%HUAWEIAR洞察与应用实践白皮书STRATEGY ANALYTICSVirtual and Augmented RealityCelebrating 25 Years of Insights目录01概要02AR洞察与行业趋势.…012.1AR的当下与未来020403AR设备…053.1AR设备市场增长……0904AR应用13144.1.1AR现状：基于手机的应用144.1.2社交144.1.3游戏…154.1.4教育174.1.5零售和生活.…194.16导航和旅游.…214.1.7运动健康.…23244.3未来应用预测…2605本地应用VS云应用…295.1AR开发平台…315.1.1设备内应用工具…315.1.2企业级工具：设备和云结合…325.1.3云AR开发工具…3206网络使能AR应用…336.1当前和未来的3 GPP AR应用..…35366.2.1资源类型.…37386.3精准定位是5G的另一项优势.…406.4保证室外移动联接对许多AR用例十分必要…416.5边缘计算和存储对保证超低时延至关重要…………426.6云核心网与巨头公司之间的互操作性………456.7网络切片：经济实惠、为消费者提供有保证的QoS…4707建议497.1设备…50527.3商业与生态系统…535508结论…57581.概要■行业趋势篇：·AR将数字化信息叠加在现实物理世界之上，带来数字世界与物理世界的融合。·尽管专用AR头显已经问世，但目前大多数消费者仍是通过智能手机来体验AR。·AR具备强移动性，在移动场景的应用将为用户带来切实价值，这与移动网络完美结合。■AR设备篇：·智能手机AR应用的流行已有时日。绑定智能手机的AR头显将成为主流形态。随着AR头显向大众市场普及，预计到2026年，500美元以下的产品将占据主导地位，这一市场将呈现爆发式增长。同时，消费级AR头显出货量将超过5,300万台，总收入将超过300亿美元。·当前的专用AR头显主要面向企业市场，售价高、销量低。专用AR头显可解放双手，让操作者能在AR的辅助下完成任务。■AR应用篇：目前最流行的两类应用是社交和AR游戏。AR已被广泛应用于各类应用，包括创新性的教育、零售、导航和运动健康等应用。·未来，预计导航将支撑更丰富的AR体验，例如位置共享型游戏。■AR平台篇：·苹果的ARKit和谷歌的ARCore都是设备内应用开发工具，两者都只针对其自有操作系统。华为的AR Engine和工具功能更加全面，并附加手部和身体动态追踪功能，以及华为在全球率先推出并大规模商用的多种物体建模等特性。·尽管当前AR计算主要在端侧的AR设备进行，但未来的AR一定是端边云紧密结合的形式，全局地图数据、全局用户信息天然适合云部署，而精确辅助定位定姿、局部地图数据、特定3D场景渲染适合边缘计算。高带宽低延时的5G网络将在端边云紧密结合的AR中发挥重要作用。■AR网络篇：·可保证比特速率、时延、准确定位定姿和移动性将成为影响AR服务体验的关键网络指标。边缘计算和存储对充分发挥AR优势起着至关重要的作用。·网络切片可能是保证AR服务质量（Q0S)的一种经济实惠的方式。■AR生态篇：·AR产业链涵盖终端设备、内容和网络等各个方面，需要将这三大能力相结合，打造优秀的产品组合。AR行业生态的所有参与者需共同合作，建立统一标准及机制，汇集各领域的专业力量，共创AR产业繁荣。02AR洞察与行业趋势0100100001110000100101010001010001010101111010101010010100010100100/1110000100101011010001010001010101111010110100001000100101000101010110101010001001000011100001001010000101010111101010000100101000101001001001110000100100010100101010AR洞察与应用实践白皮书2.1AR的当下与未来增强现实（(AR)是一种将数据（包括文字、图像、视和3D模型）叠加在现实世界之上的技术。AR基于传感器和机器学习技术，对外部环境及物体进行扫描及信息探测学习，并且在现实环境叠加情景信息，满足用户所需。虚拟现实增强现实老安堂·独立于现实世界·在现实世界上叠加情境信息·旅游景点案例：远程虚拟参观历史古迹旅游景点案例：在虚拟导览的指引下实地游览历史古迹图1：VR与AR对比（来源：Strategy Analytics)AR和VR有何区别？虚拟现实(VR)是一种完全沉浸式的技术，用户看到的都是虚拟环境。这使得VR本身不具备强移动性一用户需要确保所处环境的安全，从而在非常有限的距离内移动，以避免撞到墙壁等物体或摔倒。由于AR将数字对象和信息叠加在现实世界之上，因此AR对用户的切实价值主要体现在移动场景。