中国增强现实AR行业研究报告.docx

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1、中国增强现实(AR)行业研究报告一、根基：中国AR行业发展概述31. 1AR/MR/VR/XR 概念界定31. 3中国AR终端设备出货量预测4二、掘金：中国AR行业核心技术分析52. IAR 整机设备 述.S2. 2AR终端设备形态发展路径62. 4AR显示原理及技术架构82. 5AR微显示屏幕技术概述92. 6AR微显示屏幕技术对比102. 7AR光学系统技术：曲面的对比112. 8AR光学系统技术：阵列光波导概述122. 9AR光学系统技术：衍射光波导概述132. IOAR交互技术概述142. 1IAR应用场景概述15三、扬帆：中国AR行业典型企业分析162.1 中国 AR 产业链 163

2、. 2中国AR产业链图谱17四、起航：中国AR行业发展趋势183.1 中国AR产业困局：技术积累184. 2中国AR产业困局：商业模式185. 3AR终端设备的双线增长趋势19摘要：行业潜力：增强现实(AR)技术可将虚拟信息数据叠加在现实世界之上，兼具交互 性、沉浸感、实时性等特征，短期内AR可作为效率工具使用，填补产业空白； 长期来看，具有成为下一代计算平台的潜力。驱动因素：政策方面，“十三五”规划中首次提及虚拟现实，“十四五”中列为数 字经济重点产业，由最初的仅聚焦于技术研发到鼓励多产业进行融合创新。 投融资方面，海内外头部企业把握元宇宙设备层交互入口-AR终端设备，并 持续布局下游应用内

3、容生态。技术体系：AR整机根据模块功能不同可拆解为计算、光学和传感三大功能单元“虚”软件技术：AR操作系统多基于安卓研发，支持硬件运行、内容展示 和人机交互“实”硬件技术：主控芯片：AR功能复杂需专用芯片支撑，计算等功能云化方案较为远期光学显示：包含全新光学系统技术，配合微显示屏幕组成光学模组，是 AR终端设备最为核心部分。Birdbath+Micro OLED方案和自由曲面方案已率先 落地并实现规模量产，阵列光波导和衍射光波导技术绝对参数较高更具未来， 但制作工艺难度较大仍需长时间迭代。“相”交互技术：交互方案与场景需求强关联，未来向多模态、精细化方 向发展“生”应用生益：B端场景需求为功能

4、导向型，产品AR增值属性强于 C端优先落地；C端对产品性能容忍度较低，厂商多以观影、娱乐场景入 局打开市场，市场逐渐崛起。发展困局：(I)AR产业链较长，目前整体技术尚不成熟，单一环节的提升难以撬动全行业的攀升，产业内外的技术驱动力有限。（2）终端产品难有消费级AR应用内容支撑，没有真正带有AR功能、发挥AR虚实结合、交互能力价值的应用，行业尚未进入正循环。发展趋势：（1）双线增长逻辑下，国内厂商多将采取小步快跑加速迭代方式逐渐完成 专用设备到通用设备的过渡；（2） AR作为元宇宙的交互入口之一，与元宇宙技术发展底层逻辑相同， 二者相生相成。一、根基：中国AR行业发展概述1.1 AR/MR/V

5、R/XR 概念界定功能效用略有重叠，然随技术愈发成熟将逐渐明晰定位界限增强现实（Augmented Reality,简称AR）是一种基于计算机实时计算和 多传感器融合的技术，可将虚拟信息数据（包括文字、图像、视频和3D模型） 叠加在现实世界之上。目前对于AR和MR的概念存在一定混淆，从理论上来 看，如显示画面仅为虚拟信息与事物的简单叠加则为AR,若可实现虚拟与现实 世界的交互与信息获取则为MR。而从实际终端产品来看二者较为重叠，部分AR 终端设备企业在产品中融入MR功能，但尚未达到理想状态MR的高度，即真实 反馈、实时精准交互。AR/MR/VR/XR概念界定,届”1.2 AR存在的意义未来有望

