AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）-43正式版

中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022年）中國移動中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）前 言本白皮書分析了增強現(xiàn)實（AR）行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了增強現(xiàn)實行業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合中國移動以及業(yè)內(nèi)的一些實踐案例梳理了典型應(yīng)用場景，總結(jié)了增強現(xiàn)實行業(yè)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)，提出結(jié)合5G的發(fā)展增強現(xiàn)實行業(yè)應(yīng)用的倡議。希望能夠為產(chǎn)業(yè)在規(guī)劃設(shè)計AR行業(yè)應(yīng)用相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案時提供參考和指引。本白皮書的版權(quán)歸中國移動所有，未經(jīng)授權(quán)，任何單位或個人不得復(fù)制或拷貝本建議之部分或全部內(nèi)容。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）目錄AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書1目錄31.背景41.1.AR行業(yè)應(yīng)用市場背景41.1.1.AR市場規(guī)模41.1.2.政策及資本動向51.2.AR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀81.3.總結(jié)112.AR行業(yè)應(yīng)用場景及典型案例122.1.教育培訓(xùn)122.2.工業(yè)巡檢142.3.裝配制造152.4.遠(yuǎn)程協(xié)助162.5.文博文旅182.6.電子商務(wù)和數(shù)字營銷193.AR行業(yè)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)203.1.軟件側(cè)關(guān)鍵技術(shù)203.2.硬件側(cè)關(guān)鍵技術(shù)264.AR行業(yè)應(yīng)用的挑戰(zhàn)與思考314.1.AR行業(yè)應(yīng)用推廣尚存的問題314.1.1.AR產(chǎn)業(yè)技術(shù)有待成熟314.1.2.AR行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)流通與安全問題324.1.3.AR行業(yè)應(yīng)用解決方案碎片化335.5G網(wǎng)絡(luò)與AR行業(yè)應(yīng)用的結(jié)合335.1.5G增強打造開放的AR產(chǎn)業(yè)技術(shù)服務(wù)335.2.邊緣計算助力AR數(shù)據(jù)連接和安全隔離355.3.行業(yè)AR方案向模塊化演進(jìn)376.總結(jié)417.參考文獻(xiàn)43中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）背景1.1.AR行業(yè)應(yīng)用市場背景1.1.1. AR市場規(guī)模增強現(xiàn)實（AugmentedReality，AR）技術(shù)是指借助近眼顯示、感知交互、渲染處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸和內(nèi)容制作等新一代信息通信技術(shù)，實現(xiàn)虛擬信息和現(xiàn)實環(huán)境的融合。AR技術(shù)將帶來顛覆性的計算機浪潮，驅(qū)動生產(chǎn)力全方位提升。根據(jù)IDC發(fā)布的2022年V1版IDC《全球增強與虛擬現(xiàn)實支出指南》發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年全球AR/VR總投資規(guī)模接近146.7億美元，并有望在2026年增至747.3億美元，復(fù)合增長率（CAGR）將達(dá)38.5%。其中，中國市場CAGR預(yù)計達(dá)43.8%，增速位列全球第一。2021年隨著頭部互聯(lián)網(wǎng)公司入局，中國AR/VR市場被注入了巨大活力，發(fā)展前景廣闊。IDC預(yù)測，2021年中國AR/VR市場IT相關(guān)支出規(guī)模約為21.3億美元，并在2026年增至130.8億美元，為全球第二大單一國家市場。其中，AR支出規(guī)模以49.0%的CAGR快速增長。從技術(shù)維度來看，中國AR/VR頭顯市場在2021年上市了諸多新品，硬件產(chǎn)品升級趨勢在2022年仍將延續(xù)。根據(jù)IDC最新預(yù)測數(shù)據(jù)，硬件市場在五年預(yù)測期內(nèi)將以47.8%的復(fù)合增長率穩(wěn)步增長，并持續(xù)占據(jù)中國AR/VR市場支出份額的一半以上。據(jù)IDC統(tǒng)計2020年全中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）球虛擬現(xiàn)實終端出貨量約為630萬臺，VR、AR終端出貨量占比分別90%、10%，預(yù)計2024年終端出貨量超7500萬臺，其中AR占比升至55%，預(yù)計2023年AR終端出貨量有望超越VR。從商用市場來看，到2026年，AR/VR技術(shù)將被教育、醫(yī)療保健和專業(yè)服務(wù)三類行業(yè)用戶廣泛應(yīng)用，共計約占中國市場總規(guī)模的28.2%。單就AR市場而言，IDC預(yù)測，2026年AR培訓(xùn)、工業(yè)維護和AR實驗室及現(xiàn)場實踐將成為主流應(yīng)用場景，共計約占中國AR市場投資規(guī)模的30.1%。1.1.2. 政策及資本動向工業(yè)+增強現(xiàn)實就是從生產(chǎn)力提升的需求出發(fā)，將增強現(xiàn)實應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的需求、設(shè)計、生產(chǎn)、優(yōu)化、測試、維護等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)高效安全的智能化工業(yè)生產(chǎn)。這類應(yīng)用融合了交互手段、圖像引擎以及顯示系統(tǒng)等多樣化技術(shù)，生成逼真的視聽觸一體化虛實結(jié)合的環(huán)境，在工業(yè)場景內(nèi)，可以借助必要裝備對生產(chǎn)流程或是設(shè)備進(jìn)行交互作用和影響，從而解放雙手提高效率。文化和旅游部2016年出臺的《關(guān)于推動文化娛樂行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的意見》將虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實做為游戲游藝設(shè)備創(chuàng)新的重要支撐，2020年底發(fā)布的《關(guān)于推動數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》明確指出要引導(dǎo)和支持虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等技術(shù)在文化領(lǐng)域應(yīng)用，推動現(xiàn)有文化內(nèi)容向沉浸式內(nèi)容移植轉(zhuǎn)化。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）《2019中國智能制造研究報告》指出,當(dāng)前中國制造企業(yè)僅5%打通了工廠數(shù)據(jù),1%使用了智能化技術(shù)或手段,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場潛力巨大.制造業(yè)智能化升級需求是工業(yè)和虛擬現(xiàn)實融合的根本驅(qū)動，隨著虛擬（增強）現(xiàn)實技術(shù)的日漸成熟，以及作為元宇宙中場的AR/VR概念的流行，其對應(yīng)的工業(yè)化場景也在不斷演進(jìn)成熟，出現(xiàn)了包括工業(yè)巡檢、遠(yuǎn)程協(xié)作、操作培訓(xùn)、產(chǎn)品展陳甚至數(shù)字孿生等方面的一體化場景。在2021年出臺的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中將VR/AR產(chǎn)業(yè)列為未來五年數(shù)字經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)之一。