【深度】3D识别到AR眼镜 从输入到输出的创新之路

1  苹果搭载3D摄像，Magic Leap公布新产品，AR快速普及

1.1 Magic Leap公布最新AR头显产品

2017年12月20日，Magic Leap正式更新了其官方网站，并通过官网发布了旗下神秘AR头显Magic Leap One，开发者版本将于2018年发货。我们此前一直看好2018年AR眼镜的机会，此次Magic Leap公布AR头显设备，是第一次兑现。公司产品此前一直处于概念阶段，经历了四轮融资，融资总额达到19亿美元，估值达到近60亿美元。

根据官网公布的消息，Magic Leap One包含AR眼镜以及计算引擎、控制手柄共三款产品，拥有数字光场、视觉感知、持久化对象、声场音频、高性能芯片组和下一代交互等特性：

•数字光场：产生不同深度的数字光，与自然光无缝融合，生成共存于真实世界中逼真数字对象；

•视觉感知：基于机器学习的视觉感知，传感器套件可以检测表面、平面和对象，从而可以对物理环境进行数字重建；

•持久化对象：光场对象能够维持在初始位置，不随人体的移动而移动；

•声场音频：模拟现实世界声音的传递，声音强度会反映物体的远近；

•高性能芯片组：提供高保真的，游戏质量级别的图形，提供笔记本电脑的功率和性能；

•下一代交互：空间界面包括多种输入模式，包括语音，手势，头部姿势和眼动追踪。

Magic Leap采用的是不同于以Holoens为代表的立体显示技术的另一种显示技术，称之为光场显示，其原理是模拟四维光场实现立体感。与目前的立体显示技术相比，其最大的优势在于解决了聚散冲突问题，即人眼可以选择主动聚焦，不会产生眩晕感。但同时光场显示的计算量非常大，因此计算平台轻量化和电池续航能力是一个很大的挑战，可以看到在Magic Leap One中配备了一个便携的独立计算引擎，来支持庞大的计算功能。

2 3D Sensing打开AR/VR应用场景和成长空间

简单的说 3D Sensing就是原有的摄像头再新增一个测算深度数据的模块。

3D Sensing打开多样化应用场景，不仅仅包括现阶段大家最关注的iPhone X人脸识别功能，在此之后的手势识别，乃至AR/VR融合，带来硬件+软件升级变化，才是本篇报告关注的重点。

•应用场景1：人脸识别，3D摄像头拍摄人脸深度信息，相较传统人脸识别方式大幅提升准确率。

•应用场景2：手势识别，利用3D摄像头技术，人机交互方式通过捕捉手势变化进行识别处理。

•应用场景3：AR/VR，AR/VR采用3D摄像头技术，1）获取周围环境图像的RGB数据和深度数据，进行三维重构；2）实现手势识别、动作捕捉等交互方式。

2017年iPhone X和其人脸识别平台给了3DSENSING应用足够多的关注，但是实际上一系列搭载3D SENSING产品已经面向市场。最早的3D SENSING应用为微软在2010年11月面向XBOX游戏平台推出的Kinect体感设备，它实际上是利用其搭载的3D SENSING系统，通过即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能让玩家摆脱传统游戏手柄的束缚，通过自己的肢体控制游戏，并且实现与互联网玩家互动，分享图片、影音信息。

Kinect XBOX每年的销量在千万级，而智能手机的用户在十亿级以上，我们看好智能手机通过搭载3D SENSING，融合AR后打开AR更广阔的成长空间。

目前我们看到除了苹果ARKIT外，2017年8月安卓手机也推出了相应的AR 方案：谷歌的AR Core，即基于安卓平台的AR SDK。继苹果之后，安卓手机AR普及也将是大趋势。继谷歌自己的手机PIXEL系列搭载AR Core后，三星和谷歌也宣布了一项合作，将谷歌的增强现实开发平台ARCore引入三星Galaxy智能手机系列。

苹果在iPhone X上搭载深感相机系统只是苹果标准化Face ID第一步，正如此前苹果TouchID普及路径一样，未来有望在苹果平板、笔电上搭载Face ID功能。

