作者：赵亚洲
出版社：北京联合出版公司
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智能+：AR/VR/AI/IW正在颠覆每个行业的新商业浪潮试读：
推荐序
继互联网之后，以增强现实（AR）、虚拟现实(VR)、人工智能（AI）为代表的智能科技已经成为最热门的关注领域之一。
中国国家主席习近平在G20工商峰会开幕式上的《中国发展新起点 全球增长新蓝图》主旨演讲中提到了人工智能和虚拟现实，并指出：“创新是从根本上打开增长之锁的钥匙。以互联网为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发，人工智能、虚拟现实等新技术日新月异，虚拟经济与实体经济的结合，将给人们的生产方式和生活方式带来革命性变化。这种变化不会一蹴而就，也不会一帆风顺，需要各国合力推动，在充分放大和加速其正面效应的同时，把可能出现的负面影响降到最低。”
在政策层面，2016年上半年，国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、中央网信办制定并出台了《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》;2016年8月底，国家发展改革委在其发布的《关于请组织申报“互联网+”领域创新能力建设专项的通知》中提出，建设虚拟现实/增强现实技术及应用国家工程实验室。同时，国家也在积极筹划建设全国一体化的国家大数据中心。
在资本层面，2016年2月，阿里巴巴集团领投了Magic Leap 7.935亿美元的新一轮投资；2016年8月，芯片巨头英特尔公司宣布以4.08亿美元收购人工智能（AI）创业公司Nervana Systems。除这两家大企业外，其他中小企业在智能科技方面的投资和并购也一直热度不减。
国家政策的支持、资本大量并快速涌入、不断推出的新产品、科学研发进程加快、创新式商业模式爆发，都充分证明了这一新的商业浪潮的到来。《智能+——AR、VR、AI、IW正在颠覆每个行业的新商业浪潮》一书正是在此背景下应运而生。本书描述了以AR、VR、AI、IW为代表的智能科技领域，着重介绍了产品和技术的应用及市场前景，并对未来趋势进行分析和预测。如何在新一轮浪潮中获得成功，《智能+——AR、VR、AI、IW正在颠覆每个行业的新商业浪潮》认为：看到机会、抢占先机是第一步，首先要对智能科技进行充分地了解和掌握，只有抓住市场机会才有可能获得成功；第二步是面向世界，争创世界顶级水平，引领新一轮商业浪潮的到来。
一切科技和商业发展的结果都是为了满足社会需求、推动社会进步和经济快速发展，并实现人民生活富裕。所以，智能科技及其商业化也应该瞄准这个目标进行。
最后，全书简明扼要地介绍了智能科技领域的最新发展态势，同时给出了一些好的思路和建议，值得一读。中国社会科学院经济研究所国务院特殊津贴专家徐逢贤序言智能科技引领新一轮经济浪潮
2016年，智能科技领域发生了很多标志性事件：增强现实（AR）游戏《口袋妖怪》在推出不到1个月的时间内下载量过亿，引爆了全球AR游戏市场；HTC（宏达电子）、Facebook（脸谱）、Samsung（三星）、Sony（索尼）等企业的诸多VR产品纷纷进入市场，业界公认的VR元年到来；《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》中提出，到2018年形成千亿级的人工智能市场应用规模；以“安全与陪伴”为主题的儿童智能手表市场持续火爆，继小米、小天才、百度、腾讯等企业后，华为和乐视也已入局，预示着智能穿戴（IW）进入垂直细分市场竞争阶段。一切迹象都已表明，智能科技将引领新一轮经济浪潮的到来。
AR让世界多个维度：进入21世纪，人们对电子产品的需求是小型便携化，但同时要求多功能化，这使拥有操作系统的智能手机诞生。但因为手机屏幕较小，视觉和操作受限，人们迫切需要小型化并且功能强大的新型电子产品。AR眼镜（头显）恰恰能解决这个问题，它具有普通电子产品不具备的优势，普通电子产品的显示屏幕是有限面积的二维平面，而AR技术产品则是将三维虚拟场景融入真实世界中，画面可以根据人们的要求进行缩放，还可以将虚拟物体植入空间中进行操作和交互。目前微软HoloLens全息眼镜已经能够初步做到这一点。
随着AR技术发展进步，虚拟3D场景将更加真实和具有立体感，能达到真假难辨的程度，交互也将更加灵动和完美。这会让具有操作系统的AR眼镜逐步替代智能手机，待技术更加成熟后，甚至可能会替代计算机。
AR技术日趋完善必将带动其应用的发展。AR技术除了可以应用于游戏娱乐，还可以用于医疗、教育、军事、建筑建模、工业检测和维修、古迹复原、旅游观景等多个领域，应用十分广泛。
总之，AR技术相当于把一个虚拟世界融入现实空间中，形象地说，就是让世界多个维度。在这个维度里我们可以做很多对现实有益的事情，如果再结合AI技术，将产生1+1>2的溢出效应，比如，战斗机头盔就是AR+AI的结合体，这也可以看出“AR+”未来前景十分光明。
