腾讯科技“VR次元”出品
监制：高宇雷 孔令舒
统筹：孙实
设计：于春慧
继智能手机、平板电脑之后，虚拟现实（VR）与增强现实（AR）有潜力成为下一个重大通用计算平台。
从当前来看，更多的公司选择从VR领域进行切入，各大研究公司、投行针对VR领域的研究报告也层出不穷，相比之下，AR领域却稍显平淡。
腾讯科技旗下VR次元发布全球首份AR行业报告，在这份报告中，我们将对AR的发展趋势、未来的挑战、潜在应用领域、可能创造和颠覆的市场进行分析和预测。
最后，感谢亮风台研发总监吴仑博士撰写了AR工作原理、关键技术的相关章节。
特别提示：微信上搜索“qqtechvr”，关注“VR次元”微信公众号，回复“AR”，即可获得AR报告PDF版。
以下为VR次元整理的报告精华版：
AR与VR有哪些区别？
从技术角度来看，AR是将计算机生成的虚拟世界套在现实世界上，即把数字想象世界加在真实世界之上。最典型的AR设备就是谷歌眼镜。这种智能眼镜将触控板、摄像头以及LED显示器结合起来，通过显示器，用户可以联网，并在视野内使用地图、电子邮件等服务。其他知名的AR产品还有微软的HoloLens，创业公司则以Magic Leap为典型代表。
VR是让用户置身于一个想象出来或者重新复制的世界，或是模拟真实的世界。VR领域主要的产品包括Oculus、索尼PlayStation VR、HTC Vive和三星Gear VR。（有关VR更多的情况，可关注VR次元微信公众号，回复“高盛”和“德银”，分别获得高盛VR中文版报告和德银VR中文版报告）
区分VR和AR的一个简单的方法是：VR需要用一个不透明的头戴设备完成虚拟世界里的沉浸体验，而AR需要清晰的头戴设备看清真实世界和重叠在上面的信息和图像。
从目前来看，AR比较适合服务企业级用户，而VR同时适用于消费者和企业用户。有些情况下，两者还会出现重叠市场。例如，目前大多数游戏基于VR研发，但微软也用HoloLens重新创作了《我的世界》这样的游戏。
AR的市场潜力有多大？
最新预测指出，到2017年，AR市场将增长至52亿美元，年增长率竟逼近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，我们已经看到第一批消费级AR产品的涌现。随着实际商业利益的出现， AR将成为消费、医疗、移动、汽车以及制造市场中的“下一件大事”。
市场调研公司Digi-Capital给出的一组数据很值得研究：到2020年，AR的市场规模将达到1200亿美元，远高于VR的300亿美元。
VR对于游戏与3D电影来说是一项非常棒的技术，甚至可以说这项技术可谓是专门为此而设计的。但这项技术的体验主要是在客厅、办公室或者座位上展开的，因为如果你戴着一个完全封闭的头戴式显示器走在路上，随时都可能撞到路边的东西。
虽然AR技术应用在游戏也非常有趣，但在需要真正沉浸式体验的时候，其所带来的乐趣或许不如VR技术那么多，这就像是移动游戏与主机游戏之间的差距。但是，AR技术在游戏玩家眼中的这个缺点，恰恰是让它可以同智能手机一样，在数以亿计用户的现实生活中发挥重要作用的优势。人们可以戴着它四处活动，做任何事情。
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，它们都可以利用现有的其他产品的市场，并不断扩张它们。AR庞大的用户基础将会成为电视电影、广告以及Facebook的用户应用程序甚至《部落冲突》等游戏的主要收入来源。
换句话说，AR技术有可能触及到更多的人，因为它是对人们日常生活的无缝补充，而不是像VR那样在现实世界之外营造出一个完全虚拟的世界。
AR面临哪些挑战？
对于AR而言，解决注册任务是最核心的问题。注册对精度的要求极为严格：由于AR应以实时、六个自由度的形式将虚拟信息和现实信息相融合，即便是轻微的注册失准都会造成组合视图难以容忍的失真。因此，移动AR存在两大难点：注册必须极为精准，注册对计算能力和内存的利用必须极为高效。
这个问题是AR面向大众部署所面临的终极挑战。我们断言，目前大部分已知的注册任务解决方案其实并不适用于智能手机——尽管看上去能用。因此，所有的AR研究人员都应该为智能手机AR的大空间应用问题开发专门的解决方案。
智能手机是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。然而不应忽视的是，尽管技术和逻辑取得了种种进步，但是AR应用在智能手机上的大规模部署仍然存在着下列重大障碍：
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，开始出现明显色差。相机传感器硬件通常禁止低层级访问。API只提供了相机传感器的高层级访问，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、电量消耗。电池电量近年来并没有显著提升。相机传感器在以高帧率持续运行时耗电量很大，其主要原因是目前手机的设计用途仍然是拍照，而不是摄影。另外，传感器和网络接口也是耗电大户。运行功能强大的AR应用会让电池迅速耗干。因此，AR应用必须只能设计成供短时间使用，而不是一种“常开”功能。
3、网络依赖性。远程访问大量数据受到几个因素的影响。首先，网络延迟会导致令人不爽的延迟，拖累AR应用的瞬时表现。其次，访问远程数据仅在开了流量套餐时才有可能做到，而流量套餐可能过于昂贵或者无法开通。最后，某些地区的网络覆盖可能不满足条件。于是完全独立的AR应用成为了唯一的可行选择，这就意味着需要在设备上占用大量的存储空间。
4、可视化与交互的可能性。智能手机的外形因素在购买决策中发挥着重要作用。实际上，可接受最大设备的尺寸严格制约了显示屏的大小。交互技术同样存在着类似的限制。多点触控界面或许是最为先进的交互机制，但它在某些特定任务——如像素级的选取上表现糟糕。
理论上讲，针对AR改进未来智能手机需从哪些方面入手已是众所周知。在实践中，AR应用的开发者却要看硬件厂商和服务供应商的脸色，后者做出硬件发展决策的依据是市场预测，而其中可能不含对AR的需求。不过，硬件总体是朝着正确的方向发展的，尤其在移动游戏或移动导航系统的驱动下——而这两者与AR在技术需求方面存在许多共通之处。此外，研究人员意识到目前相机控制方面存在限制，更好的相机API也会因此诞生，比如Frankencamera项目。
尽管平板电脑作为一种流行移动平台也在不断壮大，但它属于放大版的智能手机平台。由于尺寸放大，可视化与交互的限制有了些许放松，但这些设备的尺寸和重量同时也制约着它们在AR领域的应用，原因是拿起来更加累人（比如说，把设备举起来较长时间可能需要两只手，反过来制约了交互的可能性）。除此之外，目前的平板电脑存在着与智能手机相同的问题。对于不同的AR应用而言，智能手机和平板电脑可能前者更适合，也可能后者更适合。