工信部在2018年12月出臺《關(guān)于加快推進(jìn)虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，從核心技術(shù)、產(chǎn)品供給、行業(yè)應(yīng)用、平臺建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建等方面提出了發(fā)展虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的重點任務(wù)。在2020年2月發(fā)布《關(guān)于運用新一代信息技術(shù)支撐服務(wù)疫情防控和復(fù)工復(fù)產(chǎn)工作的通知》，提出要深化增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實等新一代信息技術(shù)在復(fù)工復(fù)產(chǎn)中的應(yīng)用，推廣協(xié)同研發(fā)、無人生產(chǎn)、遠(yuǎn)程運營、在線服務(wù)等新模式新業(yè)態(tài)。同年3月出臺的《關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》提出引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺增強5G、人工智能、區(qū)塊鏈、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)支撐能力，強化設(shè)計、生產(chǎn)、運維、管理等全流程數(shù)字化功能集成。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）2020年《關(guān)于促進(jìn)消費擴容提質(zhì)加快形成強大國內(nèi)市場的實施意見》中指出要加快發(fā)展超高清視頻、虛擬現(xiàn)實等新型信息產(chǎn)品，助力形成強大國內(nèi)市場。科技部在“十三五”中將虛擬現(xiàn)實列入現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、健康產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療器械、中醫(yī)藥科技、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)科技等領(lǐng)域的創(chuàng)新規(guī)劃中，并聯(lián)合中宣部于2019年發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)文化和科技深度融合的指導(dǎo)意見》，提出加強包括VR/AR虛擬制作在內(nèi)的文化創(chuàng)作、生產(chǎn)、傳播和消費等環(huán)節(jié)共性關(guān)鍵技術(shù)研究以及高端文化裝備自主研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。資本方面，在2021年元宇宙概念火爆之后，市場在2022年對AR領(lǐng)域的預(yù)期回歸理性。據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年一季度國內(nèi)公開披露的VR/AR投融資事件共57起，其中已披露融資數(shù)額的共30起，融資總額在49.3億元人民幣以上，融資輪次主要集中在戰(zhàn)略投資輪。與去年同期相比，2022年一季度VR/AR投融資數(shù)量和數(shù)額都呈爆發(fā)式增長。據(jù)新浪VR不完全統(tǒng)計，2021年全年國內(nèi)VR/AR投融資事件為120余起，投融資總額達(dá)90億元人民幣；即今年僅一季度VR/AR投融資在數(shù)量上相當(dāng)于2021年全年的48%，在融資總數(shù)額上相當(dāng)于去年全年的55%，整個VR/AR領(lǐng)域投融資在數(shù)量上合規(guī)模上均呈高速增長態(tài)勢，日益進(jìn)入新的快速發(fā)展階段。具體到一季度各月份投融資數(shù)據(jù)，1-3月各月份投融資數(shù)和融資額總體呈先走低后反彈的局面，1月融資數(shù)共計20起，融資額19.7億元；2月分別降低至15起，4.7億元；3月份分別反彈至22起，25.9億元。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）從單筆融資金額看，一季度已披露融資金額的融資事件中，融資金額過億事件共有13起，融資總額接近44億元人民幣；融資額高于1000萬元的企業(yè)共計29起，融資總額為49.2億元人民幣。其中融資規(guī)模最大的一筆融資來自硅谷數(shù)模，AR眼鏡廠商Rokid以7億元人民幣單筆融資位居第三；從投融資數(shù)額分布來看，VR/AR投融資門檻日趨高漲，逐漸成為頭部玩家的角逐場。從投資機構(gòu)類型來看，57起融資事件主要以IVC（獨立風(fēng)險投資）為主，參與投資數(shù)量達(dá)到了42起，其余15起則均為CVC（公司創(chuàng)業(yè)投資）領(lǐng)投或獨立投資，其中參與投資的互聯(lián)網(wǎng)大廠CVC包括谷歌、騰訊、阿里巴巴和字節(jié)跳動。在一季度完成融資的57家企業(yè)中，接近或達(dá)到獨角獸級別（估值要超過10億美元）的兩家分別是Nreal和Rokid，均為AR眼鏡廠商，并且兩家公司都有針對B端市場的AR眼鏡推出。從2022年資本市場動向來看，AR產(chǎn)業(yè)尤其是AR終端，面向B端的產(chǎn)品受到了資本市場的廣泛關(guān)注來看。在政策導(dǎo)向和資本市場的共同推動下，面向B端的AR市場將迎來新的增長機會。1.2.AR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1. AR發(fā)展概述增強現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)概念探索期，歷市場啟動期后，技術(shù)與內(nèi)容生態(tài)初步形成，即將進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展期。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）從1990年增強現(xiàn)實概念的提出，到1999年第一個增強現(xiàn)實SDK誕生，2000年第一款A(yù)R游戲AR-Quake的發(fā)布，增強現(xiàn)實在探索期逐步發(fā)展，到了2012年，谷歌推出AR眼鏡把增強現(xiàn)實帶入大眾視野，讓消費者開始接收增強現(xiàn)實概念，2015年現(xiàn)象級AR手游《PokémonGO》的出現(xiàn)將增強現(xiàn)實推向第一個高潮，《PokémonGO》只用了63天，通過iOS和GooglePlay應(yīng)用商店在全球就賺了5億美元，成為史上賺錢速度最快的手游。同年，微軟發(fā)布了AR頭戴顯示器Hololens，被譽為目前已發(fā)布的體驗最好的AR設(shè)備。2016年AR初創(chuàng)公司MagicLeap獲得巨額融資，資本市場的看好給AR帶來了新的契機。2017年科技巨頭蘋果打造AR開發(fā)平臺，蘋果在iOS11中帶來了全新的增強現(xiàn)實組件ARKit，讓AR應(yīng)用的開發(fā)門檻進(jìn)一步降低。隨后各種中小AR初創(chuàng)企業(yè)如雨后春筍的不斷涌現(xiàn)，按照預(yù)期AR將從2031年進(jìn)入市場成熟期。圖11增強現(xiàn)實發(fā)展歷程中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）1.2.2. AR發(fā)展趨勢隨著軟硬件技術(shù)的不斷迭代和更新，AR產(chǎn)業(yè)也在不斷發(fā)展，近AR產(chǎn)業(yè)界有如下幾個發(fā)展趨勢：1頭顯及硬件設(shè)備優(yōu)化AR頭顯都將變得越來越小巧強大。據(jù)稱，加州初創(chuàng)公司MojoVision展示了將信息直接投射到視網(wǎng)膜的AR隱形眼鏡的可能性。相關(guān)硬件的功能也會日益豐富。HHTCViveProEye頭顯已經(jīng)被破解眼球追蹤技術(shù)，實現(xiàn)通過眼球運動來控制界面。先進(jìn)的眼動追蹤技術(shù)未來也會應(yīng)用在AR頭顯設(shè)備中，類似技術(shù)將越來越普及。2WebXR：訪問接入的便捷性過去缺乏跨平臺標(biāo)準(zhǔn)是AR技術(shù)普及的主要障礙?？梢韵胂笤谒蓄^顯和虛擬平臺技術(shù)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)之前，AR都難以建立一個通用的強大的開發(fā)者生態(tài)圈。因此大家希望WebXR帶來訪問的便捷化和接入輕量化來填補數(shù)字鴻溝。3．