1、 什么是增强现实(AR)?
1.1、 增强现实(AR)的定义
增强现实(以下简称 AR，Augmented Reality)，即将计算机系统提供的信息或图像与现实世界信息进行叠加呈现给用户，从而提升用户对现实世界的感知能力。其中，值得注意的是该信息或图像是叠加到现实世界上的，对用户来说，“增强” 了其对现实世界的理解和感知。因此，AR 必须实时地对现实世界进行响应并及时呈现给用户，否则便没有了意义。
AR 与 VR 的区别在于，AR 的主战场是“现实世界”，用户使用 AR 设备主要为通过 AR 设备产生的虚拟信息提升探索现实世界的能力，本身就具有一定的移动属性。相反，VR 的主战场是“虚拟世界”，用户使用 VR 设备主要为探索人为建立的虚拟世界，追求沉浸感。
因此,我们将 VR 看做为下一代 PC 级计算平台，而将 AR 则看做下一代移动计算平台。
1.2、 增强现实的呈现形式
下图形象地呈现了三种 AR 的显示方式，从距离眼睛近到远分别为头戴式(head-attached)、手持式(hand-held)、空间展示(spatial)。
因此，我们将当前的 AR 呈现形式概括为如下几种形式：
1.2.1、 手持式(hand-held)
即用手机或任何移动终端的摄像头获取现实世界的图像，并在移动终端的现实世界图片、视频中叠加虚拟信息。当前基于手机端的 AR 游戏、大量的 AR 卡均是采取这种形式。手持式的呈现方式由于门槛低，大量简单的 AR 呈现可以采取这 种方式，手持式采取显示原理与下文中的“视频式”相同。
当然,还有另外如透明手持式 AR 展示设备(optical see-through hand-held devices)等，由于当前并不常见,在此不做赘述。
1.2.2、 空间展示(Spatial)
只要是通过非手持、非头戴的 AR 展示，我们在此都归类为 Spatial，包括用显示器展示 AR、演唱会、商业展示、博物馆、游乐园等通过 AR 技术进行公共的虚拟形象的展示，或以其他屏幕呈现增强现实信息。
1.2.3、 可穿戴式(head-attached)
需要通过佩戴 AR 眼镜类设备进行呈现。可以分为如下几种：
1)光场显示或其他视网膜显示技术(Retinal Displays)：这种技术原理在于设备将虚拟光线直接投射进用户的视网膜上，从而形成以假乱真的效果。优点在于视角广、亮度高、画面好等。
光场式被称为 AR 显示的终极形式。这种显示技术不需要屏幕做载体，通过光场呈现物体全方位深度的图像，从而实现用户观察近景或远景均可以实现不同景深 的切换。这种显示技术是最为仿真视觉呈现原理的一种显示技术。目前，Magic Leap 宣称采用光导纤维投影仪这套方案。
2)头戴式显示技术(Head-Mounted Displays):
视频式：这种显示方式原理为设备通过外置的摄像头获取真实世界的信息，并根据机器视觉等技术同时叠加虚拟信息，使得用户通过配置在用户眼前的 AMOLED 屏等显示屏幕看到的真实世界和虚拟叠加信息。在视频式的显示技术中，用户看到的均为从设备摄像头所获取的图像，也就是说真实世界的光源是通过设备的摄像头，再通过设备的屏幕呈现给用户的。
这种显示技术的优点在于沉浸感，因此受外界的干扰比较少，以当前的情况来看， 视频式的呈现方式与 VR 头显是一脉相承的，市场角也比 Hololens 等 AR 眼镜 大。但缺点在于，分辨率比光源直接来自真实世界要低，且若屏幕产生一定程度的延迟将导致眩晕。这种显示方式本质为视频式的显示技术，我们认为当前的 VR 头盔、手持终端如手机等均可以采取这种技术方便地融入 AR 功能。
光学式：这种显示技术的原理在于，用户通过人眼前的透镜看到真实世界，而计算机生成的虚拟信息则通过一系列的光学系统投射入人眼中，从而实现在真实世界的光源下叠加虚拟信息的效果。这种显示技术的优点在于真实世界的信息真实、分辨率高、相对轻便,缺点在于虚拟信息的显示效果容易受环境光源强弱的变化。再者，根据我们对 Hololens 等 AR 眼镜的体验，当前的视场角还尚未达到 VR 设备的那种大视场角体验。