手机品牌上，包括三星已经在准备开发搭载3D SENSING的手机产品，预期会带动整个安卓阵营，包括国产机厂商3D SENSING渗透加速。

国内高端品牌占比提升，对手机产品品质要求更高：价位上来看，近年来随着整体智能手机增长放缓，智能手机增长驱动转变为消费升级驱动，终端厂商更加追求产品差异化，高端机型占比提升。GFK预测，2016年2500元以上高端机型出货量已经从2014年的15%大幅提升至26%，2017年前三季度，全球智能手机平均售价创纪录同比增长7%，国内智能手机平均售价增长了15%，同时高端机型出货量占比提升。价格上扬的同时，越来越多的高端功能引入手机，如防水、大运存、大电量、高音效、拍照、无边框、甚至生物识别等功能。

高端智能手机（我们的定义在2500元+）搭载3D SENSING进入提速期，预计3D SENSING手机在高端机型出货量呈现快速增长态势，假设到2020年3D SENSING在高端智能手机中渗透率达到70%，2017年-2020年搭载3D SENSING的智能机由4000万部上升至4.7亿部，复合增速在127%。

3  3DSENSING打开手机市场，AR应用快速打开

3.1  从ARKIT到ARCORE，AR手机应用生态正在形成

（1）苹果AR布局已久

苹果在2017年6月的苹果WWDC开发大会上推出了ARKIT，IOS系统下的AR应用开发平台，供开发者使用测试版的ARKIT。苹果用户更新到IOS 11后就可以使用ARKIT下的AR应用。

事实上，苹果在AR领域布局已久，每一次新产品的推出背后都有收购公司技术/自研专利的支持。

（2）苹果ARKIT极大推动移动端AR发展

用户端来说，ARKIT对用户极度友好，通过iPhone现有的摄像头与陀螺仪就能实现绝大多数AR体验。完全不需要额外的设备，成本非常低。我们认为一项技术能不能在C端爆发，有一个重要因素就是设备是否便捷易得到。从硬件上看，iPhone搭载AR几乎不需要新增成本。

开发者端而言，ARKIT已经集成了大量的AR算法和软硬件结合SDK，开发者只需要开发相应的应用内容，而之前AR内容公司需要自己投入AR算法和SDK，开发成本极高。这也是AR此前发展缓慢的重要原因。ARKIT推出后，大量手机应用开发商预期都会涌入AR内容开发，AR内容预期快速增长。

苹果ARKIT推出后，大量AR应用已经推出，产品涵盖游戏、商业、地图、教育等多个场景。

（3）安卓系统跟进，推出ARCore

而2017年9月，安卓系统也推出ARCore，也是针对移动设备上的单目+IMU(Inertial measurement unit惯性测量单元)的增强现实方案，试图打造用户量最大的AR平台，对标苹果的ARKIT。安卓系统此前也有Project Tango平台，但是其对硬件要求太高（鱼眼镜头+3D SENSING等），此次ARCore作为一个更普适性的平台，目前已经支持三星Galaxy S8及Google Pixel等机型，预期ARCore的推出会加速AR在安卓机型中的渗透。

我们看好AR应用广阔前景：由于智能手机保有量非常高，在智能手机终端加持下，移动AR有能力且有潜力成为下一代革命性技术。移动AR在提供实用性和娱乐性同时，采取低成本、更方便的方案，更易于应用端的普及。我们选取电商和游戏场景，判断是移动AR最先普及的应用。

3.2  电商——最易变现的场景

（1）从消费习惯上看，目前手机支付已经成为国内消费者主流支付方式。根据中国互联网信息中心发布的《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2017年6月，我国使用网上支付的用户规模达到5.11亿，占我国人口的1/3以上，其中手机支付增长迅猛，网民手机网上支付的使用比例由67.5%提升至69.4%。无论是线上还是线下，用户采用手机购物+买单已经成为习惯。

（2）从用户需求端看，电商结合AR确实有其需求：比如服装电商，消费者会购买衣服会关心衣服穿在身上是否合身；家居电商，消费者会关注购买的家居是否契合家居装修风格。

（3）用户成本极低，用户只需一台拥有摄像头的手机（拥有3D SENSING 摄像头可以立体建模，效果会更好），就可以实现AR电商，用户覆盖面高，消费成本低，消费者覆盖率我们认为会非常广。

Ar在电商行业一方面为消费者提供足不出户就体验购物效果的便利，另一方面能够增强顾客对品牌的认同感。

目前AR电商已经逐渐开始普及：比如匡威就已经推出了自助试鞋的应用，顾客坐在椅子或沙发上，将智能手机指向自己的脚。运动鞋取样器App提供一系列不同样式的鞋子，并可以和顾客的脚进行叠加。只需要看看手机屏幕，顾客就可以观看到穿上鞋子的实际效果。