VR带你进入虚拟世界：20世纪80年代以前，虚拟现实技术还主要被运用在一些高风险、不可逆的教育教学领域，并未进入大众消费领域。现如今，随着技术进步和成本降低，VR设备功能愈加完善，价格也降到能够被消费者接受。比如高端的计算机VR产品HTC Vive售价为6888元，消费级Samsung Gear VR2只售价200美元，Google（谷歌）的Cardboard更是便宜到只有几美元。这说明VR设备已经逐步在市场上普及。
虚拟现实技术综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术手段，它在多维信息空间上创建出一个逼真的虚拟环境，能使用户感受到身临其境的沉浸感，展现与环境完美融合的交互作用能力。
未来3~5年，VR的市场重点应该是游戏、视频直播等领域，VR头显的替代方向是具有游戏娱乐功能的电子消费产品。基于VR特性，内容市场应该是未来重点发展方向和争夺关键。VR头显目前存在的主要问题有延时、待机时间短、机身发热和长时间佩戴所带来的眩晕感和眼部疲劳等。随着技术进步，这些问题都将逐步得到解决，那时，VR头显将带我们进入一个逼真的虚拟世界，而在这个虚拟世界中将产生无限商机。
AI引领智能化时代：“人工智能”（AI）一词最早公开提出是在1956年美国Dartmouth（达特茅斯）大学组织的会议上。自古以来，人类就企图用机器来代替人或动物进行劳动，比如三国时期诸葛亮发明了木牛流马来替代牛马等牲畜运输粮草。随着科学技术的进步，人工智能的概念开始出现，并迅猛发展起来。但人工智能的真正兴起还是在计算机出现后，从这时起，人类才开始真正有了一个可以模拟人类思维的现实工具。
20世纪90年代，互联网的兴起使人工智能技术从对单个智能主体研究开始转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。此后，人工智能得到了前所未有的发展，无人机、无人驾驶汽车、防爆机器人、工业机器人、扫地机器人、机器人玩具、语音识别、指纹识别、虹膜识别、分析检索工具、专家决策系统等各类应用层出不穷。
中国也越来越重视人工智能发展，“人工智能”一词首次出现在“十三五”规划纲要草案中，在“科技创新2030——重大项目”专栏中，智能制造和机器人成为九个重大工程之一。
人工智能发展到今天，已经能够利用计算机等技术模拟出人类的部分智能，甚至在某些方面超越人本身所具有的能力，但综合来看，尚未有人工智能设备能从根本上完成图灵测试，现有的人工智能还不完全具备人的思考能力。但从目前来看，仅仅模拟人类部分智能的人工智能应用市场前景已经十分可观。随着技术水平的进一步发展和完善，其应用将更加广泛，AI将引领人们进入全面智能化的时代。
IW使科幻成为现实：随着信息技术的高速发展，智能穿戴产品也迅速兴起，在工业、医疗、健康、军事、教育、娱乐等诸多领域都有广泛应用，也越来越受到各种企业的重视。
目前市场上智能穿戴产品以手表和手环为主，根据市场研究机构Gartner发布的最新报告，预计2016年全球可穿戴电子设备销量将增长18.4%，达到2.746亿部，实现销售收入287亿美元，其中115亿美元将来自智能手表产品。
不容忽视的是，智能首饰和智能服饰等其他智能穿戴产品也越来越受到人们的关注，如能防强光且监测运动的智能眼镜，具备隐蔽性求救功能的智能戒指，电池续航两年的防久坐智能腰带，将电子元件“编织”到纤维中的智能夹克等。
IW的应用发展大多时候需要借助云计算、移动互联网与大数据来进行，并且越来越专业，越来越细化。例如，为运动健身群体提供运动数据分析，并针对性地给出健身锻炼计划；在医疗保健方面则根据慢性病监测的数据给病人诊断结果与用药建议；给儿童群体提供定位和报警等功能；为老年群体提供医疗生理监测和异常报警功能；为女性群体提供隐蔽性报警和计算生理周期等。这些必将会促进像Fitbit和GARMIN（佳明）等专业化智能穿戴企业的出现和壮大。总之，随着技术进步，智能穿戴将更加智能化，很多在科幻电影中出现过的智能穿戴产品将逐步成为现实。
科幻电影往往昭示着下一个时代的技术发展方向。《星际迷航》中全息面板对舰船的控制、《黑客帝国》中虚拟与现实的转换、《星球大战》中的机器人BB-8、《蜘蛛侠》中的智能衣服等，这些都让人印象深刻。如今，这些技术和应用已经不仅仅存在于电影之中，而是正在逐步得到实现。就像工业革命让机器取代人力，互联网连接了世界一样，智能科技也正在引领新一轮经济浪潮的到来，让世界变得更加智能和充满科幻气息。
