湖南省科技信息研究所 www.hninfo.org.cn 时间:2019月03月19日 [字体: 大 中 小 ]
摘 要
信息产业是我国国民经济的基础性、战略性、先导性产业,对我国经济结构调整具有重要的示范意义,是稳增长、促改革的主战场。我国是全球领先的信息产业大国,以虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等产品为代表的一批市场反响好、
用户体验佳的创新性产品推动了供给侧改革,成为提升消费类电子产品有效供给能力的重要手段。
虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术市场潜力巨大,拥有广阔的应用空间,未来10年的市场规模最高可达到 1820 亿美元,国内外都高度关注 VR/AR 领域市场并积极布局。本报告重点阐述国内外 VR/AR 产业发展现状、市场竞争态势、重点企业和产品竞争格局、关键技术专利布局等。
虚拟现实(VR)产业竞争态势:(1)VR 是用现代高科技手段生成一种虚拟环境,用户借助 VR 设备与虚拟世界进行交互,其核心特征是沉浸感、交互性和想象性。(2)虚拟现实技术已经逐步进入产业化阶段,据 Digi-Capital 预测,
2020 年全球 VR 的市场规模可达 300 亿美元。从发展趋势来看,将有更多不同类型公司加入 VR 市场:当前仅仅依靠低劣的模仿 VR 来盈利的厂商将会被市场淘汰,在技术领域有着核心竞争力的企业将成为 VR 市场的主流军;同时 VR 行业将更加注重内容开发,VR 的内容将会进一步的拓宽,除了现有的游戏、影视外,将会与医疗、教育、旅游观光等更多的行业形成新的联动,VR 的未来应用也会得到极大的扩展。(3)虽然国内 VR 起步较晚,在产品开发、企业发展阶段与技术应用方面相对美国等国家晚一步,但是我国 VR 产业也处于快速发展阶段,完善的产业链正在逐步形成。艾媒咨询数据显示,2015 年中国 VR 行业市场规模为 15.4 亿元,预计2020年市场规模预计将超过 550 亿元。(4)目前,国际市场上的 VR 巨头企业包括 Facebook、三星、HTC、索尼等,这些公司形成了以“硬件+软件+内容+应用”为核心的 VR 生态闭环,这些公司推出的产品亦占据了市场主导地位;国内市场上,暴风魔镜、蚁视、3Glasses 等 VR 公司相对走在前列。
增强现实(AR)产业竞争态势:(1)AR 是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。(2)据 Digi-Capital的预测数据,AR 市场规模将在 2017 年开始爆发,至 2020年可达到 1200 亿美元左右,预计是 VR 市场的 4 倍左右。(3)国内外科技巨头,包括谷歌、英特尔、微软、苹果以及国内的百度、阿里巴巴、腾讯、联想等,纷纷以实验室或并购的方式抢先布局 AR 底层技术,并发布了一些具有相当标志性的产品。(4)目前,国际上公认的 AR 四大巨头企业包括微软、MagicLeap、Meta、Lumus;国内 AR 科技公司有百度、阿里巴巴、腾讯、GQY 视讯、央数文化、亮风台等,这些公司均对 AR 领域进行重点产品战略布局。
VR/AR 核心技术竞争态势:(1)VR 的关键核心技术主要有动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具应用技术、实时三维图形生成技术、系统集成技术等五大项。随着技术的升级,移动智能设备的普及和移动互联网
的进一步发展,VR 现实技术将逐步走向成熟,硬件生产将逐渐实现产业化、规模化。(2)一个完善的 AR 系统需要由跟踪定位技术、用户交互技术、虚拟融合技术和系统信息显示技术构成。AR 技术会以移动为先,AR 技术已经可以和智能手机兼容,用户不用购买专用的 AR 硬件就可以体验 AR内容。(3)尽管都涉及虚拟成像,VR 和 AR 在技术实现方面的区别在于 VR 遮断真实世界,AR 则是叠加虚拟的影像。(4)国内外 VR/AR 专利布局方面,一是,全球 VR/AR 专利呈爆发式增长,由于市场的热度较高,预计专利申请量仍将持续增长;二是,美国占了全球 VR/AR 专利的半壁江山,达 52%;三是,中国 VR/AR 专利布局相对缺少基础性的核心专利;四是欧美 VR/AR 专利申请人以大型跨国公司或大型芯片厂商为主,而中国的 VR/AR 专利主要由大学及研究所等科研机构持有。整体而言,VR/AR 技术还处于广泛研发阶段,国内外的巨头们都在紧锣密鼓地研发自己产品,储备自家的核心技术专利。
