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虚实交融不分 创造市场新需求

Toshiba推出AR100 HMD,抢攻企业及工业应用市场(来源:Toshiba.com)
Toshiba推出AR100 HMD,抢攻企业及工业应用市场(来源:Toshiba.com)

虚拟实境(VR)和增实境(AR)技术逐渐进化,引发市场对这些新兴虚实融合技术的期望越来越高。根据市场研究公司IDC估计,2017年AR和VR头戴式装置(HMD)市场约1,370万台,到2021年将成长至8,120万台,年复合增长率(CAGR)为56.1%。

其中,直到2019年,VR头戴式装置皆维持90%以上的市场占有率,AR仅占小部分,然而到2020?2021年间,AR头戴式装置将拿下四分之一的市场占有率。

高通推出XR延展实境参考设计,引入「Adreno 视觉聚焦」创新技术(来源:Qualcomm.com)

高通推出XR延展实境参考设计,引入「Adreno 视觉聚焦」创新技术(来源:Qualcomm.com)

AR头戴式装置之所以能在2020年开始成长快速,主因为技术进展后,相较于典型的VR应用以娱乐为主,AR的应用更为多元,可以涵盖许多产业应用,因此能够创造更多产值。

也就是说,现阶段的AR头戴式装置的功能都只是未来的一小部分,且产业用途的AR头戴式装置价格将高于VR的娱乐用途装置,因此IDC估计AR头戴式装置至2021年将创造300亿美元的营收,几乎是VR的两倍。

锁定工业应用  增实境用途多

从产业应用的角度来观察,根据高盛银行(Goldman Sachs)研究部门发表的报告,2025年AR/VR市场应用分布,数码游戏(33%)、医疗保健(15%)、工业应用(13%)是未来三个主要的应用领域。

其中,AR的工业应用案例越来越多,许多企业视之为潜力无穷的商机所在,纷纷推出对应产品。例如,Google Glass重新推出Google Glass Enterprise Edition,改为诉求企业应用,包括工业检测、汽车装修指示或医学手术辅助等易用,与波音、奇异电子与DHL等企业已有所合作。

此外,日本东芝近期也推出可穿戴式AR眼镜AR100 HMD,抢攻企业及工业AR应用市场。这款AR眼镜配备一个分辨率达640×360像素的0.26英寸屏幕,能在屏幕上显示最高720p影像画面,并且配置500万像素镜头镜头、麦克风,以及各种传感器,可以用来拍摄照片,录制和传输现场影像,也能打开档案文件,或是以Skype进行通话,并且支持Windows 10平台。

VR/AR浪潮袭来,迟早会进入我们生活及工作领域,然而,究竟何谓VR?AR?此外,MR和XR又是何方神圣?在此加以说明:VR是Virtual Reality的缩写,中文为「虚拟实境」,意指所有看到的一切皆是虚拟;AR则是Augmented Reality的缩写,中文为「增实境」,是指将虚拟信息加入实际生活场景。

较VR/AR更令人感到陌生的MR,其英文原文为Mixed Reality,也称为Hybrid Reality,字面意义的解释就是混合了AR和VR。相对于AR是将虚拟信息加在现实环境中;VR将真实信息加入虚拟环境中;MR则是将虚拟世界与真实世界混合在一起,基本上,MR与VR相似,但使用者所看见的环境是依现实为底去建构并实时呈现,且现实能与虚拟物件能进行互动,产生全新的视觉化环境。知名的MR产品例如微软的HoloLens。

至于XR(Extended Reality;延展实境) 则是VR、AR、MR这三种技术的集合,可以说XR是虚拟现实交错融合技术的总称,任何VR、AR、MR的应用都可归类到XR的范畴内。

移动设备+XR  厂商积极布局

XR此一概念是由高通(Qualcomm)提出,该公司认为未来将面对VR/AR/MR三者融合的大趋势,且XR的发展将不会由PC引领,而是由移动领域驱动,且移动运算将从手持变成头戴为主。针对此一发展,若要在移动端实现XR,则终端必须具有低功耗、小尺寸与可扩展的特性,如此一来,XR才能被更多用户接受与使用。

从此需求出发,高通的Qualcomm Snapdragon 835便是专为支持XR体验所打造的移动平台。更进一步的,高通甫于日前宣布推出基于Qualcomm Snapdragon 845的全新XR虚拟实境参考设计。

根据高通的数据,Qualcomm Snapdragon 845引入的XR延展实境技术创新「Adreno视觉聚焦」,可将图形渲染和眼球追踪相结合,能够了解用户正在注视的位置,此技术目的在于将最高等级的图形资源聚焦于使用者注视的位置,进而提供最清晰的视觉效果。

此外,六自由度(6DoF)和实时定位与地图构建(SLAM)技术的结合则实现室内空间定位(Roomscale),可在一个空间内追踪身体和位置的功能,用户无需线缆或额外的空间传感器,便能够在所处的延展实境环境中自由移动,这是在移动独立式终端装置上首次实现该功能;此功能主要是透过Qualcomm Snapdragon 845中全新的专用Hexagon DSP和Adreno视觉处理子系统进行处理。

据悉在XR此一新兴产业,高通已支持客户推出超过20款XR终端装置,包括独立式头盔,以及支持XR的智能手机等。

当然,不仅高通,AR/VR/MR的强劲市场潜力让国际大厂早已纷纷投入布局。微软(Microsoft) 推出HoloLens头戴装置,且凭藉Windows OS优势可订定装置规格标准与建置MR App商店;另外提供HoloLens技术给PC厂,发展兼容Windows Holographics的智能头戴装置。微软在此领域的影响力日渐扩大。

苹果推出新版AR开发平台ARKit 2.0,开始支持多人AR共享协作,让开发者能开发更多互动AR应用,此外,Apple也与皮克斯(Pixar)合作推出一个AR开放档案格式usdz,能在分享如信息、Safari网页、邮件、档案及新闻等App的内容时,加入3D渲染的图形或动画特效,为用户带来AR体验效果。

改善使用者体验  Micro LED被寄予厚望

从另一个面向来看,为达到VR/AR头戴式装置所需效能,未来显示器制程已经不能再用传统观念切入,必须利用半导体制程来制作,例如矽晶OLED(OLED on Silicon;OLEDoS)与Micro LED,皆为未来较为看好用于VR/AR的显示技术。

工研院IEK研究指出,目前的VR/AR头戴式装置能会让使用者感到晕眩,欲改善此问题,必须实现更快响应速度及更高ppi像素,为此,许多厂商开始采用半导体等级技术。基本上,若以传统面板制程制作,LCD或AMOLED面板最高只能达到700ppi像素。若以半导体制程制造,则像素可提升至1,000ppi。矽晶OLED甚至能够达到2Kx2K超高分辨率。

另外,同属半导体制程的Micro LED显示技术,据悉VueReal公司已在2017年开发出高达6,000ppi的Micro LED显示器,且Micro LED的响应速度已可做到奈秒(Nano Second)等级,因此一般认为Micro LED是VR/AR头戴式装置的理想显示技术。

展望未来,随着国际级科技大厂相继推出VR/AR/MR穿戴式装置产品,各种虚实融合技术的导入将创造出前所未有的新兴感官体验,影响范围将遍及人类社会的各个层面,从日常生活到工作领域,我们将迎来一个虚实界线逐渐模糊的未来世界。


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