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　　AR(Augmented Reality)是一种通过实时计算影像位置及角度，生成相应虚拟场景 的技术，这种技术可以通过全息投影，在镜片的显示屏幕中将虚拟世界与现实世界叠加， 且操作者可以通过设备进行互动。

　　目前市面上主流的 AR 产品分为三类，分别是头戴式显示，手持式显示和以 PC 显示器、HUD 为代表的空间显示器。

　　头戴显示器由一个头戴装置以及与之搭配的一块或多块(微型)显示屏组成，智能AR 眼镜便是头戴显示器的典型产品之一。头戴显示器可将现实世界和虚拟物体的画面重叠显示在用户视野中，实现现实世界的增强画面。同时，先进的头戴显示器通常搭载多自由度的传感器，用户可以在前后、上下、左右、俯仰、偏转和滚动六个方向自由移动头部，而头戴显示器 AR 产品能够根据用户头部移动的动作进行相应的画面调整。手持式显示是以智能手机作为 AR 移动终端的代表产品，经过多年的更新换代和功 能优化，智能手机显示器分辨率越来越高、处理器越来越强、相机成像质量越来越好、 传感器越来越丰富(提供着加速计、GPS、罗盘)，诸多优势使得智能手机成为了天然的AR 平台，也是现阶段 AR 应用的最容易落地的场景之一。空间显示器是将虚拟内容直接投影在现实世界中的 AR 产品。空间显示器往往固定 在物理世界中，而周边任何物理表面，如墙面、桌面甚至是人体都可以成为可交互的 AR显示屏。随着空间显示器尺寸、成本、功耗的降低以及 3D 投影的不断进步，各种全新 的 AR 交互和显示形式正在不断涌现，显著拓宽了空间显示器 AR 产品的应用场景。

　　目前，PC 显示器和移动终端 AR 产品的市场普及度略高于以 AR 眼镜为代表的头戴式显示器产品。但由于 AR 眼镜可以突破屏幕的限制，可将整个物理界面作为 AR 交互界面，因此有望成为未来 AR 产品的主流技术路线。目前，AR 产业正处于市场启动期到高速发展期的过渡阶段，产业发展主要由技术 创新和应用拓展驱动，技术红利特征显著。未来有望吸引更多厂商进入 AR 市场。随着 技术体系的成熟、产业链构建的完善以及产品形态和内容平台的丰富，AR 有望在更多场景实现落地。未来 AR 产业有望发展成为一个软硬结合，且汇集大量优质内容的平台， 届时也将迎来线G 通信技术将推动 AR 技术的大规模落地，5G 带来的高速通信将减轻硬件的运算 负担、提高 AR 设备的视觉处理效率和追踪精确度、提供低时延的用户体验。未来几年， 随着业界与学界对相关技术踏实的探索和市场对技术的驱动与修正，AR 产业的市场将逐渐培育起来。根据信通院和中国产业信息网的预测，2019 年，全球 AR 市场规模将达到 262.89 亿元左右，同比增速超过 120%，其中，中国 AR 市场规模约16.4 亿元，同比增长超过 160%。

　　3.2.从主流终端产品 HoloLens、Magic Leap One 看 AR 产业链目前市场上主流的 AR 产品有两个。一个是 Microsoft HoloLens ，这款产品是微软2015 年推出首个不受线缆限制的全息计算机设备，能让用户与数字内容交互，并与周围真实环境中的全息影像互动。一个是 Magic Leap One，这是由 Magic Leap 公司 2017 年推出，实际上是三个设备的集合，具体分别为 Lightwear 头显、内含处理器的 Lightpack和拥有 6 个自由度的手持遥控器 Control。

　　3.3.AR 核心技术与产业链分析(1)光学AR 的光学是指在眼球的正前方将 AR 虚拟图像与现实世界光线相融合的光学器件， 目的是实现“虚实融合”的视觉效果。通常 AR 眼睛中的光学技术有光波导、自由曲面技 术、偏振分光棱镜技术等。光波导技术名称取决于它的形态，是一块厚度在 1.5mm-3mm之间的平板玻璃，能够通过折叠光路来实现镜片式 AR 显示的技术。光波导技术的视角 通常在 30°到 60°的理论值。自由曲面技术最早期飞行员头盔显示的技术发展而来，图像 信息通过经过计算的非球面反射进入人眼。偏振分光技术是把自由曲面的反射面做成平 面，同时又使用透射式的镜片做放大等光学处理，结构和自由曲面棱镜一样。