6、成为下一代计算平台，完成全环境内事物的数字化从计算平台的演化看，平均每12-13年将产生新的计算平台，移动互联网 时代已延续15余年，如今人们已不再满足于现有的计算输入输出方式与交互模 式，在数字化的范围、程度和交互方式等方面寻求革新。AR究其特性及未来远 期发展空间，可实现全环境内事物信息的实时采集反馈，且交互方式将更加直 接自然，有望成为下一代计算平台。然其先决条件尚未满足，仍需网络、云计 算、人工智能等多方技术的高度配合，AR终端设备技术及软件应用尚未实现规 模化量产。短期内AR可作为效率工具使用，填补产业空白。计算平台与内容输入倒出方式的发展演化PC(Gun0M WrwfWVt fff

7、4 4*VMIMBIFVK BMIMR ilUI M yFWMMNWM ,UVV, MMV八L 3中国AR终端设备出货量预测乐观预测下，2030年AR终端设备出货量可超10亿台AR终端设备的出货量增长可参考智能终端，乐观预测：预计2025年前， 包括苹果在内的互联网企业、手机厂商等头部企业将陆续推出切入XR领域的新 品刺激行业正向推动；2030年左右，AR产业或将突破现有技术瓶颈，推动供应 链走向成熟，终端设备单价进一步降低，刺激C端消费者购买，最终完成消费 者市场的规模上量，乐观预测下出货量可达10. 76亿台。中性预测：基本模拟 智能手机增速，AR终端设备作为智能手机的配件补充，此后快速发

8、展。悲观预 测：AR终端设备的交互方式和技术突破难度较大，中长期内难以实现突破性进 展，仍需长时间的酝酿和沉淀。20202036年中国AR终端设备出货量预测二、掘金：中国AR行业核心技术分析2. IAR整机设备概述全新光学显示及计算处理单元为AR整机最具价值量的模块AR整机设备和智能手机的功能模块类似，主要可分为光学显示、传感器、 摄像头、计算处理中心、音频和网络连接等主要模块，根据模块功能不同可拆 解为计算、光学和传感三大功能单元。相较于智能手机，AR涉及了全新的光学 方案，为AR整机中最核心部分（BOM占比接近一半），一定程度上决定了 AR 整机能否规模量产并推广至消费级市场的可能性。同时

9、，AR虚实融合的特性更 加注重环境感知和交互方式，要求能够快速（20ms）完成环境信息采集，并融 合虚拟图像，即考验AR整机的计算能力。因此，本报告将重点针对AR整机设 备中计算单元和光学显示单元的技术发展路径进行研究。AR整机设备模块单元组成及BOM占比拆分2.2AR终端设备形态发展路径理想状态下倾向于一体机，中短期内一体式/分体式整机共存理想状态下的智能终端设备需满足三大功能要素的完备，即计算、显示和 交互。PC/平板/手机等智能终端已经成熟且可实现AR技术的应用，但其固有形 态已确定，即无法对显示范围、便携性、交互方式等体验有突破性进展。因 此，AR终端设备形态的出发点是可穿戴，终点是轻

10、量化、无感操作的可穿戴。 目前AR整机从产品单元模块来看，可分为一体式和分体式两种形态，算力单元 和显示单元整合为一体的为一体式设备，反之割裂开的是分体式，依赖手机、 计算盒子等外部计算单元，以达到减重等优化效果。理想状态下的AR终端设备 会倾向于一体化设备，但因AR终端设备技术发展尚不成熟，未来较长一段时间 内会存在i体式/分体式共存的情况。-r-* MhtB 6Oc*G. 承4C交同血 *BZKkfi)DoSQtt IBt中SiOOgttd. FoV50,ftft. Cmr彩色承力 *分， W)C*TCM. OMHB0MgMO OO9fe FoV荏MT左育，f VaWflBBABnB 4