AR業(yè)務(wù)的下一步發(fā)展：面向工商業(yè)領(lǐng)域的行業(yè)應(yīng)用隨著設(shè)備的輕量化，AR在消費終端的應(yīng)用收到了更多的關(guān)注，但是其在工商業(yè)等領(lǐng)域的行業(yè)應(yīng)用的持續(xù)增長更為被看好。根據(jù)ABI的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，面向行業(yè)的AR應(yīng)用將以66％的年均速度增長，到2026年，行業(yè)產(chǎn)值將達(dá)1750億美元。支持遠(yuǎn)程工作的沉浸式協(xié)作平臺在明年將繼續(xù)取得發(fā)展。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）4．5G網(wǎng)絡(luò)為AR應(yīng)用開辟高速公路隨著5G網(wǎng)絡(luò)的部署實現(xiàn)大部分覆蓋，為AR應(yīng)用帶來了更廣闊的應(yīng)用場景，5G不僅網(wǎng)速更快，還提供更豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將為AR技術(shù)的普及鋪平道路。5G使得AR應(yīng)用可以將部分算力“卸載”至網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)或者云側(cè)，讓AR終端設(shè)備進(jìn)一步降低功耗和成本成為可能。5G網(wǎng)絡(luò)豐富的帶寬也給AR應(yīng)用更豐富的內(nèi)容體驗提供了保障。5G網(wǎng)絡(luò)在三大主要技術(shù)場景，增強型移動寬帶(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)、超高可靠低時延通信(uRLLC)的基礎(chǔ)上持續(xù)演進(jìn)，端到端的切片能力、運維自動化、定位增強功能，將進(jìn)一步實現(xiàn)5G與大視頻等各個行業(yè)的融合應(yīng)用。因此在AR行業(yè)應(yīng)用方面，將有助于打造開放生態(tài)系統(tǒng)，提供端到端價值鏈的通用接口，擴展云化AR/VR服務(wù)。1.3.總結(jié)AR技術(shù)經(jīng)過了探索和啟動期，目前進(jìn)入發(fā)展期，5G網(wǎng)絡(luò)為AR應(yīng)用帶來豐富帶寬和算力的支持，隨著頭部互聯(lián)網(wǎng)公司入局，中國AR市場被注入了巨大活力，發(fā)展前景廣闊，面向行業(yè)的AR應(yīng)用市場更為活躍，在政策支持和資本市場的關(guān)注下迎來了新的機遇。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）AR行業(yè)應(yīng)用場景及典型案例2.1.教育培訓(xùn)2.1.1. 應(yīng)用場景在趣味教學(xué)方面，AR技術(shù)可以使教學(xué)內(nèi)容和形式從2D升級到3D，實時建立虛擬世界與真實世界的連接，將圖文、模型、聲音、視頻等數(shù)據(jù)疊加到真實環(huán)境中，展現(xiàn)直觀的教學(xué)內(nèi)容和形式，帶來全新的教學(xué)體驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)意愿，幫助學(xué)生理解抽象復(fù)雜的內(nèi)容，提高教學(xué)效率，有效促進(jìn)教與學(xué)模式轉(zhuǎn)變。學(xué)生沉浸在虛實融合的教學(xué)空間，采用大小屏或者AR眼鏡設(shè)備，加載教學(xué)用AR教材、AR實驗器材等，并基于強大的渲染能力和高效有趣的交互，將書本知識進(jìn)行立體可視化，有助于合理創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)情景，帶給學(xué)生“身臨其境”的感覺，使情景式教學(xué)得以增強，有效克服記憶曲線，同時可以提升學(xué)生的主動性和參與度，增強學(xué)生的互動體驗和團隊協(xié)作。在行業(yè)培訓(xùn)方面，通過結(jié)合AR技術(shù)將生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，可以通過虛擬信息增強行業(yè)場景的沉浸感和信息量，幫助相關(guān)人員快速理解工業(yè)產(chǎn)品或生產(chǎn)過程，同時也降低了傳統(tǒng)培訓(xùn)過程中對于專業(yè)人員和專業(yè)場地的要求，一方面減少某一生產(chǎn)環(huán)境下面臨的多批重復(fù)培訓(xùn)需要的消耗，另一方面減少整個生產(chǎn)中需要引入特定先進(jìn)技術(shù)時面臨的不同企業(yè)重復(fù)的技術(shù)培訓(xùn)消耗。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）受訓(xùn)人員利用便攜的平板電腦、手機或AR眼鏡接受高度擬真的互動演示、培訓(xùn)。通過AR培訓(xùn)系統(tǒng)，他們可以借助平臺接線圖進(jìn)行線路連接、生產(chǎn)操作流程、產(chǎn)品裝配或運維等。系統(tǒng)還可以幫助培訓(xùn)人員理解和完成測試過程。通過這個系統(tǒng)，受訓(xùn)人員可隨時隨地進(jìn)行測試，并且系統(tǒng)會記錄下整個過程來幫助管理者分析、精確定位知識差距并通過進(jìn)一步培訓(xùn)解決這些差距，提升員工能力。借助AR技術(shù)，實現(xiàn)了培訓(xùn)時間減少，同時可將相同的培訓(xùn)方法擴展應(yīng)用到其他生產(chǎn)線。2.1.2. 典型案例教育部在2019年11月20日發(fā)布了《關(guān)于加強和改進(jìn)中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》,文中指出應(yīng)積極創(chuàng)新實驗教學(xué)方法。對于現(xiàn)實世界中因時間和空間等等原因限制而無法觀察和控制的事物和現(xiàn)象，對于變化過快或過慢的過程，對于危險、破壞性和對環(huán)境有害的實驗，我們可以利用增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)手段來呈現(xiàn)。北京師范大學(xué)“VR/AR+教育”實驗室開發(fā)的教學(xué)APP，結(jié)合了教學(xué)設(shè)計理念，讓學(xué)生可以在教育元宇宙中通過改變參數(shù)，觀察AR影像的變化，達(dá)到自主探究、歸納總結(jié)的目的，更符合教育和認(rèn)知規(guī)律，比如在高中物理-法拉第電磁感應(yīng)定律課堂中，利用AR技術(shù)將因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象呈現(xiàn)出來，探索電磁感應(yīng)規(guī)律。在工業(yè)領(lǐng)域，RealMax基于AR智能眼鏡的AR機械臂模擬實操和編程訓(xùn)練課程，擁有多樣化的課程體系，學(xué)生通過控制真實的機械臂中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）示教器控制AR虛擬機械臂操作，包括機器人虛擬拆裝、噴涂、焊接等實操訓(xùn)練，虛實結(jié)合，加快理解認(rèn)知，提高學(xué)習(xí)效率。2.2.工業(yè)巡檢2.2.1. 應(yīng)用場景質(zhì)量檢測結(jié)合室內(nèi)定位與增強服務(wù)能力，通過AR信息輔助巡檢人員排查異常情況，適用于各類工程設(shè)備巡檢及維修工作。節(jié)省檢測時間，提高檢測效率，也提高服務(wù)力量薄弱地區(qū)的維修服務(wù)效率。巡檢人員佩戴AR眼鏡完成智能自檢，質(zhì)檢員開始質(zhì)檢后，AR眼鏡將自動開啟全程錄像。通過AR眼鏡，質(zhì)檢員可以在檢測現(xiàn)場查看到流程中每一步驟的檢驗內(nèi)容、操作指導(dǎo)等數(shù)字信息、還可通過語音進(jìn)行程序控制、質(zhì)檢項目選擇、檢測結(jié)果輸入等。在完成整個場景后，將檢驗信息上傳到質(zhì)檢后臺，后臺支持相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢、展示及報告的生成。通過AR巡檢系統(tǒng)與企業(yè)信息化系統(tǒng)打通，實現(xiàn)無紙化操作。2.2.2. 典型案例聯(lián)想晨星AR采用雙目AR眼鏡，結(jié)合5G技術(shù)，幫助巡檢人員進(jìn)行可視化巡檢，智能巡檢系統(tǒng)通過AR眼鏡可以實現(xiàn)自動測溫、輔助異響判斷，實時記錄反饋，缺陷自動派發(fā)工單等功能。一線巡檢人員如果發(fā)現(xiàn)無法準(zhǔn)確判斷的問題，還可以一鍵呼叫遠(yuǎn)程專家進(jìn)行診斷，加快了對設(shè)備問題的響應(yīng)和處理速度。