这个改变将给传统行业带来深刻变革，同时也将产生一些新的行业和商业机会，如何成为新一轮经济浪潮中的弄潮儿，是摆在每一个行业和每一个从业人员面前的新课题。本书分析介绍了现在智能科技变革所处的阶段和形势，对一些行业领域的趋势发展进行了判断和预测，希望能让读者从中得到启发，在新一轮经济浪潮和商业变革中抓住机会，取得成功。第一篇AR让世界多个维度AUGMENTED REALITY增强现实（Augmented Reality，简称“AR”），是一种将现实世界信息和虚拟世界信息叠加集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间、空间范围内很难体验到的实体信息(如视觉、声音、味道、触觉等)，通过电脑等科学技术模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到现实世界。这样，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到同一个画面或空间存在，被人类感知，从而达到超越现实的感官体验。第一章AR终端——营造虚拟和现实交织的新场景AR眼镜（头显）——电子通信设备的未来
AR技术的出现是时代发展的必然结果。进入21世纪，人们对电子产品的需求是小型便携化，但同时要求多功能化，这就促使商用计算机从笨拙几乎不可移动的台式机演变到超薄可移动的笔记本电脑，也促使手机从只具有通信功能的“大砖头”演变到如今轻薄的iPhone等智能手机。手机不仅方便携带，功能也变得越来越强大，以前PC端的功能现在在手机上也很容易实现，也有不少的商家把应用产品的重点从PC端转移到了手机移动端。根据艾瑞咨询数据统计，移动电子商务2015年的交易额占比已经达到了55.5%，超过了PC端并呈现持续上升的势头。虽然目前移动应用发展迅猛，但同时应看到，手机等移动设备还存在一些不足，比如屏幕较小、视觉和操作受限等。人们迫切需要小型化同时功能强大的新型电子产品。AR技术利用虚拟的物体增强现实感觉。只需戴上AR眼镜（头显），你就可以看见在现实场景中融入的虚拟的大屏幕，也可以用虚拟键盘到现实场景中进行操作，以此来满足人们对小型化同时功能强大的电子产品的预期和需求。
AR眼镜（头显）还具有普通电子产品所不具备的优势。普通电子产品的显示大多数是二维平面的，而AR技术下的显示不再单单是二维平面，而是可以将虚拟场景融入真实世界中，达到三维显示的效果。随着AR技术进步和功能完善，虚拟3D场景将更加真实和具有立体感，能达到不摘下眼镜虚假难辨的程度。AR技术应用广泛，可以用于医疗培训、军事演习、建筑建模、古迹复原、旅游观光、视频娱乐等多个领域，未来的商业应用前景十分广阔。
AR系统追求的是真实场景和虚拟物体无缝联结，而且真实物体和虚拟物体之间还要能够进行交互。因此，AR系统功能的实现需要解决很多关键性技术，主要有显示技术、跟踪和定位技术、界面和可视化技术、标定技术等。在解决了这些技术性问题后，AR的产品化还需要考虑设备的轻便性、功耗控制和成本控制等方面的问题。
可以预期，随着资本投入和技术进步，AR行业在未来5~10年会出现爆发式增长，集成计算机和手机功能的AR眼镜（头显）在技术等方面成熟后会逐渐占据原有的智能手机和平板电脑市场，十年以后将会逐步取代商用计算机市场。Microsoft HoloLens——从二维到三维的革新
Microsoft HoloLens全息眼镜由微软公司于北京时间2015年1月22日凌晨与Windows 10同时发布。全息眼镜HoloLens是一个拥有全息功能的头戴式显示计算机，它承载着微软将Windows从PC端移植到现实空间的使命（如图1.1）。图1.1 微软公司的全息眼镜HoloLens外观
HoloLens本身就装有Windows 10操作系统，所以主菜单上有一些基本的功能，如Edge浏览器等，Windows商店里也有一些为HoloLens设计的工具软件和游戏可以下载。到目前为止，HoloLens开发的功能主要有辅助建模、查看天气、玩游戏、看视频新闻等。HoloLens交互功能的实现主要通过手势和语音，操作起来比较方便，可以设置多个窗口和虚拟物品到现实场景中（如图1.2）。图1.2 微软公司的全息眼镜HoloLens功能展示
这款HoloLens产品虽然实现了很多技术上的突破，但实际上还有一些不足之处：首先，这款产品的电池最长续航时间仅为5.5个小时，在高负载使用情况下，电池续航时间只有2.5个小时；其次，HoloLens的视野范围有些狭窄，也反映出这款产品在技术上的不完善；此外，这款产品的售价定在3000美元左右，对于普通人来说还是偏高的。综合来看，由于待机时间短、功能有限、价格昂贵等问题，HoloLens暂时还无法对智能手机市场造成较大冲击，目前主要面向行业特定使用者和有消费能力的IT爱好者。但随着微软技术的提高，若下一代产品将待机时间和视野问题改善，同时增加更多的功能和软件应用，且逐步削减成本的话，在未来很可能会被更多消费者接受。Magic Leap——奇迹创造者
Magic Leap成立于2011年，是美国一家专门研究AR产品应用的公司。Magic Leap一建立，就创造了资本市场的一个奇迹：在没有具体产品问世之前，就实现了巨额C轮融资，估值至少达到45亿美元。