而知名的家具制造商宜家利用AR技术将消费者的家打造成购物中心。家具零售商的一大困扰就是顾客在店里不清楚家具是否和自己家匹配。过去，家具零售商要么让顾客测量自己家空间的各种尺寸，要么雇佣室内设计师去帮忙决策。新的宜家家具产品目录带有一个创新的AR特色，顾客可以在自己家里购物，观看新家具是否合适，将家具虚拟的搁置在家中任何地方。这个AR应用可以呈现出家具的3D效果，顾客在手机屏幕上可以看到各种家具摆在家里的样子，还可以在家具周围走动，从不同的角度去看是否合适。

3.3  游戏——AR结合LBS打造游戏大趋势

LBS是location basedservice的英文缩写，意为基于位置的服务，它包括两层含义，一是确定移动设备或用户所在的地理位置，二是提供与位置相关的各类信息服务。

LBS+AR就是融合了基于地理位置和增强现实，此前其应用主要都在各类游戏之中，其中例如去年火遍全球的《Pokemon Go》，就正是这一应用的最佳代表。游戏在定位玩家的地理位置后，系统设定分布在该地域的妖怪品种以及出现几率，玩家跟着导航就能找到各种口袋妖怪，并且游戏中还运用AR技术，让玩家捕获妖怪的扔球动作原汁原味再现于现实。

根据Sensor Tower统计，Pokermon go上市首周用户数量就突破千万，一度成为去年现象级手游。

我们认为该游戏如此火爆的原因，除了岩田聪时代塑造口袋妖怪的粉丝情怀外，LBS+AR技术带来的全新体验也是不可忽视的因素。由于会使用到位置信息，所以运用了LBS+AR的游戏也具备了天然的社交属性，这也成为了一种全新的场景社交方式，介于纯线上和纯线下社交之间，可以促进线上用户与线下场景之间的联系，能够大大促进用户基于消费场景而进行互动的行为。

《Pokemon Go》的成功，也让LBS+AR吸引了各家互联网公司的目光，因此也纷纷上线基于这一技术的玩法。例如去年支付宝与QQ就推出了基于LBS+AR的红包，除了用户之间可以互发AR实景红包，借此加强线下交流之外，商家也能用实景红包在春节这个特殊的时间点与用户加大互动力度。自IOS 11上线以来，ARKit应用在全球共被下载了300多万次，其中手游类ARKit 应用占比最大，达到35%。

从实现的形式来看，AR游戏主要有两种形式，一是集成在原有应用内的新功能：如支付宝AR红包、阴阳师现世召唤等，二是纯AR类手游，将游戏场景搭建在现实中，包含模拟养成、策略、动作、体育类游戏等类别，其中以动作和策略类居多。

从数量来看，以中国地区为例，AR游戏数目不多，且尚未出现如PokemonGO一类的现象级手游，可以推测AR游戏尚处于研发阶段。从两游戏大厂网易和腾讯的布局来看，网易自2017年9月以来已经上线了两款AR游戏（破晓唤龙者、悠梦），腾讯目前没有上线AR游戏，但微信有展示一个类似游戏的AR demo场景，可以推测在AR应用方面也有深入布局。

4  移动AR打开行业应用空间，AR眼镜空间广阔

4.1 AR市场空间较VR更广

（1）VR头盔现状：销量下滑，产品分化大，应用路径尚不清晰

据SuperData数据，2016年作为VR元年，全球市场设备总销量630万台，不及预期。此后IDC将2017年的高端VR 设备销量预期下调至640万部。而根据IDC 2017年上半年发布的数据来看，2017年上半年全球AR/VR头盔合计销量为228万台，不及此前销量预期。

从品牌来看，作为VR市场最便宜的头戴设备之一，三星Gear VR市占率最高，为21.5%，但销量出现下滑， Sony PS VR和HTC Vive紧随其后。

从产品来看，VR头戴设备两极化分化严重。高端产品使用成本高：PC端VR HTC Vive、Oculus rift、Sony PSVR 等都需要连接高性能的PC或游戏主机以支持头盔的运作，而以三星Gear VR为代表的移动端VR则对手机的屏幕分辨率、刷新率和延迟数据有所要求，国内大部分第三方移动VR厂商不具备和手机兼容适配的能力，手机本身配置也不尽如人意。

