AR增强现实技术发展报告.docx

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～AR增强现实技术发展报告

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一增强现实技术概述

增强现实（AugmentedReality，AR）是在虚拟现实（VirtualReality，VR）的基础上发展起来的，也叫增强式VR，是VR的技术延伸，AR技术和VR技术之间存在着明显的区别，VR技术构造了一个全虚拟世界，人们能够完全浸入其中；而AR技术则是构建一个虚实融合的世界，它将由计算机产生的文本信息、图像、虚拟三维模型、视频、音频或场景等实时精确地叠加在用户所感觉的真实场景上，使虚拟场景与真实场景有机结合，使人们能够通过听、看、摸和闻等方式自然地与这些虚拟信息交互，实现对真实世界的信息增强，提高用户对真实世界的理解能力。

AR系统有四大基础关键技术：虚实结合的注册技术、虚拟对象的生成技术、显示技术、人机交互技术。注册技术关系到增强现实系统的成功与否，它是指虚拟信息和现实空间的位置配准方法，关系到现实与虚拟空间的时空一致性指标；常用的跟踪注册方法有三种，即基于跟踪器的注册、基于机器视觉跟踪注册、基于无线网络跟踪注册技术。虚拟对象的生成技术涉及增强现实场景的建模、现实环境的理解、虚实融合的逼真度、空间位置的可信度指标；显示技术是在前两个关键点的基础上提供的一个高效呈现方法，当前主要集中于增强现实头盔显示器的研究上；人机交互技术即用户可与真实世界及虚拟物体进行实时的自然交互。除了常规的手柄交互、桌面式交互外，主要涉及手势交互、语音交互、眼动追踪、体感交互技术的研究。

二AR增强现实技术发展及现状

（一）近年来国外对增强现实技术的研究

2012年谷歌公司发布了GoogleProjectGlass，这是一款增强现实型穿戴式智能眼镜，该眼镜集相机、智能设备、全球定位系统于一体，在用户眼前展现实时信息。

2015年微软发布了HoloLens增强现实数据头盔，它具有全息、高清镜头、立体声等特点。

2016年，任天堂发布了基于增强现实技术的手机游戏《PokémonGo》，将虚拟的精灵、场景等叠加在真实世界上，因其出色的创新性与游戏性席卷全球。

2017年苹果公司发布了AR开发平台ARKit，将优秀的AR体验带给无数的消费级设备，各式各样的AR应用一时层出不穷。2020年ARKit升级到了4.0版本。

2020年Hololens发布了第2代增强现实数据头盔，增强了眼动交互，云端计算支持，增大了显示模组的视场角。

（二）近年来国内对增强现实技术的研究

2014年视辰信息科技公司推出使用自主AR引擎开发的视+AR编辑器及视+AR浏览器，2015年发布国内首个可以投入应用的AR引擎EasyAR。

2015年亮风台发布HiAR增强现实平台，包括HiARSDK、云识别、管理者后台等开发工具，使开发者能利用其增强现实框架快速开发AR应用。

2020年华为AREngine3.0发布，华为XRKit提供场景化框架等，发布了RSDZ3D数据格式标准，支持多型AR应用的开发。

2020年8月14日高德地图宣布推出AR导航行业解决方案，2020年9月10日，腾讯正式发布AR导航。2020年9月11日，华为河图宣布将构建3D地图开放平台，建立3D地图库，高效、低成本构建数字世界底座。

2019年上半年，中国VR/AR行业市场规模约为89.53亿元（见图1），同比上涨约50.72%。整个VR/AR行业保持着较高的增长率，其市场发展前景较为广阔。

图12017年至2019年上半年中国VR/AR市场规模

（三）AR技术发展面临的挑战

AR技术经过近几年的快速发展，各项关键技术逐步完善，但仍有一些关键点有待改进和突破，主要可以概括为以下几个方面。

硬件指标有待提高。显示组件的屏幕刷新率、屏幕分辨率、延迟和设备计算能力指标有待提高；受限于硬件迭代发展水平，上述指标目前都没有大的突破，离最终的要求还有一定的差距。

AR交互的手段有待进一步提升。用户可交互操作的功能有限，多人之间的交互模式有待进一步拓展。

大范围多目标实时定位精度有待提高。多目标定位对于多人同时参与的应用场景至关重要。当前的增强现实系统主要为个人提供增强现实体验，例如单个人员进行的装备虚拟维修操作。当多个人员同时参与时，彼此希望看见队友的精确位置，从而到达一种更真实的协同式装备维修操作时，这不仅需要对多个目标进行定位，还需要实现多个目标位置数据的实时共享。

感知的延伸。视觉是人体最重要、最复杂、信息量最大的传感器。人类大部分行为的执行需要依赖视觉，例如日常的避障、捉取、识图等。但视觉并不是人类的唯一的感知通道。增强现实所创造的增强环境不应仅仅局限于视觉刺激，还应包括其他的感知，如听觉、触觉、嗅觉等。

当前要提升传感器性能，提高视觉传感、体感识别、