器（HUD）可与蓝牙、WiFi等第三方传感器连接，提供导航和天气信息，访问社交网络，显示实时的状态信息，例如用户的移动速度、目的地的距离、目前的海拔等等。未来将针对危险环境中工作或从事体力劳动人群开发可穿戴AR设备，检测他们的生命特征和周围环境。
4.3.混合现实模拟：在现实中探索虚拟
通过混合虚拟现实，用户可以在现实环境中动态地更换或调整虚拟物体。宜家应用Ikea Catalog可以让用户通过移动设备将所选的数字版宜家家居“放置”在自己的房屋当中，从而更方便地测试家居的尺寸、风格、颜色及摆放位置。日本黑客利用现有的3D模型和廉价的动作传感器实现了与日本超人气虚拟歌手初音未来的“AR约会”。未来，AR技术或许可以将虚拟伴侣实现，为用户日常生活提供帮助。
4.4.虚拟界面：在虚拟中控制现实
虚拟界面关注的是提供以数字形式控制现实世界物体的新方式的AR技术。AR技术可以通过手势识别来建立虚拟的键盘或触摸屏，完成用户对于计算机设备的控制。除此以外，还可用来控制汽车、智能家居等等。中国电商1号店建立了全球第一个AR连锁超市。超市将有约1.2平方米的货架，裸眼看货架上并没有商品，但通过AR设备则可看到一个完整超市所具备的所有商品。用户可通过移动设备扫描商品，从而完成购买，商品将配送到用户家中。
四、产业链投资标的
VR/AR技术已被列入十三五规划，这意味着国家将大力推动VR/AR上下游的整个产业链发展，这将促进VR/AR与各个领域的融合发展，VR/AR作为新一代计算平台，有极大可能成为下一个互联网的主要入口以及交互环境。2016年被称为VR元年，VR技术正式进入并影响了我们的生活、娱乐、工作，VR更将与影视、医疗、教育等方面进一步深度结合，根据艾瑞咨询预测，2020年中国VR市场将超过500亿人民币。
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