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）可視化巡檢還體現(xiàn)在，當(dāng)巡檢人員戴上AR眼鏡后，就可以看到表計讀數(shù)，或設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)和狀態(tài)，以虛實疊加的方式呈現(xiàn)在眼前。基于物體識別技術(shù)會出現(xiàn)包括當(dāng)前讀數(shù)、歷史讀數(shù)趨勢等虛擬信息，并且結(jié)合機器智能，給出當(dāng)前讀數(shù)是否正常的判斷說明。目前AR巡檢的方案已經(jīng)落地國網(wǎng)上海電力，幫助企業(yè)大大提升日常巡檢的效率。2.3.裝配制造2.3.1. 應(yīng)用場景通過AR技術(shù)，工程師可以直觀了解裝配設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息以及某個部件的3D圖形，并對其進(jìn)行操作調(diào)整，從而實現(xiàn)準(zhǔn)確快速的裝配生產(chǎn)。還可以將安裝指導(dǎo)手冊和質(zhì)量要求顯示在AR眼鏡上，從而縮短工程師的裝配時間。專注于增強現(xiàn)實遠(yuǎn)程指導(dǎo)的公司XMReality最近進(jìn)行的一項現(xiàn)場研究證實，基于AR的解決方案可以使遠(yuǎn)程技術(shù)人員將錯誤減少50％，并將解決問題的速度提高32％。在工作現(xiàn)場創(chuàng)建工作清單與步驟說明的數(shù)字信息，現(xiàn)場員工在工作時佩戴AR眼鏡即可快速訪問這些數(shù)字信息，觸手可及。根據(jù)指示進(jìn)行操作時，也不必?fù)?dān)心自己的操作步驟有誤而增加大量的檢查和確認(rèn)時間，極大提升質(zhì)量控制與交付能力。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）2.3.2. 典型案例0galsses以AR眼鏡為終端，將AR工業(yè)解決方案應(yīng)用于發(fā)動機裝配過程，通過對發(fā)動機精確的三維模型進(jìn)行AR追蹤顯示、圖像識別等技術(shù)，實現(xiàn)發(fā)動機裝配過程中零件投料、自動核驗、實時糾錯等可視化管理，提高裝配效率，降低出錯率。2020年在全球疫情的背景下，華菱湘鋼攜手湖南移動、華為公司，運用5G+AR技術(shù)，為華菱湘鋼的提質(zhì)改造項目，精品中小棒特鋼生產(chǎn)線，實現(xiàn)跨國遠(yuǎn)程裝配。利用5G+AR的遠(yuǎn)程協(xié)作裝配解決方案，位于湖南湘潭的華菱湘鋼現(xiàn)場工程師可以將現(xiàn)場環(huán)境視頻和第一視角畫面通過5G網(wǎng)絡(luò)實時推送給位于德國和奧地利的工程師，國外工程師依托AR的實時標(biāo)注、凍屏標(biāo)注、音視頻通信、桌面共享等技術(shù)，遠(yuǎn)程配合湘鋼現(xiàn)場工程師的產(chǎn)線裝配工作。2.4.遠(yuǎn)程協(xié)助2.4.1. 應(yīng)用場景AR遠(yuǎn)程指導(dǎo)系統(tǒng)可實現(xiàn)指導(dǎo)現(xiàn)場操作，也可以把真實的物體融合到現(xiàn)實環(huán)境中，在異地詳細(xì)地展示操作過程。將AR技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程協(xié)助服務(wù)體系，與實時音視頻、4G/5G無線通訊等技術(shù)相融合，為處于不同地點的一線現(xiàn)場人員和服務(wù)中心專家、售后團隊成員建立一體化的AR協(xié)作空間，搭建售后服務(wù)體系故障解決、產(chǎn)品改進(jìn)與培訓(xùn)中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）的數(shù)字化賦能平臺。AR遠(yuǎn)程協(xié)助可以在售后服務(wù)、工業(yè)指導(dǎo)領(lǐng)域，將現(xiàn)場實時傳輸給異地專家，專家可進(jìn)行語音指導(dǎo)或AR標(biāo)注，快速定位，解決問題，能夠在故障、維修現(xiàn)場，通過遠(yuǎn)程技術(shù)支援，快速判斷故障原因，拿出最效率的解決方案。2.4.2. 典型案例2021年，正泰集團聯(lián)合亮風(fēng)臺，引入AR技術(shù)，打造了一套“AR配電運維系統(tǒng)”。“AR配電運維系統(tǒng)”通過喚醒AR遠(yuǎn)程通訊與協(xié)作平臺HiLeia開啟多方遠(yuǎn)程會診。后臺專家可以在AR眼鏡傳回的第一視角畫面上使用3D標(biāo)注功能可視化指導(dǎo)現(xiàn)場人員完成相關(guān)操作或者故障處理，基于SLAM的3D標(biāo)注技術(shù)，精度高、速度快、支持各種復(fù)雜場景。Rokid魯班遠(yuǎn)程協(xié)作系統(tǒng)是為工業(yè)領(lǐng)域量身打造的基于AR眼鏡的產(chǎn)業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)。通過音視頻通信，AR實時標(biāo)注進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助。該系統(tǒng)提供AR標(biāo)注功能，讓遠(yuǎn)程專家可以在視頻中直接圈注重點關(guān)注區(qū)域，現(xiàn)場工作人員可以通過AR眼鏡實時接受反饋，快速定點問題；共享白板功能可以使遠(yuǎn)程專家通過后端設(shè)備反向提供信息給現(xiàn)場工作人員，實時講解處理方案，提供專業(yè)信息，幫助工作人員高效理解處理方案?；谥袊苿印靶浅揭暯纭边吘売嬎闫脚_的AR遠(yuǎn)程協(xié)助解決方案，采用“中心+邊緣”分級架構(gòu)，保障了企業(yè)信息的安全和實時通話的中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）穩(wěn)定。2.5.文博文旅2.5.1. 應(yīng)用場景AR技術(shù)賦予博物館和藏品以“活力”，將冰冷的藏品以鮮活的方式展示出來，即不傷害文物，又為觀眾帶來精度高，互動性和參與性強的文化遺產(chǎn)展示，可以吸引大家對博物館深入了解，將館藏文化傳播出去。AR文博以科技講文化故事，改革傳統(tǒng)博物館冰冷的陳列展示方式，以文物歷史故事為原型，做成可讓消費者體驗和感受的AR互動文物產(chǎn)品，或者通過AR形式讓我國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)躍然屏上，戴上AR眼鏡穿越回久遠(yuǎn)的歷史場景，或者直接來一場經(jīng)典文物集合的數(shù)字文創(chuàng)AR互動體驗展，真正讓文物活起來，推動中華傳統(tǒng)文化的傳承與發(fā)展。后疫情時代，以數(shù)字內(nèi)容為核心的沉浸式、個性化文旅體驗異軍突起、逆勢上揚，成為市場需求熱點。文化和旅游部多次就“加快文旅產(chǎn)業(yè)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和數(shù)字文旅產(chǎn)業(yè)發(fā)展”做出了明確指示，要求拓展數(shù)字文旅產(chǎn)業(yè)，加強5G、人工智能、AR/VR等技術(shù)在文化和旅游領(lǐng)域的應(yīng)用。通過AR技術(shù)將計算機生成的虛擬圖像與實景融合，增加游玩的沉浸感、趣味性、知識性、交互性，全面升級旅游體驗。AR技術(shù)也可以用于文化遺址的重現(xiàn)或歷史場景的復(fù)原展示，讓參觀者身臨其境地了解景區(qū)背后的歷史故事。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）2.5.2. 典型案例中央廣播電視總臺數(shù)字文化藝術(shù)博物館——“央博”數(shù)字平臺利3D數(shù)字展館形態(tài)構(gòu)建數(shù)字文化藝術(shù)博物館體系，通過AR顯示及交互技術(shù)，為受眾帶來震撼的藝術(shù)體驗場景。2022年7月，中國國家博物館聯(lián)合全球33家博物館舉行“全球博物館珍藏展示在線接力”活動，近150件世界級藏品在“8K展示+5G直播+AR沉浸”的技術(shù)加持下，吸引超200萬網(wǎng)友觀看。瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)研究人員利用數(shù)字動畫、AR/VR等技術(shù)手段，使消失了近2000年的龐貝古城以數(shù)字化的形式“重生”，通過構(gòu)建可視化、情境化的三維動畫、虛擬古建筑場景和關(guān)鍵活態(tài)事件，并利用AR技術(shù)將這些數(shù)字文化內(nèi)容疊加在現(xiàn)實的龐貝古城文化遺跡環(huán)境中，使游客能在真實的文化遺跡現(xiàn)場體驗其背后的歷史情境。2.6.電子商務(wù)和數(shù)字營銷2.6.1. 應(yīng)用場景AR技術(shù)在提升在線商品的準(zhǔn)確性，在線商品虛擬制造和展示這三個方面應(yīng)用前景廣闊，有助于幫助企業(yè)探索新型的商業(yè)推廣模式。