　　在 AR 眼镜中，要想光在传输的过程中无损失无泄漏，光的全反射是关键。光机生成图像光影后，光波导可将光耦合进自身的玻璃基底中，并通过全反射的原理，使光传输到人眼前方实现成像。其中，波导是实现图像稳定和清晰传输的关键部件，有望成为 AR 眼镜的主流光学解决方案。对于 AR 眼镜的终极形态有很多的讨论，但一般认为，眼镜最终会向着更轻，更薄，更智能的方向去发展，最理想的 AR 眼镜，或许长得就与我们现在戴在头上的近视眼镜一个样。光波导的这种特性，对于优化头戴的设计和美化外观有很大优势。因为有了波导这个传输渠道，可以将显示屏和成像系统远离眼镜移到额头顶部或者侧面，这极大降 低了光学系统对外界视线的阻挡，并且使得重量分布更符合人体工程学，从而改善了设 备的佩戴体验。

　　光波导总体上可以分为几何光波导(Geometric Waveguide)和衍射光波导(Diffractive Waveguide)两种，几何光波导就是所谓的阵列光波导，其通过阵列反射镜堆叠实现图像 的输出和动眼框的扩大，代表光学公司是以色列的 Lumus，目前市场上还未出现大规模 的量产眼镜产品。衍射光波导主要有利用光刻技术制造的表面浮雕光栅波导(Surface Relief Grating)和基于全息干涉技术制造的全息体光栅波导(Volumetric Holographic Grating)， HoloLens 2，Magic Leap One 均属于前者，全息体光栅光波导则是使用全息体光栅元件代替浮雕光栅，苹果公司收购的 Akonin 公司采用的便是全息体光栅，另外致力于这个方向的还有 Digilens。这个技术还在发展中，色彩表现比较好，但目前对 FOV的限制也比较大。

　　微软的 HoloLens 采用全息 光波导的技术，成为当前效果最好的 AR 眼镜;Magic Leap 曾凭借自己“吹嘘”的光纤扫描光场技术，融资超过 20 亿美元，不过近来专利显示其放弃了难以攻破的光纤扫描技术，转为多层光波导;Google 曾与采用阵列光波导的 Lumus 洽谈收购;苹果与广达电脑合作研发基于波导 AR 眼镜，18 年起在全球寻找光波导供应商;华为内部斥资数十亿研发光波导技术并在全球寻找光波导供应商。

　　中光学目前前瞻领域开发取得实质性进展，AR 波导产品、手机用全景棱镜、屏下指纹棱镜产品开发成功并实现小批量生产,为后续发展奠定了良好基础；福晶科技：AR设备上游光学元器件供应商，与微软长期合作联合研发的DOE等相关元件用于AR眼镜HoloLens，目前已经开发到第三代产品。同时公司配套 AR龙头客户研发光学元器件已久，在抛光、镀膜等工艺段具有深厚积累，已经实现部分光学处理器件量产。苏大维格早在2016年便已成功研发出用于AR的“纳米波导光场镜片”。目前，公司已掌握“头戴式三维显示光场镜片”的设计与制造技术，自主研发了“纳米波导光场镜片”的高效纳米制备设备，并针对波导光场镜片的特点，建立了“纳米波导光场镜片”设计加工能力，有效扩大了AR视场角（FOV）。

　　AR设备的光学显示系统通常由微型显示屏和光学元件组成。上文已经介绍了光学元件，目前市场上的AR眼镜采用的显示系统就是各种微型显示屏和棱镜、自由曲面、BirdBath、光波导等光学元件的组合。其中，微型显示屏主要包括Micro-OLED、Micro-LED等自发光显示器，以及搭配外部光源照明的LCOS微显示器。凭借高亮度、高分辨率、低功耗等诸多优势，

　　LCOS微显示技术不仅在VR领域具备广阔的应用前景，在AR领域也获得了广泛的应用。

　　收购标的北京豪威在 LCOS 领域积累了十余年的技术研发经验，并联合 国际一流设备厂商合作开发了全世界首条 12 寸硅基液晶高清投影芯片产线，在 LCOS领域的技术积累和工艺先进性均居全球同行业之首。目前北京豪威 LCOS 产品在 AR 领 域的客户为 Magic Leap，其 AR 眼镜的核心投影芯片使用了北京豪威的 LCOS 产品， 同时还搭载多颗北京豪威的 CMOS 图像传感器。同时北京豪威还正与 Magic Leap 合作 设计开发第二代用于 AR 眼镜的 LCOS 投影芯片，预计 2019 年会正式发布并量产。