2、 重塑社会：AR 的应用领域广泛
AR 由于具有了极强的移动属性，因此应用场景相较于 VR 更加的丰富，一般认为 2020 年 AR 相关的市场规模是 VR 的 4 倍左右。我们认为，下一代计算平台中，AR 和 VR 的关系就相当于智能手机与 PC 的关系。
当前 AR 主要的应用领域为工业领域或垂直行业的定制化应用，泛娱乐、个人生活助手类应用未来的空间巨大。我们认为，工业领域之所以需要 AR，是因为通过 AR 眼镜这种主动式、多视角融合、解放双手的信息呈现形式，可以大幅提升单个工作人员的劳动效率。相比于 AR 眼镜的成本，这样的效率提升对厂商来说是非常合算的，尤其是人工成本昂贵的国家尤其如此。因此，未来三至五年内，最有可能因 AR 眼镜而受惠的是现场服务产业，Gartner 预期每年约可增加 10 亿美元的获利。其中，最能够节省成本的地方在于缩短问题诊断与修复的时间，以及不再需要另外派遣专家前往远程据点等。
而在垂直行业如教育、医疗、旅游中，AR 技术可以帮助呈现更全面的信息，或帮助大大提高效率等。在泛娱乐之中，AR 技术则可以实现过去 3D、VR 等技术尚无法实现视觉呈现、移动性、与真实世界的交互性等。总而言之，是效率提升、更好的体验、更丰富的业态使得用户和厂商均对 AR 有足够的兴趣。
2.1、 AR 的工业应用
当前，AR 眼镜设备最先运用在工业应用领域，我们试想这样一个应用场景：
一个仓库管理员戴着 AR 头显想将货物运送到指定的地点，并且清点输入数据库。在仓库中运送摆放货物的时候，仓库管理员拿起货物，将视野对准货物的条码，就把货物资料传送到数据库中，之后 AR 提示货物摆放的正确位置。当在仓库中遇到问题的时候，可以启动 AR 眼镜上的通信功能，远程的专家通过 AR 眼镜上 的摄像头看到仓库中面临的问题，并远程指导管理员如何修理或解决。
再以修理汽车为例：利用 AR 眼镜，可以对汽车修理的各个环节进行实时指导，即使是能力一般、经验不足的菜鸟，也可以通过 AR 技术准确解决各种各样的问题，比如每一步的操作都有语音提示，甚至如何拧螺丝、从哪里握住零件都会准确说明，这不仅可以帮助维修人员迅速熟悉和掌握各种设备的维修技术，还能保证整个维修过程的标准化和规范化，极大地降低了维修人员的培训成本，提高了 维修的效率，并有助于技术与经验的传承。
类似的使用场景可以延伸至工业上的方方面面，包括工业组装、维修、物流、餐饮服务等方方面面。
2.2、 AR 的行业应用
我们以医疗行业为例，介绍 AR 的具体行业应用。AR 的医疗领域应用可以挽救无数生命，例如如下场景：
一位重症病人被送上救护车后，从救护车到医院是一段漫长的路程。戴有 AR 眼镜的随行医生则可以通过其上面的摄像头，将病人的病症快速传送至医院内的主治医生面前，主治医生根据情况制定紧急急救方案，快速挽救生命。在病房中， 护士通过 AR 眼镜寻访病房，可快速将病人病情情况传送给办公室的医生，医生不必亲自去各个病人床前，节约了大量的时间。在手术时，也可提供第一视角的手术过程，方便医疗教育或者远程医疗合作，提示手术步骤，并通过 AR 效果提示手术过程注意细节，提升手术可靠性。
另外，AR 教育、AR 旅游、AR 展览、AR 购物等，AR 在垂直领域的应用潜力十分巨大。
例如，AR 教育可以为学生呈现全息图像、虚拟实验、虚拟环境打造等；AR 旅游可以帮助游客自助游玩景区，为游客讲解景区情况、历史、呈现虚拟形象等；AR 购物则可以实现一键试穿，在电商上具有极大的应用空间，当然，在线下购物场景的导购、商品呈现等方面也应用潜力巨大，汽车产业是 AR 技术的积极应用者。
2.3、 AR 的个人生活工作助理类应用
我们认为，在继 AR 的工业应用和垂直行业应用之后，最有希望继续放量普及的是 AR 的个人生活工作助理类应用。
例如开车的特定场景，车内安装只针对行车提示的 AR 设备(供司机无需看表盘就可以知道时速、红绿灯、交通路况、通话等功能)，重新定义汽车内交互场景。