AR試穿通過將虛擬物體疊加到實際物體上，打造“先試后買”的沉浸式消費體驗，可以顯著提升品牌忠誠度和商品銷售額。同時利用3D可視化可以高度還原商品的3D視圖，支持商品的針對性設(shè)計，從而增加商品或服務(wù)的吸引力，提高了商品的重復(fù)購買率。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）Statista報告稱，到2025年，AR市場將達(dá)到1980億美元，對比2017年的35億美元增長了56倍之多。根據(jù)Snap對2021年全球15個國家的超1.5萬名消費者的調(diào)研報告顯示，AR技術(shù)已經(jīng)在影響人們的購物流程，目前有超過1億的消費者使用AR來購物，其中94%計劃繼續(xù)使用AR來購物。AR特效可吸引消費者注意力，拉近品牌與消費者的距離。通過AR技術(shù)與產(chǎn)品互動，廣告轉(zhuǎn)化率可高達(dá)95%，增強了消費者的購買信心。2.6.2. 典型案例2021年中國移動推出“5G+AR智慧營業(yè)廳”，通過借助5G網(wǎng)絡(luò)和邊緣云能力，融合AR空間增強、實時定位追蹤等技術(shù)，對線下營業(yè)廳進(jìn)行數(shù)智化升級，營造沉浸式的AR業(yè)務(wù)體驗。在服務(wù)上，中國移動推出了可定制化的AR業(yè)務(wù)辦理墻、可用于手機終端的AR魔百盒、以及可提供AR導(dǎo)購服務(wù)的虛擬數(shù)智人——移動虛擬客服，可以幫助用戶自助完成所需業(yè)務(wù)辦理、了解和購買營業(yè)廳內(nèi)的產(chǎn)品，節(jié)約運營人員成本的同時為用戶帶來創(chuàng)新數(shù)字科技新體驗。AR行業(yè)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)3.1.軟件側(cè)關(guān)鍵技術(shù)3.1.1. 內(nèi)容生成針對行業(yè)市場應(yīng)用的AR場景如工業(yè)制造、數(shù)字營銷等行業(yè)，需中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）要配合企業(yè)自身產(chǎn)品，包括各種生產(chǎn)零件和成百上千個商品進(jìn)行1：1建模，這帶來了大量的3D數(shù)字內(nèi)容定制化制作與3D內(nèi)容呈現(xiàn)需求。主流的3D建模方式有以下三種:(1)使用專業(yè)的3D模型制作工具手動建模。3DMax、Maya、Blender等軟件可以用于動畫、游戲、室內(nèi)設(shè)計場景的高精度、高質(zhì)量的3D模型創(chuàng)作，但手動建模制作周期長，制作難度大，需要的時間和人力成本高。(2)借助專業(yè)儀器如激光掃描儀對現(xiàn)實中的物體進(jìn)行重建，實現(xiàn)掃描建模。該方法相比手動建模大大降低了工作量，提高了效率，但掃描建模只能對現(xiàn)實物體進(jìn)行重建，無法進(jìn)行虛擬創(chuàng)造，且掃描出的模型需要編輯處理后才能使用。(3)拍照建模是一種新穎的建模方法，通過手機或相機拍攝物體的多張照片，利用算法完成拼接、紋理添加，最終形成3D模型，該方法操作門檻和制作成本低，但其建模的精密度和清晰度仍有待提高。體積視頻是一種在三維空間中捕捉實時畫面并將其轉(zhuǎn)換為3D模型的技術(shù)，生成的3D模型可以在AR、VR中直接使用。體積視頻記錄了三維空間中所有的動作和行為，并將其存儲為一個全角度的立體場景，沒有固定的觀看視角，用戶可以自由地穿梭在場景之中，從任意角度、任意距離、任意位置觀察場景中的對象，并且與之互動。在消費級別，捕獲體積視頻可以只包括一個深度相機；在生產(chǎn)級別，需要包括幾十臺或上百臺相機指向目標(biāo)場景，并且有相同數(shù)量的深度相機用于捕捉深度信息，進(jìn)一步生成點云，最后將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，從而可以得到體積視頻。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）3.1.2. 環(huán)境理解基于點云地圖的環(huán)境理解與快速三維重建技術(shù)，是AR的底層關(guān)鍵能力。將三維重建技術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域的AR應(yīng)用結(jié)合，可以解決如電力巡檢、工業(yè)制造等行業(yè)的技術(shù)痛點，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。三維重建的輸入可以是點云、深度圖、單目或雙目的RGB圖像，通過融合深度相機和魚眼相機，將不同視角圖像中的3D點云融合，可有效提高三維重建的精度和魯棒性。適配5G網(wǎng)絡(luò)的“云邊端”協(xié)同的三維重建方式可以有效推動AR應(yīng)用的普及，終端設(shè)備負(fù)責(zé)采集的實景點云數(shù)據(jù)并上傳至云服務(wù)器，在云端利用視覺算法完成點云數(shù)據(jù)的濾波降噪、分割、配準(zhǔn)、網(wǎng)格渲染等處理，構(gòu)建3D模型實景三維建模及存儲。該方案可極大減輕終端計算壓力，提高建模精準(zhǔn)度。從應(yīng)用場景規(guī)模上，重建后的點云地圖可以分為三個尺度層級：1)面向房間室內(nèi)的小尺度點云地圖：一般用于小型的AR應(yīng)用，多人互動AR游戲等。2)面向大型建筑的中尺度點云地圖：一般用于展館或商場的AR室內(nèi)導(dǎo)航、AR展覽。3)面向城市街景的大尺度點云地圖：可用于將個性化的AR內(nèi)容與城市街景相融合，全面拉動城市數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展?；谄矫鏅z測的環(huán)境理解技術(shù)是AR應(yīng)用的基礎(chǔ)，通過計算機視覺算法對攝像頭捕捉圖像進(jìn)行分析處理，提取分離圖像中的特征點，計算跟蹤這些特征點的三維空間信息，將位置相近的特征點構(gòu)成平中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）面，即可檢測出真實環(huán)境中的水平/豎直平面(如桌面、水平面等)。平面有位置、方向和邊界信息，用戶可以在上面固定虛擬物體?？臻g錨點(Anchor)是用于標(biāo)記虛擬物體位置的關(guān)鍵點，完成虛擬物體在真實環(huán)境中的定位。終端經(jīng)過環(huán)境理解后，空間錨點可以實時調(diào)整自身的相對位置，即使用戶位置改變，也能保證虛擬物體穩(wěn)定、準(zhǔn)確停留在用戶放置的真實環(huán)境中。將空間錨點技術(shù)應(yīng)用在AR遠(yuǎn)程協(xié)助應(yīng)用中，可以讓遠(yuǎn)程專家在實時視頻通話的過程中，把3D標(biāo)記物、作業(yè)流程、操作步驟準(zhǔn)確疊加到指定的作業(yè)位置，為遠(yuǎn)端的工作人員提供數(shù)據(jù)化、可視化、三維化的多媒體AR指導(dǎo)。3.1.3. 定位跟蹤即時定位跟蹤與點云建模(SLAM)技術(shù)作為AR的核心模塊，為AR構(gòu)建三維數(shù)字世界提供實時定位功能。SLAM算法包括跟蹤定位與建圖兩個流程，通過對輸入圖像提取特征點，生成點云模型并實時與真實場景進(jìn)行特征匹配，實現(xiàn)了虛擬信息在真實場景的定位，其精度和實時性直接影響AR場景的沉浸感，虛實融合的表現(xiàn)力及自然交互的靈敏度。由于真實場景環(huán)境復(fù)雜及端側(cè)算力不足造成的精度缺失，穩(wěn)定性、實時性差是SLAM技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)。大尺度場景下，SLAM計算復(fù)雜度高，低功耗的移動設(shè)備難以支持實時計算。利用5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合“云-邊-端”的部署方式將推動基于SLAM算法的AR應(yīng)用普及。通過云、邊的強大算力加速視覺定位追蹤進(jìn)程；通過利用5G網(wǎng)絡(luò)高帶中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）寬、低時延的優(yōu)勢，實時將模型數(shù)據(jù)及匹配信息反饋到端側(cè)，弱化終端的計算需求，實現(xiàn)在移動設(shè)備達(dá)到高品質(zhì)、輕量化的AR效果。6DoF空間定位是指AR設(shè)備除了可以檢測頭部轉(zhuǎn)動帶來的視角變化外，還能夠檢測由于身體移動帶來的上下前后左右的位移變化。通過6DoF可以完整復(fù)刻人們?nèi)粘８泄僦兴械挠^察角度，為用戶提供更加逼真和沉浸的AR互動體驗。目前在AR眼鏡上實現(xiàn)6DoF追蹤主要有以下四種方案：1）基于單攝像頭的6DoF追蹤：該方案硬件成本低且易于集成，適用于偏靜態(tài)場景。