目 录
1. 虚拟现实(VR)产业竞争态势................1
1.1 虚拟现实(VR)产业链概述................ 1
1.1.1 虚拟现实(VR)概念.....................1
1.1.2 虚拟现实(VR)发展历程................ 1
1.1.3 虚拟现实(VR)交互形式................ 3
1.1.4 虚拟现实(VR)产业链分析...............5
1.2 虚拟现实(VR)市场竞争态势...............7
1.2.1 全球虚拟现实(VR)进入产业化阶段.......7
1.2.2 全球虚拟现实(VR)产业发展趋势.........10
1.2.3 2016 年虚拟现实(VR)市场表现..........13
1.2.4 我国虚拟现实(VR)产业发展态势.........15
1.3 虚拟现实(VR)重点企业/产品竞争格局......19
1.3.1 国外重点虚拟现实(VR)企业/产品情况....19
1.3.2 国内重点虚拟现实(VR)企业/产品情况....25
2. 增强现实(AR)产业竞争态势................28
2.1 增强现实(AR)产业链概述.................28
2.1.1 增强现实(AR)的概念...................28
2.1.2 增强现实(AR)的发展历程...............29
2.1.3 增强现实(AR)的呈现形式...............34
2.1.4 增强现实(AR)产业链现状...............35
2.2 增强现实(AR)市场竞争态势...............36
2.2.1 增强现实(AR)市场空间广阔.............36
2.2.2 增强现实(AR)市场即将进入高速发展期...37
2.2.3 增强现实(AR)的应用领域广泛...........38
2.2.4 国内外科技巨头纷纷投资进行 AR 战略布局.40
2.2.5 国内增强现实(AR)产业布局现状.........42
2.2.6 2016 年增强现实(AR)市场表现..........48
2.3 增强现实(AR)重点企业/产品竞争格局......52
2.3.1 国外重点增强现实(AR)企业/产品情况....52
2.3.2 国内重点增强现实(AR)企业/产品情况....58
3. VR/AR 核心技术竞争态势....................71
3.1 虚拟现实(VR)核心技术概述...............71
3.2 增强现实(AR)核心技术概述...............73
3.3 虚拟现实(VR)与增强现实(AR)的区别.....75
3.4 VR/AR 的专利布局情况.....................76
3.4.1 全球 VR/AR 专利爆发式增长..............77
3.4.2 中国 VR/AR 专利布局相对缺少基础性的核心专利81
3.4.3 全球巨头积极专利布局...................85
1. 虚拟现实(VR)产业竞争态势
1.1 虚拟现实(VR)产业链概述
1.1.1 虚拟现实(VR)概念
虚拟现实(VR)指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境,用户借助特殊的输入/输出设备,与虚拟世界进行自然的交互,提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让用户如同身历其境一般。其核心特征是沉浸感、交互性和想象性。虚拟现实技术分类包括桌面式 VR系统、沉浸式 VR 系统、增强式 VR 系统和分布式 VR 系统。
图 1 虚拟现实(VR)的三大特性
资料来源:CBInsights
1.1.2 虚拟现实(VR)发展历程
虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段:1963 年以前,蕴涵虚拟现实技术思想的第一阶段;1963 年~1972 年,虚拟现实技术的萌芽阶段;1973 年~1989 年,虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段;1990 年至今,虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。