例如运动的特定场景，类似于当前可穿戴设备的各类检测和提示功能的升级等，提示心率、路况、运动指导等。
例如刑侦的特定场景，类似于美剧《少数派报告》中的 AR 隐形眼镜的功能，那么可以达到对存入数据库中的人物自动识别，给予人物介绍、场景识别、辅助分析等，可以大大提高破案的效率。
这类的 AR 眼镜暂未产品化，但我们认为在特定场景的用途将是 AR 眼镜从特定用途走向通用化普及的一大步。
2.4、 AR 的游戏机属性应用
我们将游戏作为单独一块研究，是因为游戏在全球具有极大的市场容量。AR 如果应用于游戏，那么就相当于游戏机的属性。我们认为 AR 游戏当前有如下三种形式：
1)AR 卡牌类游戏：日常我们玩桌游只能在平面的桌面上进行，缺少动态的呈现，且游戏规则的学习需要过程。而 AR 技术可以给予用户呈现 AR 卡牌游戏的动态的一面，并且可以控制游戏规则，为玩家提供更加直观有趣的玩法。
根据我们做的产业访谈，一般认为卡牌可能可以成为一个不错的 AR 游戏。卡牌桌游以实际卡牌操作，在桌面上完成，它是 AR 游戏可以上体量的类型。不过，卡牌桌游的市场容量对标传统桌游的市场容量，具有一定的天花板。
这一模式先行者包括万智牌出的《审判之眼》，内容很强大，但因为因为未加密导致盗版猖狂而衰弱，国内的厂商包括创幻科技的超次元 AR 卡牌、MR 三国、超次元 MR 等这几款 AR 游戏，创幻科技的卡牌已经从 1.0 升级到 2.0 模式，即支持实体桌面对战和眼镜模式。
2)运用 LBS、SLAM 技术：LBS 即指基于地理位置的服务，SLAM 简单来说即需要利用计算机视觉用以识别场景空间形态的技术模式。
这种模式用户范畴可以做得更大众一些，超过第一类卡牌类桌游，市场容量我们认为可以与当今的手游对标。因为现在大部分 AR 产品只能进行简单识别，而 SLAM 技术可以识别出环境。Pokemon Go 即部分采用了 LBS 这种玩法，但其 SLAM 技术的应用尚不成熟。
若谷歌的 Project Tango 项目获得成熟，未来的二代智能摄像头将更好地完成 SLAM 功能，当然，当前的手机可以轻度地支持 SLAM。LBS、SLAM 是未来手 游厂商转型 AR 游戏的重要模式。
3)基于 AR 眼镜模式产生的体验和玩法
我们认为这是 AR 眼镜游戏机属性的终极玩法，分别以《游戏王》和《我的世界》 为例。
《游戏王》是流行于 80-90 后童年的一款动画及卡牌游戏，动画内容本身就是以佩戴 AR 眼镜进行卡牌英雄虚拟对战的形式。未来 AR 眼镜获得成熟之后，动画的游戏场景将可以完全重现，这将带来前所未有的游戏体验。《游戏王》若 AR 化的具体玩法是：玩家佩戴一个 AR 眼镜，AR 眼镜将会在手臂、面前的空地重现卡牌装备和道场。对抗双方在虚拟的卡牌下互相出牌，虚拟卡牌生物将会重现， 并根据指令进行激烈厮杀。
《我的世界》则是利用 AR 眼镜在真实的环境中进行沙盒游戏。
另外，AR 眼镜在游戏领域可应用的范围还不止于此，例如某些线下游戏业态的特定氛围塑造等，AR 眼镜均具有很大的运用潜力。
第一类涉及到实体销售渠道，本质上是传统桌游的升级。第二类适合手游厂商的转型升级。第三类的快速发展需要等硬件成熟。
2.5、 其他应用领域畅想
1)电视转播领域
通过增强现实技术可以在转播体育比赛的时候实时的将辅助信息(比如球员数据) 叠加到转播画面中，使得观众可以得到更多的信息。
2)古迹复原和数字化文化遗产保护
文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参观者，用户不仅能获取古迹的文字解说,还能看到遗址上残缺部分的虚拟重构。
3)旅游、展览领域
人们在浏览、参观的同时，通过增强现实技术将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料。
4)市政建设规划
采用增强现实技术将规划效果叠加到真实场景中,可直接获得规划的效果。
总之，增强现实技术已在娱乐、游戏、展览展示、医学、工业、教育和移动设备等领域都表现出了良好应用前景。