然而攝像頭通常以低頻率（小于60fps）運行，無法在運動過程中捕捉到高質(zhì)量圖片，因而容易造成6DoF位置追蹤失敗。2）基于單目魚眼攝像頭的6DoF追蹤：魚眼攝像頭具備高幀率和全局快門功能，可以為設(shè)備提供更好的6DoF追蹤效果。然而單目魚眼攝像頭支持的場景規(guī)模有限，如果使用者的移動范圍過大，會造成因尺度偏移導(dǎo)致的虛擬物體移動。3）基于雙目魚眼攝像頭的6DoF追蹤：與單目魚眼攝像頭方案相比，雙目魚眼攝像頭可以提供更準(zhǔn)確的環(huán)境尺度測量和追蹤，已被如高通、OPPO等廠商應(yīng)用在其量產(chǎn)的AR頭顯設(shè)備上。然而該方案功耗高、發(fā)熱大，需要更好的系統(tǒng)和硬件支持。4）運用邊緣計算的6DoF追蹤：邊緣計算可以減少AR設(shè)備的計算負(fù)荷，帶來穩(wěn)定性高、可兼容不同平臺的高質(zhì)量6DoF追蹤。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）3.1.4. 虛實融合AR應(yīng)用結(jié)合真實和虛擬世界，物理實體和三維數(shù)字對象可實時交互。虛實融合是指AR應(yīng)用可以實時理解并適應(yīng)現(xiàn)實世界的場景，將虛擬對象與實際場景緊密結(jié)合并準(zhǔn)確渲染呈現(xiàn)。虛實融合技術(shù)結(jié)合光照估計、深度估計、虛實遮擋實現(xiàn)的高質(zhì)量渲染，可以讓虛擬物體看上去更加真實，與真實環(huán)境融為一體。虛實融合的動態(tài)仿真技術(shù)可以幫助企業(yè)展示實物產(chǎn)品無法表現(xiàn)的細(xì)節(jié)、功能、運轉(zhuǎn)和操作，對工業(yè)設(shè)計有較大的助推作用。將一個虛擬物體很好地融入現(xiàn)實背景中，首先要讓虛擬物體與真實場景具有相同的光照效果，包括光照的方向和強弱。光估測就是提供對現(xiàn)實環(huán)境的光照分析，將現(xiàn)實世界的光照感覺拓展到數(shù)字場景中，我們利用光照估計技術(shù)評估環(huán)境光，利用環(huán)境光中的光照信息來動態(tài)調(diào)整虛擬對象的光照效果。主流ARSDK如ARCore是通過分析相機獲取的圖像內(nèi)容，得到場景中的光照信息，虛擬物體可以根據(jù)場景的光照信息，形成相應(yīng)方位的影子，從而增加真實度。虛實遮擋可以正確反應(yīng)真實場景和虛擬物體的空間關(guān)系，提高AR應(yīng)用的真實感。目前常用的遮擋方法，主要有三維建模遮擋法、深度計算法、輪廓跟蹤處理法和遮擋掩膜法。主流ARSDK如ARCore、ARKit采用深度計算法，借助攝像頭的RGB相機創(chuàng)建深度圖，判斷攝像頭捕捉到的真實物體的距離，以此實現(xiàn)虛擬物體被真實物體遮擋的效果。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）3.2.硬件側(cè)關(guān)鍵技術(shù)針對行業(yè)市場應(yīng)用的AR設(shè)備，受其應(yīng)用場景的高精度環(huán)境復(fù)雜性等更高的技術(shù)指標(biāo)要求以及相對個人消費市場的成本不敏感性，隨著頭顯技術(shù)的發(fā)展，AR的硬件設(shè)備也向著更輕薄，更低功耗，更小體積，更舒適的佩戴體驗不斷進(jìn)行更新迭代。目前硬件側(cè)有如下幾個備受矚目的技術(shù)。3.2.1. 光學(xué)成像AR眼鏡常見的光學(xué)成像系統(tǒng)主要有以下幾種：1）離軸反射離軸反射的原理跟VR眼鏡一樣直觀，顯示屏的內(nèi)容，通過一個透明的反射鏡面，反射到眼睛里，而外面的景物，也透過這個鏡面進(jìn)入眼睛，從而實現(xiàn)了虛實景物的疊加。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可實現(xiàn)的FOV較大，但是體積相應(yīng)也最大。2）棱鏡該方案技術(shù)成熟、成本低，但做出來的AR眼鏡視場角都比較小，AR體驗感不強。透明棱鏡在強光下的顯示效果也不太好。所以現(xiàn)在一些比較好的棱鏡方案是包裹式的，以確保顯示的內(nèi)容足夠清晰且不受環(huán)境光線影響。3）自由曲面中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）分為大曲面和小曲面，大曲面的視場角更大、成像效果更好，小曲面則犧牲了一點視場角，使眼鏡外觀更為小巧輕便，便于日常佩戴，性價比更高。4）Birdbath顯示的內(nèi)容被投在在一個半透的分光鏡片上，它的好處是相比離軸反射方案，光學(xué)結(jié)構(gòu)要小一些。但是從眼鏡結(jié)構(gòu)上看，跟我們平時用的眼鏡還是有區(qū)別，無法做到日常佩戴。5）光波導(dǎo)光波導(dǎo)的原理略微復(fù)雜，總體上還可以分成幾何光波導(dǎo)和衍射光波導(dǎo)。它大體的概念是，成像光線從側(cè)面在鏡片內(nèi)部通過反射傳播，最終射入眼睛。因為它利用了鏡片內(nèi)部的空間進(jìn)行傳播，所以不需要增加額外的外部空間，也就使得整個眼鏡可以做的很輕薄。近一年全球發(fā)布AR眼鏡使用光波導(dǎo)、BirdBath和自由曲面的比例分別為36%、32%、20%。很顯然，完美的光學(xué)方案還沒有出現(xiàn)，目前市場上百家爭鳴、百花齊放的狀態(tài)，這需要AR眼鏡的產(chǎn)品依據(jù)應(yīng)用場景、產(chǎn)品定位等來做權(quán)衡取舍。目前業(yè)界普遍認(rèn)為，光波導(dǎo)方案從光學(xué)效果、外觀形態(tài)，和量產(chǎn)前景來說，都具備最好的發(fā)展?jié)摿Α?.2.2. 顯示1）LCOS中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）早期的頭戴式設(shè)備中，大部分采用的是類似LCD顯示屏的LCOS的顯示技術(shù)。這一技術(shù)路徑的優(yōu)點是產(chǎn)品十分成熟，最主要的缺點是功耗大，每個LCOS屏的功耗在1瓦左右，而且散熱無法做到十分均勻，導(dǎo)致終端設(shè)備尺寸必然很大，當(dāng)然還有分辨率低等其他缺陷，這些問題既影響了續(xù)航時間，也導(dǎo)致用戶體驗感差，所以基本上處于被淘汰的狀況。2）硅基OLED（OLEDoS）硅基OLED微型顯示器是結(jié)合CMOS工藝和OLED技術(shù)，以單晶硅作為有源驅(qū)動背板而制作的主動式有機發(fā)光二極管顯示器件。單晶硅芯片采用成熟的集成電路CMOS工藝，并結(jié)合了OLED快速響應(yīng)、大視角、低功耗等突出優(yōu)點，不但實現(xiàn)顯示屏像素的有源尋址矩陣，還實現(xiàn)了如SRAM存儲器、T-CON等多種功能的驅(qū)動控制電路，減少了器件的外部連線，增加了可靠性，實現(xiàn)了輕量化，像素尺寸為傳統(tǒng)顯示器件的1/10，精細(xì)度高于傳統(tǒng)器件。硅基OLED是主動式有機發(fā)光顯示AMOLED的一個重要分支。與AMOLED顯示技術(shù)相比，硅基OLED顯示技術(shù)具有以下一些突出特點：①基底芯片采用成熟的集成電路工藝，制造良率大大高于LTPS技術(shù)。②采用單晶硅，遷移率高、性能穩(wěn)定，壽命高。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）③200mm×200mm的OLED蒸鍍封裝設(shè)備就可滿足制造要求，不像AMOLED需要追求高世代產(chǎn)線。④硅基OLED微顯示器體積小，其提供的近眼顯示效果可以與AMOLED顯示器相媲美。軍用領(lǐng)域是硅基OLED微顯示相關(guān)產(chǎn)品在早期發(fā)展階段的切入點，應(yīng)用主要包括瞄準(zhǔn)觀察系統(tǒng)、頭盔系統(tǒng)和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，是國防現(xiàn)代化、信息化建設(shè)的重要組成部分。由于其具備制造良率較高、性能穩(wěn)定、壽命較長、體積小、低功耗等特性，進(jìn)而促進(jìn)其成為頭盔顯示器、立體顯示鏡以及眼鏡式顯示器等可穿戴顯示的主要方案，在VR/AR、工業(yè)安防、醫(yī)療等高分辨率近眼顯示領(lǐng)域都能有廣泛的應(yīng)用，逐漸成為新型顯示行業(yè)的角力點。3）MicroLED與全球大部分終端廠家轉(zhuǎn)向硅基OLED相比，國內(nèi)有少數(shù)AR開發(fā)商開始采用基于特殊發(fā)光襯底材料的MicroLED微顯示芯片，甚至有MicroLED供應(yīng)商稱之為AR的終極解決方案。MicroLED的確可以解AR眼鏡中現(xiàn)有亮度不夠高和壽命不夠長的問題，比方說，國內(nèi)有的MicroLED芯片企業(yè)甚至可以將發(fā)光亮度做到殺傷性武器級別的萬尼特的水準(zhǔn)。但是，這些高亮度MicroLED微顯示芯片只能實現(xiàn)單色發(fā)光，在變換成RGB全彩色發(fā)光過程中，加大了功耗損失。