2014年10月，Magic Leap获得由Google领投的5.42亿美元的B轮融资，高通（Qualcomm）公司、私募股权公司KKR、保罗·艾伦（Paul Allen）的投资公司Vulcan、风险投资公司KPCB、Andreessen Horowitz和Obvious Ventures等大牌投资机构跟投。同时，Google新•任CEO桑达尔皮查伊（Sundar Pichai）也加入了该公司董事会。
2016年2月，阿里巴巴在Magic Leap的C轮融资中领投共计筹资7.94亿美元。5月，追加投资2亿美元，投资金额累计已接近10亿美元。至此，Magic Leap融资接近16亿美元。
那么，这家公司的魔力源泉在哪里呢？我们看下面几张图片就能窥其一斑（如图1.3,1.4,1.5）。图1.3 蓝鲸从你的眼前跃过图1.4 手中真假难辨的大象图1.5 AR技术的教育应用
Magic Leap之所以能够获得巨额的投资，和它所研究的AR尖端技术有直接关系，主要包括SLAM(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建)感知技术、计算机视觉处理技术、光场成像技术和相应的4D光场的重构算法等。其中，负责感知研究的前高级副总裁加里•布拉德斯基（Gary Bradski）是计算机视觉领域的领军人物，在英特尔公司（Intel Corporation）和柳树车库（Willow Garage）创造并发展了OpenCV（Open Source Computer Vision Library，开放源代码计算机视觉类库）, OpenCV是一个基于（开源）发行的跨平台的计算机视觉库，可以实现图像处理的很多算法。关键的计算机视觉技术负责人吉恩•伊夫斯•布盖（Jean-Yves Bouguet）在微软研究院工作过十年，在这个领域有着十分丰富的经验；艺术设计、游戏和动漫方面的人才有前苹果游戏设计师格雷姆•德文（Graeme Devine）；此外还有其他各领域顶尖人才加盟，这足以让外界相信他们的研发水平和实力。因此，Magic Leap虽然至今还未发布过产品，但其团队实力和宣传所展示出的震撼效果已经使资本界折服，据说他们目前正在调试生产线，已做好了产品量产的准备，让我们拭目以待。Meta——雄心壮志的追赶者
美国Meta公司是雷蒙德•罗（Raymond Lo）与另外两位合伙人——曾在以色列军方从事增强现实技术研究的CEO梅龙•格里贝茨（Meron Gribetz）、悉尼大学计算机专业COO本•桑德（Ben Sand）在美国著名创业孵化器Y Combinator的支持下于2012年创立的，公司总部位于加州的波托拉瓦利（Portola Valley）。
之后，公司又迎来了两位重量级人物的加盟——史蒂文•费纳（Steven Feiner）和史蒂文•曼（Steven Mann）。史蒂文•费纳是哥伦比亚大学教授，全球增强现实技术领域的领先学者之一，被誉为“增强现实技术之父”；史蒂文•曼被誉为“可穿戴计算之父”，三十年前在麻省理工的媒体实验室创办了穿戴式计算实验室。
2015年1月，Meta公司获2300万美元A轮融资，领投方为李嘉诚的维港投资（Horizons Ventures）、蒂姆•德雷珀（Tim Draper）、京东方光电（BOE Optoelectronics），以及YC合伙人加里•谭（Garry Tan）和亚历克西斯•欧海宁（Alexis Ohanian），丹华资本等。2016年6月14日，Meta公司宣布完成5000万美元的B轮融资，本轮投资方主要包括维港投资、联想、腾讯、高榕资本、康卡斯特风险投资公司（Comcast Ventures）和GQY视讯。从这两次融资结果可以看出来，中国资本对于该公司AR产品的兴趣很大，也从侧面反映出Meta公司不可小觑的实力。
在2016年2月的TED大会上，Meta公司推出了新一代产品Meta 2（如图1.6,1.7），售价为949美元（Meta 2头显+SDK），在Meta公司官网可以进行预定。图1.6 Meta 2 外形模拟图1.7 TED大会上Meta 2 功能展示
目前，Meta 2公布的参数显示其拥有90度的半透明视野，屏幕分辨率为2560×1440dpi。值得注意的是，它还装有位置追踪传感器和一个720P的前置摄像头，用户可以直接用手势进行操控，机身内设有4个扬声器，可以自由调节声音和亮度。除此之外，在App开发方面，Meta 2还支持Unity 3D图像引擎功能。
唯一遗憾的是，这是一款需连接电脑的AR眼镜，要求一台运行Windows 8或10的PC。相比之下，微软HoloLens是款无线产品，可以独立运行，这是Meta 2最大的劣势。但另一方面，Meta 2比HoloLens更具有价格优势，花费只相当于HoloLens的三分之一。就像Meta公司官网上所承认的一样，Meta 2更多是面向开发者，而非普通消费者。可见，Meta公司的市场定位首先是工业级应用，而非消费应用，这与微软既面向工业级又兼顾有消费能力的IT爱好者的市场定位不同。相信，以Meta 2的性价比，在工业级开发者应用中应该会占据重要的一席之地。Google——并未成功的探索者图1.8 谷歌眼镜（Google Project Glass）