低端产品廉价化，性能体验差：据GFK统计，2016年中国零售市场VR硬件月平均销量达到38.2万台，但多半是眼镜盒子，几乎没有高端品牌，单台平均价格137元，且价格还在持续走低。以暴风魔镜为例，使用者多出现明显的眩晕和不适，且对画质不满，“VR眼镜被使用过几次之后就再没拿起过”的现象成为了行业内不争的事实。

从应用端来看，分为2B和2C两块。2C端，目前用户体验的内容以全景视频、游戏及3D视频为主，用户黏性较弱。PC端VR，以前三大设备的应用生态来说，PSVR背后有索尼的娱乐帝国做支撑，Oculus背后是Facebook和微软两大巨头的生态，HTC Vive背后则是Steam平台游戏库，但这三家加起来也没有产生一个杀手级的VR应用。移动端VR大部分提供的还是Demo级的游戏或者3D观影，对消费者来说缺乏必要的吸引力。2B端，VR在营销、制造、教育、医疗领域已有系列应用。

（2）AR在价格、技术和应用面上优于VR，更易取得爆发

AR和VR自去年起广泛走入人们的视线，VR即Virtual Reality的简称，称之为虚拟现实技术，AR即Augmented Reality，称之为增强现实技术。

顾名思义，AR（增强现实）是一种将现实世界的信息和虚拟信息整合的技术，即基于现实且保留现实，将现实做信息化增强处理；而VR（虚拟现实），则旨在通过复制现实世界中一切物理的、人体感知的规律，构建一个全新的、沉浸式的、几乎与外界隔断的虚拟空间。

以游戏为例，VR游戏创造出一个完全脱离现实的虚拟空间，而AR 游戏则是在现实场景上添加内容。

我们认为，移动AR比VR拥有更广阔的消费市场空间，原因有三：其一，体验佳的VR设备售价高昂，定位高端，不如AR设备价格亲民；其二，AR体验更易实现，技术上避免眩晕感的产生，硬件配置要求低且易获得，可以依托手机平台取得消费端的爆发；其三，不同于VR完全脱离现实，AR基于现实的天然属性使其更加具备除了娱乐之外的营销、社交等多样化商业价值。 

4.2 AR眼镜与手机AR定位不同场景，协同发展

（1）AR眼镜发展呈现轻量化趋势，商用成熟度高

AR眼镜经历了从普通手机+软件到独立眼镜AR的发展历程。从设备来看，呈现轻量化、便携化的趋势，从谷歌眼镜开始，逐渐从实验室走进现实。

AR产品主要由硬件+软件产品构成，软件产品由硬件产品衍生。根据Digi-capital预测，至2020年全球AR市场将达1200亿美元，是VR市场规模的4倍，其中AR硬件市场规模占比超过1/3，预计未来1-3年将有大量AR硬件被推向市场。其中，AR眼镜凭借其商用成熟度高、下游应用多样、轻量化的特点，将成为最重要、应用最广泛的产品。

（2）AR眼镜中长期将与手机平台协同发展

我们判断移动端AR凭借其1）add on成本低；2）开发便捷；3）基于人们熟悉的手机操作体系，会加速AR软件生态的建立。然而手机实现AR功能毕竟尤其局限性：

•沉浸感差，主要受手机尺寸限制，即便换成IPAD，视角仍然局限再屏幕范围内。

•配合度差，无法彻底解决双手束缚，需要手举着手机完成操作。手机AR很难真正完成手势控制。

故我们认为手机AR将局限再轻量级的AR应用，如游戏、电商等等，沉浸式的AR体验用手机并不合适。

AR眼镜相对于手机AR，其优点非常突出：1）可以解决双手，大大改善用户体验，用户和AR设备交互性大大提升；2）用户沉浸感更强，游戏、工作体验更好。

中长期看好AR眼镜结合手机计算平台的模式，手机AR主要作为轻量级的AR应用，实现AR小游戏、AR电商等等功能，作为AR的移动端体验渠道，让更多的手机用户了解、体验AR，同时丰富AR的软件应用场景，为AR眼镜普及打下良好基础。