　　是国内专业从事光学影像、LED、微显示、反光材料等领域的研发与制造企业，目前主营业务为光学、LED蓝宝石、反光材料和新型显示四大业务板块，生产的光学相关元器件、LED蓝宝石衬底、微投光机模组、反光材料等核心产品均达到国内或国际先进水平。

　　3D Sensing就是将2D摄像头转化为3D数据，能够使呈像显得更为立体，并且实现手势识别、动作捕捉等人机交互方式。AR就是在体验过程中与现实世界紧密联系，在实际看到的过程中叠加虚拟的内容。而真正实现与现实交流那就要求捕获并能快速反馈更高清更线D Sensing。目前市场上有三种解决方案，即结构光、TOF、双目成像。结构光方案相对而言技术成熟，拥有模组体积小，平面信息分辨率高、功耗较低的优点。但同时有容易受光圈干扰，识别距离较近等缺点。而TOF就没有这些缺陷，但是TOF屏幕分辨率较低且功耗大。双目成像弥补了二者的缺点，但目前的技术不成熟且在昏暗条件下特征不明显。三种解决方案各有优缺点，需要根据不同场景制定。结构光是目前最成熟的方案，TOF被看好应用在移动端，而双目成像由于其技术难点较大，仅被应用于自动驾驶领域。

　　3D摄像头产业链与传统摄像头产业链相比主要新增加“红外光源+光学组件+红外传感器”等部分，其中最关键的部分就是红外光源，主动感知的3D摄像头技术通常使用红外光来检测目标，现在常见的3D摄像头系统一般都采用VCSEL作为红外光源。产业链相关红外线传感器的上市公司有STM、AMS、Heptagon、Infineon、TI、索尼、豪威等；产业链相关红外激光光源的上市公司有Finisar、Lumentum、II-VI、光迅科技等；产业链相关光学组件的上市公司为福晶科技；而提供综合技术方案的上市公司有STM、微软、英特尔，德州仪器、英飞凌等。

　　AI芯片又称为AI加速器，是指专门用于处理人工智能应用中的大量计算任务的模块。（其他非计算任务仍有CPU完成）。AR的实现设计一系列计算：探测真实物体——计算物体的空间位置和方向——计算虚拟物体叠加的位置——渲染虚拟物体等。为避免体验时的晕眩感以及实现实时显示，对计算时间有较高的要求（一般不超过20ms）。

　　GPU芯片在AR领域的处理运算能力远大于CPU，但功耗太大且算法模式其本身的缺点，即延时过大，不适合AR应用。

　　AR需要解决处理计算问题，需要专门的AI芯片。AI芯片可分为应用于云端服务器和应用于终端（移动端）两大类。用于云端的AI芯片要求较高且芯片功耗大，并且还要求支持多块芯片组成一个计算阵列的结构以提升性能。用于终端的芯片注重低功耗，对计算效率的要求更高，可采用定点运算和网络压缩的方法实现运算速度的加速，这类芯片被称为神经网络处理单元，即NPU。目前已出现在市场上的的AR设备例如HoloLens 1,Magic Leap1中都没有搭载AI芯片，而研发AI芯片也将是巨头们下一步发展的目标。微软表示HoloLens 2中人工智能芯片的最终目标是加入专门的计算能力，去完成图像识别和语音识别等复杂任务。这有可能给HoloLens带来独特的功能和更快的处理速度。移动端有高通系列、三星Exynos9系列等处理器，华为的麒麟970、980和苹果A11、A12搭载了NPU。这几款芯片的性能相对于上一代产品而言均有大幅度的提升。华为麒麟970处理AI任务时能提效50倍，性能提升25倍。而麒麟980又比970性能提升了37%，效能提升了58%。苹果A12性能核速度提升15%，机器学习能力提高了9倍。如此强大的计算能力为AR在移动端的应用打下了良好的基础。骁龙855搭载了高通第四代AI引擎，运用CPU+GPU+DSP的方式为AI提供算力，和骁龙845相比AI性能提升3倍。