第一阶段:虚拟现实技术的前身。虚拟现实技术是对生物在自然环境中的感官和动作等行为的一种模拟交互技术,它与仿真技术的发展是息息相关的。中国古代战国时期的风筝,就是模拟飞行动物和人之间互动的大自然场景,风筝的拟声、拟真、互动的行为是仿真技术在中国的早期应用,它也是中国古代人试验飞行器模型的最早发明。西方人利用中国古代风筝原理发明了飞机,发明家 Edwin A. Link 发明了飞行模拟器,让操作者能有乘坐真正飞机的感觉。1962 年,Morton Heilig 的“全传感仿真器”的发明,就蕴涵了虚拟现实技术的思想理论。这三个较典型的发明,都蕴涵了虚拟现实技术的思想,是虚拟现实技术的前身。
第二阶段:虚拟现实技术的萌芽阶段。1968 年美国计算机图形学之父 Ivan Sutherlan 开发了第一个计算机图形驱动的头盔显示器 HMD 及头部位置跟踪系统,是虚拟现实技术发展史上一个重要的里程碑。此阶段也是虚拟现实技术的探索阶段,为虚拟现实技术的基本思想产生和理论发展奠定了基础。
第三阶段:虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段。这一时期出现了由 M.W.Krueger 设计 VIDEOPLACE 系统与由 M.MGreevy 设计的 VIEW 两个比较典型的虚拟现实系统。第四阶段:虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。在这一阶段虚拟现实技术从研究型阶段转向为应用型阶段,广泛运用到了科研、航空、医学、军事等人类生活的各个领域中,如美军开发的空军任务支援系统和海军特种作战部队计划和演习系统,对虚拟的军事演习也能达到真实军事演习的效果,浙江大学开发的虚拟故宫虚拟建筑环境系统和CAD&CG 国家重点实验室开发出桌面虚拟建筑环境实时漫游系统,北京航空航天大学开发的虚拟现实与可视化新技术研究室的虚拟环境系统。
图 2 虚拟现实(VR)的发展历程
资料来源:艾媒咨询
1.1.3 虚拟现实(VR)交互形式
虚拟现实(VR)的交互方式仍在探索和研究中,目前常见的有 9 种交互方式,如下表所示。
表 1 虚拟现实(VR)的交互方式
资料来源:艾媒咨询
1.1.4 虚拟现实(VR)产业链分析
虚拟现实(VR)产业链长,产业带动比高,涉及产业众多,包括虚拟现实工具与设备、内容制作、分发平台、行业应用和相关服务等在军事、民用以及科研等方面的各种应用。目前在国内形成了以北京航空航天大学、清华大学、工业和信息化部电子工业标准化研究院、浙江大学等各大高校、研究院所和高科技公司联合研究开发制作,产学研密切结合的良好发展局面。
虚拟现实(VR)产业链中,工具和设备类可细分为输入设备、输出设备、显示设备、拍摄设备、以及相关软件等;内容制作可细分为影视、游戏等内容;分发平台可细分为应用商店、社交影院、实体体验店、网店、播放器等内容;行业应用可细分为工业、军事、医疗、教育、房地产、旅游、会展、等内容;相关服务可细分为平台、媒体和孵化器等内容。由于虚拟现实产业涉及到从基础硬件生产、软件开发、核心部件制造、实体以及网络分发平台、营销与服务等众多军事、民用领域,需要在国家统一协调和管理下,通过技术标准体系以及关键标准的制定、标准符合性检测和相应的质量验证系统的支撑,才可以使产业健康可持续发展。
从图 3 可以看出,VR 产业巨头主导硬件、标准走向,中小企业机遇集中在下游环节。产业链的上游环节、硬件与系统对于厂商技术实力和资本实力、品牌影响力具有较高的要求,且关于 VR 领域市场、技术标准方面的主导权,业界包括 HTC、Sony、Google 在内的信息产业技术巨头纷纷发力于此,市场竞争非常激励。产业巨头将把持硬件与系统领域的技术以及标准走向,并竭力获得更大的终端市场份额以为后续的内容及服务业务开展做铺垫。
图 3 虚拟现实(VR)产业链分析
资料来源:艾媒咨询
从图 4 可以看出,我国中小企业在此相对竞争实力弱,发展机遇小。内容、行业应用与分发平台等中、下游产业链尚处于起步和探索阶段,门栏相对较低,机遇多,中小企业成长空间大。
图 4 我国虚拟现实(VR)产业链发展现状图
资料来源:艾媒咨询
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