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虛實交融不分 創造市場新需求

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Toshiba推出AR100 HMD,搶攻企業及工業應用市場(來源:Toshiba.com)

虛擬實境(VR)和擴增實境(AR)技術逐漸進化,引發市場對這些新興虛實融合技術的期望越來越高。根據市場研究公司IDC估計,2017年AR和VR頭戴式裝置(HMD)市場約1,370萬台,到2021年將成長至8,120萬台,年複合增長率(CAGR)為56.1%。

其中,直到2019年,VR頭戴式裝置皆維持90%以上的市場佔有率,AR僅佔小部分,然而到2020∼2021年間,AR頭戴式裝置將拿下四分之一的市場佔有率。

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高通推出XR延展實境參考設計,引入「Adreno 視覺聚焦」創新技術(來源:Qualcomm.com)

AR頭戴式裝置之所以能在2020年開始成長快速,主因為技術進展後,相較於典型的VR應用以娛樂為主,AR的應用更為多元,可以涵蓋許多產業應用,因此能夠創造更多產值。

也就是說,現階段的AR頭戴式裝置的功能都只是未來的一小部分,且產業用途的AR頭戴式裝置價格將高於VR的娛樂用途裝置,因此IDC估計AR頭戴式裝置至2021年將創造300億美元的營收,幾乎是VR的兩倍。

鎖定工業應用  擴增實境用途多

從產業應用的角度來觀察,根據高盛銀行(Goldman Sachs)研究部門發表的報告,2025年AR/VR市場應用分布,數位遊戲(33%)、醫療保健(15%)、工業應用(13%)是未來三個主要的應用領域。

其中,AR的工業應用案例越來越多,許多企業視之為潛力無窮的商機所在,紛紛推出對應產品。例如,Google Glass重新推出Google Glass Enterprise Edition,改為訴求企業應用,包括工業檢測、汽車裝修指示或醫學手術輔助等易用,與波音、奇異電子與DHL等企業已有所合作。

此外,日本東芝近期也推出可穿戴式AR眼鏡AR100 HMD,搶攻企業及工業AR應用市場。這款AR眼鏡配備一個解析度達640×360像素的0.26英吋螢幕,能在螢幕上顯示最高720p影像畫面,並且配置500萬畫素相機鏡頭、麥克風,以及各種感測器,可以用來拍攝照片,錄製和傳輸現場影像,也能打開檔案文件,或是以Skype進行通話,並且支援Windows 10平台。

VR/AR浪潮襲來,遲早會進入我們生活及工作領域,然而,究竟何謂VR?AR?此外,MR和XR又是何方神聖?在此加以說明:VR是Virtual Reality的縮寫,中文為「虛擬實境」,意指所有看到的一切皆是虛擬;AR則是Augmented Reality的縮寫,中文為「擴增實境」,是指將虛擬資訊加入實際生活場景。

較VR/AR更令人感到陌生的MR,其英文原文為Mixed Reality,也稱為Hybrid Reality,字面意義的解釋就是混合了AR和VR。相對於AR是將虛擬訊息加在現實環境中;VR將真實訊息加入虛擬環境中;MR則是將虛擬世界與真實世界混合在一起,基本上,MR與VR相似,但使用者所看見的環境是依現實為底去建構並實時呈現,且現實能與虛擬物件能進行互動,產生全新的視覺化環境。知名的MR產品例如微軟的HoloLens。

至於XR(Extended Reality;延展實境) 則是VR、AR、MR這三種技術的集合,可以說XR是虛擬現實交錯融合技術的總稱,任何VR、AR、MR的應用都可歸類到XR的範疇內。

行動裝置+XR  廠商積極布局

XR此一概念是由高通(Qualcomm)提出,該公司認為未來將面對VR/AR/MR三者融合的大趨勢,且XR的發展將不會由PC引領,而是由行動領域驅動,且行動運算將從手持變成頭戴為主。針對此一發展,若要在行動端實現XR,則終端必須具有低功耗、小尺寸與可擴展的特性,如此一來,XR才能被更多用戶接受與使用。

從此需求出發,高通的Qualcomm Snapdragon 835便是專為支援XR體驗所打造的行動平台。更進一步的,高通甫於日前宣布推出基於Qualcomm Snapdragon 845的全新XR虛擬實境參考設計。

根據高通的資料,Qualcomm Snapdragon 845引入的XR延展實境技術創新「Adreno視覺聚焦」,可將圖形渲染和眼球追蹤相結合,能夠瞭解用戶正在注視的位置,此技術目的在於將最高等級的圖形資源聚焦於使用者注視的位置,進而提供最清晰的視覺效果。

此外,六自由度(6DoF)和即時定位與地圖構建(SLAM)技術的結合則實現室內空間定位(Roomscale),可在一個空間內追蹤身體和位置的功能,用戶無需線纜或額外的空間感測器,便能夠在所處的延展實境環境中自由行動,這是在行動獨立式終端裝置上首次實現該功能;此功能主要是透過Qualcomm Snapdragon 845中全新的專用Hexagon DSP和Adreno視覺處理子系統進行處理。

據悉在XR此一新興產業,高通已支援客戶推出超過20款XR終端裝置,包括獨立式頭盔,以及支援XR的智慧型手機等。

當然,不僅高通,AR/VR/MR的強勁市場潛力讓國際大廠早已紛紛投入布局。微軟(Microsoft) 推出HoloLens頭戴裝置,且憑藉Windows OS優勢可訂定裝置規格標準與建置MR App商店;另外提供HoloLens技術給PC廠,發展相容Windows Holographics的智慧頭戴裝置。微軟在此領域的影響力日漸擴大。

蘋果推出新版AR開發平台ARKit 2.0,開始支援多人AR共享協作,讓開發者能開發更多互動AR應用,此外,Apple也與皮克斯(Pixar)合作推出一個AR開放檔案格式usdz,能在分享如訊息、Safari網頁、郵件、檔案及新聞等App的內容時,加入3D渲染的圖形或動畫特效,為用戶帶來AR體驗效果。

改善使用者體驗  Micro LED被寄予厚望

從另一個面向來看,為達到VR/AR頭戴式裝置所需效能,未來顯示器製程已經不能再用傳統觀念切入,必須利用半導體製程來製作,例如矽晶OLED(OLED on Silicon;OLEDoS)與Micro LED,皆為未來較為看好用於VR/AR的顯示技術。

工研院IEK研究指出,目前的VR/AR頭戴式裝置能會讓使用者感到暈眩,欲改善此問題,必須實現更快響應速度及更高ppi畫素,為此,許多廠商開始採用半導體等級技術。基本上,若以傳統面板製程製作,LCD或AMOLED面板最高只能達到700ppi畫素。若以半導體製程製造,則畫素可提升至1,000ppi。矽晶OLED甚至能夠達到2Kx2K超高解析度。

另外,同屬半導體製程的Micro LED顯示技術,據悉VueReal公司已在2017年開發出高達6,000ppi的Micro LED顯示器,且Micro LED的響應速度已可做到奈秒(Nano Second)等級,因此一般認為Micro LED是VR/AR頭戴式裝置的理想顯示技術。

展望未來,隨著國際級科技大廠相繼推出VR/AR/MR穿戴式裝置產品,各種虛實融合技術的導入將創造出前所未有的新興感官體驗,影響範圍將遍及人類社會的各個層面,從日常生活到工作領域,我們將迎來一個虛實界線逐漸模糊的未來世界。