如果要實現(xiàn)Micro中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）LED的RGB三色獨立發(fā)光，在高密度的情況下，短時間內(nèi)無法解決巨量轉(zhuǎn)移的問題（設(shè)備和工藝挑戰(zhàn)的難度太大）。在目前技術(shù)條件下，8000-1萬尼特的MicroLED微顯示芯片（單色混合成彩色）的功耗至少在600毫瓦以上，像素密度只能達(dá)到2000PPI。而AR、MR、XR、VR(并不需要高亮度)的像素密度需求至少在4000PPI以上，未來甚至要求達(dá)到1萬PPI以上，才能實現(xiàn)4K-8K的顯示效果。很顯然，與已實現(xiàn)RGB全彩色發(fā)光、具有高密度、低功耗優(yōu)勢的WOLED技術(shù)相比，MicroLED要達(dá)到被主流頭戴設(shè)備終端廠商接受的程度，還有很漫長的道路要走。目前OLEDoS因其對比度高、功耗低、工藝成熟得到廣泛運用；MicroLED由于其功耗低、亮度高、解析度和色彩飽和度高、響應(yīng)速度快、對比度高、可視角度寬、能源效率高、使用壽命長等性能特點，被認(rèn)為是最適合AR的屏幕，但由于工藝技術(shù)難度高，尚難以量產(chǎn)。3.2.3. 處理芯片處理芯片能力影響著AR設(shè)備的功耗、處理能力、體積、重量等等重要的硬件參數(shù)。目前市場上的AR眼鏡的處理器較多采用高通XR系列及驍龍8系列。以高通的驍龍XR2為例。2019年12月5日，高通推出了全球首個支持5G的擴展現(xiàn)實（XR）平臺——驍龍XR2。該平臺支持諸多定制特性和多項業(yè)界首創(chuàng)，可跨增強現(xiàn)實（AR）、虛擬現(xiàn)實（VR）和混合現(xiàn)實（MR）領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛擴展。與高通一代XR平臺相比，驍龍中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）XR2平臺實現(xiàn)了性能的提升，包括2倍的CPU和GPU性能提升、4倍視頻帶寬提升、6倍分辨率提升和11倍AI性能提升。支持眼球追蹤的視覺聚焦渲染和支持更流暢刷新率的增強可變速率著色等XR專屬特性，可以在渲染重負(fù)載工作，同時還保持低功耗。高通在發(fā)布了XR2平臺后，又發(fā)布了搭載驍龍XR2平臺的無線AR智能眼鏡參考設(shè)計。與原來的有線AR相比，這一全新的設(shè)計令外形縮小了大約40%。由此可見，處理芯片對AR設(shè)備的功耗、外形及處理能力都起著重要影響，目前我國的AR芯片處理器自給率低,進(jìn)口替代空間大。AR行業(yè)應(yīng)用的挑戰(zhàn)與思考4.1.AR行業(yè)應(yīng)用推廣尚存的問題4.1.1. AR產(chǎn)業(yè)技術(shù)有待成熟AR軟件和硬件側(cè)技術(shù)還沒完全成熟，影響業(yè)務(wù)發(fā)展初期用戶體驗，用戶粘性不足，無法形成閉環(huán)的商業(yè)模式和盈利點，產(chǎn)業(yè)化路程漫長。基礎(chǔ)技術(shù)方面，近眼顯示技術(shù)進(jìn)展緩慢，尤其業(yè)界普遍關(guān)注的AR光學(xué)方案尚無共識；虛實融合渲染方面，軟件渲染、終端渲染、云端渲染、注視點渲染、人工智能渲染等有待結(jié)合產(chǎn)業(yè)上下游加強粘性應(yīng)用；感知交互方面，追蹤定位、沉浸聲場、手勢識別、眼球追蹤中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）等尚需打磨進(jìn)行商業(yè)化嘗試；內(nèi)容制作方面，開發(fā)引擎單一，各品牌均著力打造自有內(nèi)容生態(tài)，少有協(xié)作；標(biāo)準(zhǔn)方面，全球AR應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)處于探索階段，仍需結(jié)合具體深化場景推動布局；另有5G、云計算、邊緣計算等還需要建設(shè)和普及，為AR應(yīng)用和能力提供高效云網(wǎng)融合方案。設(shè)備方面，算力負(fù)荷大，功耗過高，直接影響續(xù)航，AR眼鏡佩戴舒適性還有較大改善空間，且無線串流技術(shù)還不成熟；價格方面主流AR眼鏡較為昂貴難以實現(xiàn)推廣普及。4.1.2. AR行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)流通與安全問題AR在未來的制造運營中能夠發(fā)揮至關(guān)重要的作用，但其采用速度與使用它的產(chǎn)品和流程的復(fù)雜性成正比。產(chǎn)品的設(shè)計理念、邏輯和應(yīng)用場景，完全不同使得許多AR系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作復(fù)雜而費力。AR技術(shù)在與行業(yè)整合過程中會碰到很多的模型，需要處理各種數(shù)據(jù)文件。同時，那些復(fù)雜的設(shè)備模型需要準(zhǔn)確和高度詳細(xì)的數(shù)據(jù)描述。一些復(fù)雜的AR應(yīng)用還需挖掘來自企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)或外部數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)流，并將其整合到內(nèi)容中。除此之外，工業(yè)中很多設(shè)備都有知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備模型和相關(guān)數(shù)據(jù)不能隨意部署，也就是說數(shù)據(jù)或模型資源并不能直接應(yīng)用于AR場景，如果需要對客戶設(shè)備進(jìn)行全方位建模并細(xì)化信息，工作量非常大。而行業(yè)企業(yè)往往又缺乏擁有專業(yè)3D模型制作編輯的工作人員，因此無論是AR模型的制作還是編輯使用都十分困難。因此一方面還需簡化中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）AR應(yīng)用開發(fā)流程，簡單操作就能實現(xiàn)AR效果，另一方面結(jié)合安全隔離的部署方案如5G邊緣計算等保障企業(yè)資源。4.1.3. AR行業(yè)應(yīng)用解決方案碎片化目前培訓(xùn)、工業(yè)、商務(wù)等的AR能力除具備基礎(chǔ)的視頻接入及管理外，均面臨終端側(cè)和邊緣側(cè)算力成本高、定制化嚴(yán)重、落地應(yīng)用周期較長、軟件更新維護成本較高的問題，無法滿足智能、變化快、場景多的需求，不能支持多終端異廠商同步快速接入、統(tǒng)一業(yè)務(wù)體驗。傳統(tǒng)的基于固定場景系統(tǒng)，無法用于復(fù)雜、多樣化的應(yīng)用。因此，需持續(xù)探索實現(xiàn)AR行業(yè)場景的標(biāo)準(zhǔn)化流程化，滿足行業(yè)安全、高效的應(yīng)用需求，形成成熟的解決方案。比如在工業(yè)化場景中，部署流程可涵蓋場景匹配、硬件選擇、平臺選擇、網(wǎng)絡(luò)測試、系統(tǒng)測試、業(yè)務(wù)測試、反饋迭代，使得AR技術(shù)成為智能制造發(fā)展的重要平臺和基礎(chǔ)支撐。5G網(wǎng)絡(luò)與AR行業(yè)應(yīng)用的結(jié)合5.1.5G增強打造開放的AR產(chǎn)業(yè)技術(shù)服務(wù)5.1.1. 5G增強演進(jìn)與云化AR業(yè)務(wù)融合3GPPR16確定針對企業(yè)應(yīng)用增強(如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))，提出5G專網(wǎng)和99.9999%的高可靠性要求，并實現(xiàn)端到端的切片能力。R17加入人中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）工智能/機器學(xué)習(xí)的能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運維的自動化等功能，增強了對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴應(yīng)用案例的支持，通過5GNR支持功能縮減的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，提供了定位增強功能，降低功耗的創(chuàng)新（例如省電模式），并進(jìn)一步增強了網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計算。5G網(wǎng)絡(luò)增強將進(jìn)一步實現(xiàn)5G與大視頻(VR/AR和超高清視頻)的融合應(yīng)用，打造開放的AR產(chǎn)業(yè)技術(shù)服務(wù)。5GAR業(yè)務(wù)可將部分渲染、視頻處理的功能轉(zhuǎn)移到云端服務(wù)器處理，有助于減少終端處理能力要求，降低頭顯體積與功耗，使得采用云端服務(wù)器和XR終端的連接成為可能。