3、 AR 的未来之路
3.1、 通用型 AR 眼镜类产品的成熟仍需时日
我们列举的上述两个例子说明 AR 可以不是一个高大上的东西，离我们很近。大 众常常被 Magic Leap、Hololens、Meta2 等酷炫的体验所引导，以为 AR 必然是这种高大上的黑科技般的技术体验。实际上，AR 也可以做的很接地气。例如最普通的两种产品形态：
1)是视+、小熊尼奥这一类采用手机摄像头获取现实世界图像，并利用手机处理能力在现实世界上叠加虚拟形象的形式，使得用户接触 AR 的门槛极低，也更 容易获得大众的认知。这类产品广泛运用于广告、儿童教育、桌游小游戏等领域；
2)是在 AR 眼镜上投影虚拟屏幕的形式，基本可以实现大部分的工业应用需求。
但通用型 AR 眼镜类产品的成熟仍需时日：我们大多数人期待的 AR，是一种实时与现实世界交互，也能实时以手势、语音等形式与使用者进行交互的设备。这 将涉及强大的 CPU/GPU 处理能力、强大的云端数据、强大的带宽、成熟的 SLAM 技术、语音交互、手势交互、眼神交互、人工智能技术、续航等，显示技术、分辨率、设备的小型化等产品化的各方面，涉及面非常广。
我们认为从 VR 普及到 AR 普及类似于 PC 的普及到智能手机的普及。当前的通用性 AR 产品还处于“传呼机”的发展阶段。帮助其爆发性增长的除各类技术的可靠性外，还需要最符合大众习惯的交互方式的出现。
语音交互、手势交互、眼球控制、脑波控制、行为识别等各类“黑科技”般的交互方式仍需达到一定成熟的程度。
3.2、 通用型 AR 眼镜：寻找未被满足的需求突破口
消费级的 AR 眼镜方面，智能手机对 AR 发展历程有借鉴，但他们俩并非一类产品。消费级 AR 头显的应用场景类似于智能手机的移动场景，因此移动互联网的发展历史对 AR 有部分借鉴意义；但又有所不同，毕竟并非所有的人都愿意全天都戴着眼镜。
1)移动互联网的大势并不是全世界都通用：日本的移动互联网高度发达，有赖 于日本民众在公共交通上的时间非常长这一特点，从这一意义上讲，中国与日本 很像。而美国的民众由于大多开车出行，因此，移动互联网的依赖度相对较低。从这一点来讲，鉴于不同国家产业结构、民众需求的不同，AR 在不同国家的发展重点和潜力可能也是不同的。
2)寻找移动场景中未被满足的需求突破口。任天堂通过 Game&Watch、 GameBoy 等满足了上班族地铁中的碎片化娱乐需求，日本移动互联网发展期的社交、卡牌游戏等红火的主要驱动因素也来自于庞大上班族的强大消费能力。在此基础上，日本移动互联网的支付(有赖于日本金融管制轻、便利店普及)等同样高度发达。而 AR 将解决各个国家民众的什么问题呢？可能是碎片化娱乐、可 能是个人生活工作助理，也可能最终将落入家庭/室内娱乐场景范畴中。碎片化娱乐属于智能手机属性，价格低、交互性优秀、内容丰富、可靠性、续航等更重 要；个人生活工作助理，可能属于当前的可穿戴设备属性，用于增强人们对生活的管理能力，对工作的应对能力，人工智能技术、续航等更为重要；若是作为家庭/室内娱乐设备，那么就是游戏机属性，同样丰富的内容、价格、交互性更为重要。
3.3、 个人生活助理和泛娱乐可能将是更大的未来
尽管当前 AR 眼镜主要运用在工业化应用方面，但我们认为基于个人生活和娱乐的应用才是更大的未来。因为如果根本目的是为了降低人工成本提高工作效率的话，人工智能、机器人等无人化技术在工业上可能更有潜力。
而个人生活助理类应用使得个人与 AR 设备做了超越智能手机的连接，有望由此衍生出新的高频应用，在此扩张社交、游戏、运动、通讯等日常高频场景。通用型的个人生活助理应用将以特定场景的个人生活助理应用切入、衍生。我们认为，未来在各个个人生活、工作、娱乐场景下，均有特定用途的 AR 设备的使用空间，最终通用型的 AR 设备将统一上述所有的特定领域的设备，实现使用场景的无缝切换。
至少我们可以想象得到的是，像《少数派报告》中运用 AR 眼镜的社会可能正在向我们迈进。
此文发布于2016年七月。