11、SftaBMX*不同形态的AR整机Htt.Z MMMBtfLt W TtM*IO BBff9Uti 12TJP.产品觥TAKA2. 3AR主控芯片AR功能复杂需专用芯片支撑，计算等功能云化方案较为远期AR主控芯片主要指SoC计算芯片，需要满足终端设备在性能、功耗、连 接、Al等方面的要求，为硬件设备提供操作系统运行、简单本地渲染、多传感 器信息融合处理等支撑。现阶段高通的XR芯片平台方案一枝独秀，部分AR整 机企业采用消费级芯片（手机、AIoT芯片）作为阶段替代方案。艾瑞认为，在 中短期内将会持续两种阶段性过渡方案，但AR场景复杂的空间级计算和高品 质图像处理等特殊要求仍需要AR专用芯片作为支

12、撑。同时，为推动AR在消 防，安防;工业、乃至军工领域的落地，国产化芯片方案的替代迫在眉睫。另 一方面，在5G、云计算、云服务等技术在支撑下，将计算、存储等功能云化以 降低本地要求可成为解决芯片桎梏的解决方案之一，但中短期内相关基础设施 建设不完备、难以有效支撑。AR控芯片功能模块需求2.4AR显示原理及技术架构以利用双目视差原理构建立体视觉为主，VAC问题仍待解决为实现“现实的增强”即交互沉浸感，AR近眼显示系统NED （近眼显示系 统：Near Eye Display）需构建在还原人眼立体视觉的基础上。人眼立体视觉 是指人眼辨别周围物体间的距离、深度和体积的能力，主要来源于两个ViSion

13、 Cueo目前市面上主流切入方案为通过最强CUe双目视差构建近眼显示系统，其 中核心模块为（1）光学模组（2）光源（3）光学显示器件。ARifi眼显示系统中构建立体视觉的原理2. 5AR微显示屏幕技术概述Micro LED为未来趋势，光波导方案微显示屏选择局限性小目前多种AR头显设备的光学显示屏幕方案共存，因不同光学方案对高亮度 需求的渴求程度不同，适配的光学方案和微显示屏方案相结合可发挥1+12的 效果。相对应的，某些光学方案在微型显示屏的选择方面有一定局限性。目前 终端设备搭载较多的是LCOS、DLP和MiCro OLED三种屏幕，其中前两种方案均 已实现规模化量产。Micro LED方案

14、尚未实现量产，主要难点在于巨量转移技 术和高制造成本，然而因其在低功耗、高亮度、高对比度等方面拥有绝对参数 优势，Micro LED为业内公认的下一代AR显示技术趋势。微显示屏技术的分类及主流搭配方案2 6AR微显示屏幕技术对比多显示方案共存，以适配不同光损程度、结构原理的光学方案用户在使用HMD时的需求反映在显示面板层面时，主要体现在对亮度、显 示效果、续航寿命和整机重量的敏感性。因不同光学方案的光损程度不同，在 择选面板时主要考量的指标为亮度，高光损方案需高亮度面板支持。面板需要 提供足够的亮度才能使HMD在叠加环境光后清晰显示画面，具体而言，在室外 环境下（无墨镜片遮挡的非正午环境）需至

15、少保证2000IIit的入眼亮度，室外 正午需近万尼特亮度支持。主流AR显示面板结构及特征2.7AR光学系统技术：曲面的对比Birdbath方案为短期内均衡成本和显示效果的快速落地方案自由曲面方案和Birdbath方案相较于光波导方案来说完备程度更高，已经 实现规模化量产。其中，Birdbath方案在国内消费级市场更为普及，其光损较 为严重，常搭配MiCrO OLED屏幕使用，二者配合后的光效会优于目前已有的大 多数方案。相对应的问题在于，AR产业链与已有的智能硬件或VR产业链重合 部分较少，Birdbath方案“捆绑”的高质量MiCro OLED屏幕未能实现规模化 量产，存在“短板效应”。整体而言，Birdbath方案的部分细节问题可通过更 换材料等方式进行优化，技术迭代难度系数中等，在短期内可看作是一个均衡 成本和显示效果的快速落地方案，其优质的显示画面为其在消费级市场的铺开 提供了快速通道。