例如，当用户身处陌生环境，AR可以帮助用户获得更多周边环境信息，用户还可依靠AR导航指引前往目的地。这使得AR能够与移动网络完美结合。尽管专用AR头显已经问世，但目前大多数消费者仍是通过智能手机来体验AR:摄像头拍摄的实时画面与AR内容叠加之后在智能手机屏幕上形成增强现实画面。如今，95%以上的高端智能手机都能支持这一功能。以搭载立体透镜的高端AR头显为代表的专用设备通常售价高达3,000美元，虽然还无法进入普通消费者市场，但已经在医疗、重工业和物流等行业发挥价值。由于AR头显设备能解放双手，因此能够应用于智能手机AR无法覆盖的许多场景，在工作场景中使用价值更大。02AR洞察与应用实践白皮书2.2关键问题本报告旨在回答一些关键问题，帮助整个价值链上的企业在增强现实的未来发展中发挥价值。·当前的设备形态如何？未来将如何演变？领先设备要具备哪些特点？·市场空间有多大？·在消费者和企业市场存在哪些关键应用？·这些应用将如何演变？·AR的关键开发工具有哪些？它们能实现哪些体验？·5G网络的哪些特性有利于我们充分把握AR发展的机遇？·AR发展将面临哪些挑战？怎样的策略有助于克服这些挑战？·AR提供商应如何描绘应用、开发工具、网络能力和硬件全景图，从而制定成功路线图0303AR设备AR洞察与应用实践白皮书目前的AR设备种类繁多，先进程度和应用场景不尽相同。但更先进的设备不仅成本更高，也更笨重，这使得设计十分受限（更难设计出对消费者有吸引力的产品），因此不适合用于某些工作场景。·双目式一采用透明双目显示器，可显示3D立体图像，能应用于任何场景。HoloLens和Magic Leap等独立设备是目前市场上最先进（也是最昂贵)的产品。近期，Nreal Light等更轻量化、售价更低的搭配智能手机的双目设备已经面市。·单目式一此类AR眼镜通常不使用透明显示器，适合简单的应用场景，例如通知或简单导航。此类设备通常为独立设备，例如Google Glass(针对企业市场)和Solos(AR骑行眼镜)。·插入式一这类AR眼镜需要在设备中插入智能手机，具体又分两种类型：（1)将智能手机水平放置，屏幕朝下，画面会反射到半透明反光镜上；（2)智能手机屏幕的安装方式类似简单插入式VR头显（例如三星Gea「VR)，但利用智能手机摄像头拍摄视频实现“透视”效果。这类形态的设备唯一的成功案例是联想星球大战AR头显。隐形眼镜式一AR隐形眼镜听起来像是幻想中的未来技术，但其实已经真实存在。Mojo Vision开发了医用AR隐形眼镜，用于改善视障用户的感知能力，目前正处于临床试验阶段多家科技企业也持有相关专利（如谷歌和索尼)，但尚未推出此类产品。·静态全息显示器一全息显示器能为某些特定应用场景提供部分AR功能，例如，索尼的静态桌面显示器和IKIN的智能手机屏幕附件。·车载AR一车内抬头显示器(HUD)日益普及。宝马和现代等许多制造商正在自家车辆中集成HUD,消费者也可以从佳明(Garmin)等供应商自行购买HUD产品。不同设备应用了各种不同的技术。下图展示了一台功能完备的双目AR设备中用到的各种部件。05AR洞察与应用实践白皮书内置对外传感器音频输出传统摄像头鱼眼摄像头耳机接口红外ToF传感器扬声器毫米波雷达骨传导扬声器麦克风图像捕捉摄像头触摸板CPU/GPUUSB蓝牙Wi-Fi电池广域网眼部传感器眼球追踪透镜方向传感器虹膜识别投影仪光源摸组·波导或光场陀螺仪·反射型或折射型加速度计玻璃或塑料GPS图2：AR眼镜部件（来源：Strategy Analytics)AR的主要特征当然是透镜技术。一台配备透明双目透镜、功能完备的AR设备，能够逼真显示立体物体。这种尖端透镜技术是高端AR设备中最昂贵的部件之一。低配型设备可能采用低分辨率透明显示屏，足够在实景上叠加数据或推送通知，但应用场景十分有限。最基础的设备搭载的是非透明显示屏，但能够根据用户周围的物体提供与环境相关的信息。各类透镜技术面临的共同挑战是实现与视力矫正眼镜的兼容。目前克服这一挑战的方法通常是将头显设计成支持佩戴在传统眼镜前，或者简化头显设计，将其夹在传统眼镜上。未来，AR显示屏或许能直接集成到视力矫正眼镜中。为了叠加情境信息，AR设备还必须理解周围环境，因此要引入定位和视觉识别技术。摄像头和深度感知激光雷达等外部传感器，结合GPS模块和陀螺仪等内部传感器共同产生数据。一些更基础的设备能读取二维码，适用于仓库环境，但针对消费者的应用场景很有限。使用的传感器越先进，就越需要结合人工智能来理解所收集的数据，而这一功能可能在云端实现，也可能在设备端。用户还需要对设备进行控制。AR设备通常会搭载语音助手。有些设备使用外部传感器追踪用户手部动作，支持手势控制。更先进的输入方式包括利用视线感知传感器检测用户目光停留的目标，从而提供相应的情境信息。最后，AR设备通常还会搭载某些连接模块。最常见的是Wi-F引，但有些还包含5G模块，或者通过蓝牙或线缆与智能手机连接。