谷歌公司是AR穿戴设备开发的先驱，他们曾经在2012年4月发布了一款“拓展现实”的谷歌眼镜（Google Project Glass）（如图1.8），它具有和智能手机几乎一样的功能，可以通过声音来控制拍照、进行视频通话和查明方向、查询天气和交通情况，以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。
谷歌眼镜虽然是AR技术应用的先行者，但它的市场开发并不成功，这款产品于2015年1月就已经停售。分析谷歌眼镜失败的原因，作者认为主要有以下几点：
1．在没有特别突出的功能和技术应用的情况下，1500美元的售价显得过高，很难大面积推广；
2．佩戴谷歌眼镜时，用户右眼球必须看着眼镜右上方的投影仪微光，才能看清楚具体的数据与文字，但这样可能会造成用户的注意力分散，存在一定的危险；
3．续航时间过短，虽然谷歌官方宣称续航时间为6小时左右，但实际录制视频的时间只有45分钟，看视频最多2小时，且常伴随发热严重的情况；
4．缺少展现其高端技术的杀手级应用程序，且系统处理能力有限，一些程序运行也不够顺畅；
5．健康问题，从一些用户的反馈来看，使用谷歌眼镜时右眼需要用力，时间长的话可能会造成左右眼视力不均，给用户视力带来永久的损害。
虽然谷歌眼镜以失败告终，但它也为后来者提供了宝贵经验。科学探索就是需要这样，在不断的失败后才能取得成功。因此，谷歌眼镜的出现意义非同寻常，完全可以称为AR穿戴技术的鼻祖产品之一。DAQRI——工业应用先行者
DAQRI成立于2010年，总部位于美国的洛杉矶，官网定位自身是改变未来工业生产的人机交互公司，目前员工已超过300人，融资超过1.3亿美元。据Forbes（《福布斯》）消息，2016年其收购了一家英国全息技术公司Two Trees Photonics。Two Trees Photonics创建于2010年，主要研发方向是动态全息显示技术，该技术来自剑桥大学。图1.9DAQRI智能头盔
在2016年国际消费电子展（CES）上，DAQRI联合英特尔（Intel）发布了首款智能头盔（如图1.9）, DAQRI主要为这款产品提供了传感器、计算机视觉和导航技术、数据传输技术支持等。这款产品搭载了英特尔Core M7处理器，应用RealSense（实感）技术，能够在显示屏界面上实时向用户提供定位、安全信息等数据，主要应用在建筑工地、油气管道维修等专业性工业领域。这款工业级产品目前已经开始在官网上售卖。
DAQRI智能头盔利用增强现实特性，使工人可以通过设备检查技术来查看仪器和设备的运行状况，发现肉眼难以察觉的事物，无须手动操作便可在现实装备和物体上显示指导或其他数字元素，对任何可能存在的危险元素进行预先提醒，其潜在应用包括拍照、3D地图等。
所以，DAQRI公司的这款产品不仅能有效提高工人的工作效率和生产安全性，而且可以大幅度节约成本。这款产品也是AR和AI技术的一次比较完美的结合，它同时采用了AI中的计算机视觉识别技术和部分AR技术，是一款业内评价不错的工业级AR产品，相信等功能逐步完善以后，一定会在工业领域大有作为。第二章AR应用——提升效率、效益和效果AR改变工业固有模式
AR技术显著提高工业设计效率
现今，工业用品的生产周期不断缩短，这就要求设计师在能够准确把握客户需求的前提下加快产出商品。但实际情况却是，设计师需要不断地绘制各种草图和效果图，与客户进行交流和改进，在达到客户需求后，还要制作出实物模型或样品供客户选择。制作模型或样品需要花费大量的精力和财力，对产品的后续完善很可能要重复数次上述过程。这种形式的工业生产极其烦琐，非常容易出现沟通障碍，也很耗时。而利用AR技术，设计师和用户可以同时参与产品设计，解决了二者之间的沟通障碍问题，可以快速清晰地了解彼此的想法，有效地缩短了工业设计的周期，大大提高了设计效率。
另一方面，利用AR技术还可以还原出图纸上的设计方案，通过与真实的产品原型对比，从而对图纸上的方案进行修改，大幅节省了设计的时间与成本，极大提高了工业生产效率（如图2.1）。图2.1 微软HoloLens的工业产品设计应用
AR技术指导工业维修和技能培训
随着工业设备种类增多，现场环境也愈加复杂，维护保养已经成为一个日益严峻的难题。不过，现在通过AR技术，可以清楚地显示出设备故障维修操作指南，准确地教会你如何拆卸零部件。即使是经验欠缺的新手，也能利用AR技术完成维修（如图2.2）。
20世纪90年代初，美国波音公司的计算机服务研究和技术组将AR技术应用在飞机制造中的电力线缆连接和接线器的装配中。在AR技术的帮助下，一个没有受过太多培训的工人都可以胜任此项工作，这大大缩短了员工培训的周期。