AR眼镜打开深度C端+B端应用场景：而AR眼镜一方面，可以满足重度ARC端消费者需求，承载照相、屏幕显示、游戏、社交等功能。现在AR眼镜难以普及的很大一部分原因还是软件端配套不完善，我们认为伴随手机AR开放平台（ARKIT+ARCore）打开软件市场，软件市场逐步成型，对AR眼镜也将有极大的销量促进作用；另一方面，AR眼镜在工业、军事、医疗等企业级应用上前景广阔。

谷歌眼镜已经推出商业应用版本：谷歌今年7月推出谷歌眼镜企业版，谷歌眼镜企业版专注于改善工人的工作效率。比如一个带着谷歌企业版眼镜的工人只要通过看向一类零部件，就可以快速鉴别出零部件的种类、状态、维修日志等所有有价值的信息，大大提升工人的工作效率。研究机构Forrester Research预计到2025年，将会有1440万美国工人装配AR眼镜工作。

4.3 AR眼镜在专业领域率先兴起

近年来包括Microsoft、Dell、索尼、Asus等全球消费电子龙头都曾推出过AR眼镜。包括Amazon和苹果也在积极推进包含3D图像识别技术带眼镜产品。

但是此前专业级AR头显设备在消费级市场可谓举步维艰：最受资本关注的Magic Leap技术不成熟，始终不能推出正式的产品；Meta 2作为一款需要连接电脑的AR头盔，线缆极大地限制了使用场景，2017年出货量预计不会超过1万部；眼镜类产品如国内一体式眼镜0Glass售价近2万元，发售至今未销量超过1000台，Google Glass 2016年销量也仅有4万台；而当前市面上体验最强大的微软HoloLens一体式头显，重量大，视野窄，续航短，因此不能长时间使用，同时近3000美元的售价也相当昂贵，主要面向B端用户，2016年销量也不过3万台。总而言之，专业级AR当前很难起量，出货量尚不及VR，没有涌现出任何一款标杆级设备。

专业级AR头显在消费端发展较慢，主要原因包括1）如“聚散冲突”、视角问题、计算能力等，现有的产品仍不能达到消费者所预期的“虚实完美结合”效果，加上专业级AR较贵，难以被消费者普遍接受；2）专业级VR移动性差，应用非常窄，价格贵，续航短，在消费端市场很难打开。

（1）2017年开始，AR眼镜在专业领域率先兴起

2017年以来，AR眼镜行业新闻不断，企业融资方面，ODG、Lumus、Digilens三家海外AR眼镜解决方案商，以及国内的影创科技、Realmax、珑璟光电、亮亮视野、0glass先后获得新一轮融资；5月份，微软AR眼镜Hololens 正式在中国开启销售；苹果公司发布的AR平台ARkit被认为是为下一阶段研发AR眼镜铺路；而6月下旬，曾被认为进军市场失败的谷歌眼镜，也完成了两年多以来的首次软件更新。

我们汇总了2017年国内外推出的部分主流AR眼镜产品，有别于前几年消费级AR定位（如Google Glass一代产品），我们发现2017年推出的AR产品很多开始标榜“专业级应用”：前文已经讨论了Google Glass专业版眼镜，面向制造业，物流，现场服务和医疗保健等专业应用。此外我们看到爱普生新机器BT350面向博物馆、工业等行业应用；枭龙科技TechlensT2面向智能安防、智能医疗、智能仓储物流、智能巡检等行业应用；0GLASS推出0GLASS PRO2这款面向商用级产品。

从产品形态上看，商业级AR价格更高，但是性能也更强，与此同时牺牲了一部分便携性和续航，大大改善AR专业应用领域的工作效率。我们看好AR产品在专业级市场率先普及。

（2） AR应用爆发+交互方式变化带动消费级AR发展

长期来看，伴随移动端AR设备打开AR应用市场+AR头显价格下降+质量提升，AR头显设备在移动端同样空间广阔。基于摄像头的人工智能识别、SLAM空间感知及自然语言类的交互能力，都将颠覆原有PC智能手机的虚拟桌面交互，让AR眼镜成为用户黏性更强的移动终端，并基于工作、娱乐场景，为开发者们带来更大的想象空间。

我们看好AR眼镜通过手势识别、语音识别、眼球跟踪等多种交互方式，成为独立的小型计算中心，大幅革新用户与智能终端的交互体验，在专业级+消费级市场共同发展。IDC预计2017-2021年，独立AR设备年出货量由100 万件增长至2700万件，市场复合增速达228%。

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