06AR洞察与应用实践白皮书由于部件数量众多，一台完全独立运行、功能完备的AR设备可能非常昂贵，还会十分笨重，电池续航方面也可能遇到瓶颈。例如，HoloLens2重达一斤多，续航时间约为4小时，并不支持长时间连续工作。笨重的体型决定了它缺乏时尚属性，即便价格大幅降低，也不太可能引起消费者的兴趣。将设备与智能手机配对是缩减体积（提升设计和舒适度）和成本的一种可行方法。可以将部分处理能力转移到配对设备上，还可以将智能手机的某些功能模块（如广域网连接和GPS组件）利用起来，从而省去头显设备上的部分模块。比如，Nreal Light就是这样一款双目设备，支持通过USB与兼容的安卓智能手机配对，实现了更轻量化、更美观的设计。这类设备预计将有助于在不久的将来带动专用AR硬件消费市场。另一种实现美观、轻量化设计的方法是采用高通的XR1AR智能头显参考设计。该设计采用了分布式计算架构。尽管设备自带处理器，能够独立运行，但必要时也可以与智能手机配对，提供更丰富的体验。3.1AR设备市场增长全球AR头显总出货量6050出货量（百万台）4030201002017201820192020202120222023202420252026■面向消费者总出货量面向企业总出货量来源：Strategy Analytics图3：AR头显出货量预测（来源：Strategy Analytics《专用AR头显预测》）当前的专用AR头显主要面向企业市场，售价高、销量低。尽管该市场在过去几年经历了快速增长，但因为基数小，增长起点非常低。Strategy Analytics发布的2020年数据显示，该市场的全球出货量不到11.5万台，总收入为1.66亿美元。81%的头显出货量是面向企业的。07AR洞察与应用实践白皮书一旦预期中的消费级头显问世，这一市场将呈现爆发式增长。预计到2026年，消费级AR头显的全球出货量将超过5,300万台，总收入将超过300亿美元。届时，预计消费者和企业市场份额将完全对调，86%的设备出货量面向消费者，仅14%面向企业。头显设备的价格必须大幅下降才达到这样的市场规模。早期的消费型头显价格过高，几乎无法产生市场影响。面向消费者推出的初代Google Glass功能有限，且价格高达1,500美元。Magic Leap曾试图推出一款功能完备的独立设备来吸引消费者，但零售价高达3,000美元。Nrel通过将设备与智能手机绑定，降低部件成本，在2020年推出了一款价格更亲民的设备，售价不到600美元。AR头显平均售价（美元）2500.0面向消费者平均售价（美元）2000.0900.01500.0700.0500.01000.0下降38%300.02020202120222023202420252026500.00.02017201820192020202120222023202420252026来源：Strategy Analytics面向消费者平均售价一面向企业平均售价图4：AR头显平均售价（来源：Strategy Analytics《专业AR头显预测》）如图4所示，预计随着时间的推移，消费型AR头显的价格还将进一步降低，平均售价将从2020年的800多美元下降到2026年的500美元以下(38%的降幅)。如上节所述，绑定智能手机的AR头显(（可能采用分布式计算架构)可能成为AR设备的主流形态，原因之一是此类设备的成本低于独立AR设备。我们还预计，市场上将存在各个价位的AR头显设备，从超过1,000美元的旗舰级产品到低于500美元的入门级产品。随着AR头显向大众市场普及，500美元以下的产品终将占据市场主导地位。由于绑定智能手机的AR设备很可能成为赢家，那么另一个可能的结果是，智能手机OEM厂商将成为AR设备市场的主导者。这些厂商能实现AR设备和智能手机的深度融合，并且可以将设备捆绑纳入市场推广策略。由于移动运营商在手机的分销中发挥着关键作用，还可以捆绑相关的流量套餐，这意味着运营商也将在AR头显的未来发展中发挥关键作用。08AR洞察与应用实践白皮书2026年各价位段消费级AR设备出货量低于500美元62%高于1,000美元2%500至1,000美元35%来源：Strategy Analytics图5：2026年消费级AR设备平均售价细分（来源：Strategy Analytics)长期来看，双目AR设备最有可能成为驱动消费者市场发展的设备类型。由于支持3D立体图像显示，双目AR头显能够应用于所有可能的场景，从而提升设备实用性，为最终用户创造更大价值。双目AR头显还能让人眼前一亮，刺激用户购买欲望，从而实现普及。然而，从短期来看，更基础的设备可能会催生一些细分消费市场。例如，用于运动健康领域的单目设备，可为骑行和跑步爱好者提供简单的导航信息等数据。AR头显市场的发展可能会重现智能手表市场的发展过程。智能手表市场起步十分缓慢，但运动健康应用证明了智能手表具有实用性。0904AR应用