2003年，德国成功研制出Starmate系统和Arvika系统。Starmate系统是欧洲共同体发起的，由六个公司和德国的一个研究所共同研发实现的。其主要的功能是帮助使用者完成组装和指导维修及培训使用者。Arvika系统是由德国教育研究部资助的，主要是针对飞机、汽车的增强现实装配与维修。欧洲航空防务与航天公司（EADS）利用Arvika系统成功解决了欧洲某型战斗机布线问题，装配工人通过语音程序调用计算机生成提示信息，就能轻松地完成lm×6m板上的高密度布线工作。空客公司也利用Arvika系统进行了相关装配工作。在不久的将来，利用AR技术指导工业的维修和培训将会越来越普遍。图2.2 航空智能维修案例-Kingsee（青橙视界）AR智能眼镜工作辅助（PSS）（图片来源于网上公开视频）
AR技术增强产品展览和展示效果
AR技术除了在生产设计、维修、培训等领域发挥作用外，还可以用于产品制成之后的展示和展览。工业生产商通过已有的几何立体结构、特性、参数等产品信息，向用户全方位地展示数字模型、材料清单、服务数据和使用手册等基本信息，还可以展示产品在不同情境中的一系列物理性能的表现。图2.3就是某产品利用AR技术进行展示的效果图，当AR设备明确指向产品某个部分时，就可以相应地查看这部分的参数。图2.3 某产品利用AR技术查看其相关部件参数（图片来源于网上公开视频）
AR技术能够更加直观形象地展示产品特性，利用虚拟技术把产品立体化地带到现实中展示，包括产品的制造过程和组装过程。这在一定程度上解决了很多产品物流运输不方便的问题，同时也使产品更加具象化，视觉冲击力更强，沉浸式体验感十足，因此更受参观者的欢迎。未来几年，随着AR技术普及化和成本降低，在展览和展示行业将得到更多的应用。AR让医学指导直观高效
AR技术让医疗培训从抽象化变具象化
AR技术在医疗领域主要应用于医疗培训和辅助手术。因为解剖学、外科手术的教学有一定的难度，使用AR穿戴设备的学员能更形象地了解人体各器官功能。例如：在进行解剖学教学时，AR技术可以将人体骨骼转换成为数字信息，以视频、音频或三维模型的形式进行呈现（如图2.4,2.5）。图2.4 利用AR技术进行解剖学培训（图片来源于网上公开视频）图2.5 利用AR技术进行手术培训（图片来源于网上公开视频）
AR技术能有效辅助和指导医疗手术
在真正手术时，外科医生只需配备相关的AR产品，就能看到一个现实与信息实时显示的画面，给医生清楚地展示病人的每项生理数据，以及具体的操作步骤指导。这不仅能减轻医生在手术中的压力，而且对于实习医生来说更是一种有力的帮助（如图2.6）。图2.6 未来手术中AR技术应用效果图
AR技术在手术后的服药管理和康复训练方面也有其独特的优势。患者通过AR设备上的App可以得到准确的服药提醒，同时也可以查看药物的相关用量信息及其影响等。在康复训练方面，AR设备可以在人们进行运动的同时，记录身体的各项指标变化情况，方便医生调节和控制病人的运动量，选择更适合病人康复的运动器械。这大大减少了医生和护士的工作量，也可以帮助病人加快康复速度。
在日常的医疗门诊中，AR技术可以帮助医生进行辅助诊断。目前比较成熟的技术有CT（Computed Tomography）检查、MRI扫描、X射线透视、B超等，为疾病的诊断提供了大量图像数据。AR技术能够将患者的体内图像数据叠加在患者相应的身体部位，使医生能够更加直观地了解患者的病情，做出更加准确的诊断。
基于AR的医疗商用方案目前已经实现了手术指导、应急急救、辅助诊断等功能，解决了很多医疗技术和管理上的难题，提高了医疗团队的效率，所以，AR技术将会是未来医疗发展的重要条件和手段。AR使教育立体生动
AR技术让教学更加方便直观
AR技术在教育方面应用很广泛。对于一些难以接触到的物品，AR技术能够将虚拟物品形象展示到现实中，让学生看到立体化的三维物品，而不只是平面图形。Chemistry101是由Zientia公司开发的一款专门用于学习化学元素周期表的AR应用（如图2.7），除了可以查看元素排列情况及每种元素的结构图和详细信息外，更重要的是，它为用户提供了一种全新的3D虚拟学习体验。图2.7 Zientia开发的Chemistry101
AR技术可以虚拟物体到现实中进行三维展示，同时可以交互，使教学更加方便和直观。这将增强学生的实际体会和动手能力，教学将不再是抽象和枯燥无味的，学生的学习兴趣会相应提高，教学效果也将变得更好。
AR技术让图书更有趣味、更益智
如今，图书行业的AR应用也越来越广泛，国内的AR魔法学校公司就采用AR技术设计出了针对儿童的卡片类书籍（如图2.8）。AR魔法学校的母公司大连新锐天地传媒在2014年获得了1000万元的Pre-A轮融资，用于AR相关产品的研制开发。AR魔法学校的产品提供了一种新的交互式的教育模式，包括图书、卡片、益智玩具等，内容覆盖自然、动物、植物、地理、历史等多个学科。用户下载相应的AR神奇语言卡AR Magic Cards App（iOS/Android）之后，配合卡片内容，即可在移动端查看交互式的AR虚拟动画展示。因此，当孩子们阅读AR书籍的时候，会感觉恐龙好像跑在他们手上和桌子上，这种新型的图书模式不仅扩展了知识点，而且弥补了平面图书单调和不易理解的缺点，是一个具有无限潜力的市场。图2.8 AR魔法学校的恐龙卡片书籍