針對時延控制的業(yè)務(wù)需求差異，一是將服務(wù)器部署在5G的核心網(wǎng)絡(luò)側(cè)的應(yīng)用服務(wù)器上或中央數(shù)據(jù)中心，二是將其部署在邊緣計算或接入側(cè)數(shù)據(jù)中心上。AR業(yè)務(wù)往往是時延敏感型應(yīng)用，具有強交互的特點，為了更好的用戶體驗，對于AR工業(yè)協(xié)助、教學(xué)培訓(xùn)等行業(yè)應(yīng)用，采用邊緣計算及數(shù)據(jù)中心成為焦點方案。5.1.2. 5G網(wǎng)絡(luò)AR行業(yè)解決方案案例2020年，為滿足因疫情防控而顯著增加的船舶遠(yuǎn)程檢驗要求，中國船級社面對船舶機艙、貨艙等封閉處所內(nèi)無通信信號覆蓋，導(dǎo)致位于該處所的船舶檢驗項目無法以實時音視頻通信方式遠(yuǎn)程開展的問題，中國船級社聯(lián)合中國移動集團舟山公司提出了船舶封閉處所5G自組網(wǎng)通信解決方案，將5G宏站信號覆蓋到船舶封閉處所，為船舶封閉處所提供高質(zhì)量的音視頻信號傳輸條件。通過AR眼鏡、智能中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）手機采集遠(yuǎn)端船舶的高清音視頻，保證在實時檢驗過程中，采集高質(zhì)量的畫面，降低環(huán)境噪音影響、保障通話質(zhì)量。通過專業(yè)的檢驗交互平臺，可遠(yuǎn)程控制采集設(shè)備，并對實時視頻畫面進(jìn)行標(biāo)注交互，拍照存檔和推送文件，有效的提升了實時遠(yuǎn)程檢驗過程中船岸溝通的質(zhì)量和效率，確保遠(yuǎn)程檢驗達(dá)到與登輪檢驗等效的檢驗效果。2021年在北京疫情期間，中國移動通過5G+AR+云視訊遠(yuǎn)程專家指導(dǎo)應(yīng)用，采用實時音視頻通訊技術(shù)通過智能眼鏡、移動設(shè)備為中核工程北京專家和福建現(xiàn)場操作人員架設(shè)高帶寬低時延的信息化橋梁，以5G專網(wǎng)能力為基礎(chǔ)，降低疫情原因?qū)е碌墓て谘诱`問題，縮短了工程排查及巡檢時間，助力傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。5.2.邊緣計算助力AR數(shù)據(jù)連接和安全隔離5.2.1. AR邊緣部署優(yōu)勢5G網(wǎng)絡(luò)和云架構(gòu)的融合將有助于AR和VR這樣的沉浸式業(yè)務(wù)體驗在大眾市場的普及。而移動邊緣計算適配5G網(wǎng)絡(luò)超大連接、超低時延以及超大帶寬等核心要素而形成的分布式計算方式，豐富5G應(yīng)用場景，不局限于網(wǎng)絡(luò)管道功能，有助于打造AR新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。目前，AR/VR頭顯需要海量的存儲、高功耗和高處理能力，因此價格昂貴，便攜性受限，通過將這些處理功能轉(zhuǎn)移到邊緣云平臺，設(shè)備功能成本大大降低，輕量級頭顯即可滿足AR體驗。云化AR/VR技術(shù)還有賴于高速、低時延的數(shù)據(jù)連接，通過超低時延的邊緣云服務(wù)可中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）滿足業(yè)務(wù)時延和可靠性要求。同時，對于復(fù)雜的行業(yè)模型和數(shù)據(jù)文件整合，邊緣計算平臺可以通過隱私保護機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理及隔離，提升數(shù)據(jù)安全性。當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)與應(yīng)用很難實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的訪問與使用的細(xì)化控制。邊緣計算一方面可以利用近數(shù)據(jù)端的邊緣結(jié)點直接對數(shù)據(jù)源進(jìn)行處理，以實現(xiàn)對一些敏感數(shù)據(jù)的保護與隔離；另一方面，邊緣節(jié)點與云數(shù)據(jù)之間建立功能接口，進(jìn)行云邊通信控制，顯著地降低隱私泄露的風(fēng)險。此外，AR技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域包括研究超低時延編解碼壓縮、基于云端的圖形渲染(GPU)和虛擬化技術(shù)，邊緣部署有助于分散成本的服務(wù)參考架構(gòu)開發(fā)，幫助開發(fā)人員輕松部署服務(wù)。5.2.2. 邊緣部署解決方案案例2019年，中興通訊聯(lián)合中國移動研究院發(fā)布《AR邊緣云白皮書技術(shù)概覽》，對AR邊緣云核心技術(shù)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測，給出了當(dāng)前5G+AR云三個核心技術(shù)路徑：低延時編碼、5G確定性網(wǎng)絡(luò)、一致性能力集成接口，指出將AR云的各種能力組件和應(yīng)用邏輯通過虛擬機或者容器的方式在邊緣云承載，并通過低延時傳輸完成被感知現(xiàn)實場景的傳輸和合成、顯示內(nèi)容的推送是當(dāng)前AR邊緣云的標(biāo)準(zhǔn)實踐模式。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）2AR邊緣云部署構(gòu)架圖在應(yīng)用方面，西班牙巴塞羅那商場LaBoqueria推出“增強現(xiàn)實購物者”（AugmentedRealityPersonalShopper）的應(yīng)用程序作為試點，用5G和AR技術(shù)為購物者提供虛擬購物體驗，用增強現(xiàn)實技術(shù)把線下市場和電子商務(wù)連接起來。該系統(tǒng)利用基于邊緣計算服務(wù)器的私有5G網(wǎng)絡(luò)，保證最小的通信延遲和最大的帶寬內(nèi)存，購物者從市場攤位上實時選擇特定產(chǎn)品，并通過現(xiàn)場AR眼鏡獲得有關(guān)這些產(chǎn)品的AR信息。AR邊緣計算的應(yīng)用場景落地推動面臨諸多挑戰(zhàn)，在理想模式下，構(gòu)建AR邊緣云彈性的部署方式，提供對于開發(fā)生態(tài)比較好的包容和可用性，實現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)安全保障，仍需產(chǎn)業(yè)各方進(jìn)一步探究探索。5.3.行業(yè)AR方案向模塊化演進(jìn)5G+云+AR服務(wù)架構(gòu)中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）3業(yè)網(wǎng)融合的AR應(yīng)用部署參考架構(gòu)隨著5G+邊緣計算的發(fā)展，運算處理部分將向云端轉(zhuǎn)移，同時AR能力和數(shù)據(jù)結(jié)合緊密，賦予應(yīng)用更多價值。行業(yè)AR應(yīng)用應(yīng)以業(yè)網(wǎng)融合為引領(lǐng)，彌合跨產(chǎn)業(yè)鏈條的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)斷點，實現(xiàn)規(guī)模性、差異化的應(yīng)用普及，充分結(jié)合邊緣計算、5G切片等網(wǎng)絡(luò)能力，推進(jìn)業(yè)網(wǎng)融合和關(guān)鍵場景的應(yīng)用部署。為行業(yè)用戶提供靈活入口，移動端作為顯示入口，根據(jù)垂類行業(yè)應(yīng)用進(jìn)一步獲取5G+云的AR場景，中心云提供核心能力、內(nèi)容服務(wù)、場景運營以通用業(yè)務(wù)能力等運營管理模塊，邊緣可以實現(xiàn)AR功能模塊化部署，主要通用功能模塊包括但不限于空間地圖、AR協(xié)作、3D模型及平臺管理，便于交互入口獲取調(diào)用。5.3.1. 行業(yè)AR應(yīng)用通用模塊.空間地圖模塊面向行業(yè)的AR應(yīng)用在工業(yè)、文旅等中大型空間場景中可集成空間地圖模塊，實現(xiàn)AR效果或三維模型的注冊跟蹤，包括空間地圖構(gòu)建、在線建圖、標(biāo)準(zhǔn)化建圖管理功能。中國移動 AR行業(yè)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)白皮書（2022）空間地圖構(gòu)建功能致力于現(xiàn)實或虛擬場景的數(shù)字化與應(yīng)用。支持穩(wěn)定可控地圖質(zhì)量，甚至結(jié)構(gòu)重復(fù)、低弱紋理、植被變化等各類困難場景重建，通過稠密重建與模型優(yōu)化技術(shù)，提供高精度高保真地圖模型。地圖重建完整度高，可配置多級模型與貼圖精度，助力AR內(nèi)容制作與呈現(xiàn)。在線建圖功能支持地圖運營與更