2015年，国内一家名为小熊尼奥【央数文化（上海）股份有限公司旗下】的儿童科技品牌获得了高达1.2亿元的A轮巨额融资，投资者有纪源资本、美国高通、中兴合创等。这家公司目前推出的产品主要有3D立体画册系列、AR口袋（立体卡片）系列（如图2.9）、基于AR技术的互动学习机和概念产品Magnifier Neo。因为AR技术可以让卡片、书本上的知识活起来，大大激发了儿童的好奇心和学习兴趣，市场前景被广泛看好，这也是小熊尼奥能在A轮融资中获得巨额资金的一个重要原因。图2.9 小熊尼奥3D立体卡片的AR效果展示
通过这两家公司的儿童图书产品我们可以看出，AR技术让读书和学习变得生动有趣，同时可以使儿童的动手能力增强。这种图书形式更加益智，更受孩子们欢迎，未来必会得到广泛应用。AR令娱乐充满魔力
AR游戏《口袋妖怪Go》席卷全球《口袋妖怪Go》（Pokemon Go）是由任天堂、Pokémon公司和谷歌的Niantic Labs公司联合制作开发的一款增强现实宠物养成对战类RPG手游，它采用基本免费游玩、道具商城收费的形式来运营。该作于2016年7月7日在澳大利亚和新西兰区域首发，登录平台为Android和iOS系统，首发于App Store和Google Play。
2016年7月12日，任天堂官方宣布，《口袋妖怪Go》在美国、澳大利亚和新西兰的累计下载量已经超过750万次。自这款游戏上线后，任天堂的股价就一路上涨。短短两天的时间，任天堂的股价就暴涨了36%，市值提升了75亿美元。
这款游戏之所以呈现出席卷全球之势，就是因为融入了全新的AR元素，将虚拟和现实巧妙地结合，把虚拟宠物投放到现实中的不同场所供玩家捕捉。玩家启动游戏App后，根据GPS定位就能搜索和捕捉宠物，然后通过升级得到更多更厉害的宠物，在设置有现实地理坐标的虚拟道馆中进行战斗。如果游戏本身未融入AR元素，它可能就只是一款普通的手游，但有了AR元素，就让游戏变得吸引力十足，满足了人们在现实中捕捉各类虚拟宠物、在现实地理坐标的虚拟场景进行不同阵营对战、抢夺地盘等乐趣的需求。
从《口袋妖怪Go》大获成功就能看出，将AR元素融入普通游戏，如果设计得当，就能显著提升游戏吸引力，使玩家获得不一样的感官体验，并调动更多玩家加入并沉浸其中，这样更容易获得市场上的成功。基于《口袋妖怪Go》的引领作用，未来AR游戏市场发展必将提速，竞争更加激烈，机遇和挑战并存。
AR让玩具在虚拟和现实交织中充满魔力
儿童玩具发展正在逐步智能化，新技术的融入带来了新玩法和新乐趣，使游戏变得越发与众不同。AR技术可以让玩具本身“进入”移动终端的显示屏幕中，与虚拟场景叠加在一起。儿童既能脱离移动设备而单独玩玩具本身，也可以把玩具和移动设备结合起来，体验增强现实技术带来的乐趣。在国内，福建蓝帽子互动娱乐科技股份有限公司就开发出了这样的AR玩具（如图2.10），把现实玩具与虚拟场景有机结合，使儿童对玩具有了全新的体验。图2.10 蓝帽子公司AR互动玩具效果展示
AR技术的沉浸感与互动性体验的优势，与儿童玩具有着天生的适配性，可以将玩具体验从静止平面上升到动态立体，让玩具充满魔力，同时开发儿童的想象力和动手能力。在未来儿童玩具市场，同传统玩具相比，AR玩具将更具有创新性，也更具有竞争力。
AR增强电视直播观赏性，提高收视率
随着传媒产业的高速发展，很多新技术已经应用到电视、网络直播和影视制作等方面。AR技术在电视直播和网络互动直播方面具有明显优势，可以有效增强节目的观赏性。这种技术不仅国外电视媒体在采用，国内也已经开始利用AR技术进行电视制作。比如，2015年央视春节联欢晚会的一些节目就采用了AR技术（如图2.11）。
近几年，AR技术在虚拟演播室、体育赛事和军事节目制作方面具有强大优势，市场接受度和采纳度高，可以作为优先发展方向。图2.12是国外电视台采用AR技术进行体育直播的画面展示。
综上所述，AR技术提高了电视直播的观赏性，有利于提升电视直播的收视率，拥有无限发展的潜力。图2.11 AR技术在2015年央视春晚中的应用（图片来源于网上公开视频）图2.12 AR技术在体育直播上的应用（图片来源于网上公开视频）AR购物体验虚拟乐趣
AR虚拟试穿让购物更便利
AR技术目前在购物中的应用主要还是停留在虚拟试穿、虚拟产品展示、虚拟宣传品展示上。图2.13是优衣库在美国圣地亚哥的NDP虚拟试衣系统。图2.13 优衣库北美商场虚拟试衣场景
这款系统由一个60英寸的大显示器、平板终端及摄像机构成。用户除了可以自己查看试穿效果外，还可以进行互动操作，把试衣的图片通过邮件发给亲友。这个虚拟试衣系统在一定程度上解决了商场试衣间的排队等候问题，是一种全新的试衣体验。图2.14 优衣库的虚拟试穿界面
除了在商场等实体店的虚拟试穿系统外，京东、优衣库等商家也开辟了线上试衣间的功能。首先输入顾客本人的身体参数，在电脑上创造出一个对应的虚拟形象；然后顾客就可以选择有限数码化的衣服进行试穿，并可以360度查看试穿的效果。图2.14是优衣库测试版的虚拟试穿界面。
可以看出，这些进行虚拟展示的衣服都需要数字化建模，人工和技术成本都很高，所以无论是京东还是优衣库，目前都只提供有限数量的数字化服装产品，很难大规模商用，只是作为一种宣传手段来吸引顾客。
但是，我们可以想象未来利用AR技术进行虚拟试衣的场景。首先利用某种AR设备扫描人体，快速建模形成虚拟的三维人体形象；然后选择衣物进行试穿，并佩戴专门眼镜360度观察穿上虚拟衣服的自己。顾客不仅可以清晰地看到自己穿上各种衣服的样子，而且能够随意选择样式自由搭配，只需考虑材质和价格等因素，而不用挨个产品试穿，这样不仅节约了消费者的挑选搭配时间，同时也让商家节省了空间，最终实现买家和卖家的双赢。
神秘有趣的AR宣传展示让商品更好卖
服装零售店Moosejaw在2015年做了一款AR应用，让大家用手机扫描看宣传册模特穿内衣时的样子（如图2.15）。该创意让Moosejaw在黑色星期五的销量上涨了62%，同期增长37%。
利用AR进行宣传展示，可以让产品变得更加神秘有趣，甚至可以增加更多互动环节来刺激消费者进行商品选购，同时也会刺激一些追求时尚的消费者的购买欲望。图2.15 Moosejaw利用AR技术进行宣传促销AR旅游聚焦主题公园及服务导航
AR主题公园中虚拟场景带来视觉盛宴
现在，国内已经有景区开始尝试利用AR技术吸引游客。大连老虎滩极地海洋动物馆采用AR技术，通过高科技设备打造逼真的极地环境，在该动物馆入口处模仿极地的真实冰雪效果，为游客带来不一样的视觉体验，是大连首家实现AR技术的体验景区（如图2.16）。图2.16 大连老虎滩极地海洋动物馆AR体验区
游客用手机下载大连老虎滩极地海洋动物馆App后，将相机摄像头对准门票或馆内的壁画，就能感受到虎鲸、帝企鹅、北极熊等极地动物围绕在周围，仿佛穿越到了极地世界。之后，你还可以合影拍照，留下一份特别的回忆。可以预见，未来3~5年，国内主题公园及景区的AR技术使用率将会出现爆发式增长。
AR+智能导航让旅行更轻松愉悦
AR技术在旅游业正被广泛应用，智能导航利用虚拟人物引导用户前往目的地；虚拟导游则让人们能够充分了解景区的历史文化，提升参观体验，在国外旅游时，还可以自动翻译多种语言。
香港旅游发展局与国泰航空公司共同出品的“香港AR旅游导览”（如图2.17）应用程序，正是利用AR技术来介绍香港的旅游景点，备有英文、繁体中文和简体中文三个版本。只要下载并启动这个程序，手机的摄像头便会即时扫描你所处的环境，然后提供对应的景点图像、资料和游览路线等。除此之外，这款应用程序还给游客提供了最新的旅游资讯，包括景点游、亲子游、郊游及文化古迹游等特色主题旅游介绍和最新盛事活动；介绍了超过7000家的餐厅和商店，其中包括香港旅游发展局“优质旅游服务”计划认可的商家。图2.17 香港旅游局的AR旅游导览AR虚拟建筑和家装的逼真展示
AR提升建筑设计的协同效率
AR技术在建筑领域的应用涵盖了设计、建筑外观展示、施工管理等方面。在建筑设计方面，AR技术的可视化功能使设计不再简单地停留在图纸上，而是立体起来，极大地提升了建筑设计师之间的协同效率，形象化的展示方法也能减少一些不必要的争论，同时清晰看到每个模块整合到一起的效果，加强了设计师之间的理解和沟通，对提高设计的效率和完成度有很大帮助（如图2.18）。图2.18 AR在建筑设计和展示中的应用
AR替代沙盘模型进行展示
采用AR技术能够将规划后的效果生动形象地展示出来。这在城市规划设计初期进行方案选择和规划展示中拥有变革性意义，动态的展示手法可以使人们清晰地看到整个城市的规划布局，包括交通、电力、管道等信息，方便政府部门作出决策。在规划展示方面，AR技术能够起到替代沙盘和宣传片的作用，相当于一个可移动的，而且信息量庞大的沙盘和宣传片，其效果如图2.19所示。图2.19 AR在城市规划中的应用（图片来源于网上公开视频）
AR让家装、家居设计的装修效果提前展示
来自高盛的报告显示，居家环境改善产品零售商劳氏公司（Lowe' s）旗下六家零售店已采用AR技术来帮助消费者虚拟化其需要重新设计的项目。买家可以装饰厨房和浴室，然后通过AR设备来看呈现的效果，最后选择合适的风格进行装修，唯一需要买家考虑的就是材质和价格问题，而不用再担心装修后不是自己喜欢的风格。
2016年3月，微软和美国劳氏公司宣布开展试点项目，将微软的AR眼镜HoloLens应用在劳氏的部分家装商店中。通过使用HoloLens，劳氏公司计划让购物者在还没有安装厨房、工作台和家电的情况下，看到它们的不同设计场景。
传统家庭装修也好，企业装修也罢，在实际装修时往往会发现装修出来的效果并没有预想的那样美好。利用AR技术，消费者不需要等到装修后才能知道效果。在一套还未装修的房子里，你可以利用AR技术进行虚拟装修和摆放家具，从你的AR设备中看到装修效果。下图2.20是宜家利用AR技术进行虚拟家居布置的效果图。图2.20 宜家利用AR进行虚拟家居布置
AR技术能让家装、家居设计装修效果提前展示在买家眼前，这满足了消费者的特定需求，在该领域应用前景十分广阔。
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