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趨勢觀點

AR / VR產業發展趨勢與策略探索

國立台灣科技大學智慧財產所  謝進男

從Google、Facebook、阿里巴巴、宏達電、數位宅裝、三創園區、好萊塢、華德迪士尼、三星、RICOH、在虛擬實境(Virtual Reality)、擴增實境(Augmented Reality;AR)、混合實境(Mixed Reality;MR),以及影像實境(Cinematic Reality;CR)的投入,經過全世界多年的之研究發展,今年的CES論壇大展AR/VR今年已經和物聯網(IoT)系統、人工智慧(AI)機器人、穿戴系統、車載系統(ADAS)、高速雲端運算(Cloud Computing)、以及大數據(Big Data)並列為資通訊科技最熱門的議題,其應用擴及食(美食與高經濟農特產介紹)、衣(虛擬試穿)、住(房屋仲介、裝潢設計、傢俱擺設)、行(汽車設計模擬、各種導覽、觀光景點介紹、以及民宿介紹)、育(從幼教、小學、中學、高中、高職、大學、科技大學、婦女、成人教育)、樂(遊戲、運動、電競電腦、10.5代8K電視、新聞、攝影棚背景、電影、演唱會)、醫療照護(手術模擬教學、照護宣導)、防災(模擬預防與災情評估)、線上線下購物方面,如何規畫將產、官、學、及研的資源整合才能站上國際舞台,加強軟體創新、善用硬體基礎、製造優勢、系統有效跨領域整合、發展各個行業專屬應用生態系統、場域選擇(亞洲矽谷)…都是台灣在AR/VR方面成功的機會。

目前看到的很多AR/VR初與中階硬體都還在DVD的解析度,高階動不動都要數萬元以上,合理價格的高解析度產品還是有很多發展的空間,另外在跨領域的人才培育方面也是非常重要的一環,今年開始很多行業對AR/VR都有需求,如何將行業專家的需求轉換成規格、設計、以及製造符合行業的應用系統是一個創新的挑戰。

在5 + 2的政府大關鍵政策規畫裡,很清楚AR/VR是亞洲矽谷計畫中一個非常重要的發展項目,不管政府(To Government)的應用服務、商業模式(To Businesses)的應用服務、以及用戶(To Customers)的應用服務,都可以在政府主動帶領之下,產業(含公協會)、學界、以及研究單位相輔相成下,每年達成預定的績效,若能分階段完成各行各業的VR/AR生態鏈系統,讓台灣的能延伸過去的個人電腦(Personal Computer)產業成就,再造另一個台灣資通訊新產業新聚落,協調、創新、設計、綠能、以及智慧,讓產業有感與全民有感。

產業發展趨勢

產業的發展趨勢基本上分以下六個方向,如圖一所示來說明:

圖1 VR/AR運作體系圖

圖1 VR/AR運作體系圖

規範、專利認證、以及著作權
我們很難制定世界級的標準規範,但在產業規範、軟體與硬體的專利認證、以在電腦繪圖(Computer Graphics;CG)的建模、以及實景影片的著作權取的上,將會有很大的努力發展空間,以國內現在成功的案例而言,不但獲得世界大廠的支持,也取得國內大廠的合作機會,在國內與世界的專利與著作權的取得上,已經有非常多的成果,但還須更進一步再加強努力。

寬頻網路
我國在世界經濟論壇(World Economic Forum;WEF)國際評比項目中,網路整備度指標(Networked Readiness Index;NRI)的基礎寬頻網路建設(Infrastructure)在2015年與2016年都是名列第一,國家通訊傳播委員會(National Communications Commission;NCC)的電信普及服務基金,在過去的十年的努力,從村村有寬頻一直到部落有寬頻,每一個公私立中小學幾乎都是光纖到校,最少100Mbps的速率,這都是室內Wi-Fi的涵蓋率也是很高的基本要素;原住民委員會經多年的努力,今年可以完成180個部落免費Wi-Fi上網的愛部落(i-Tribe)建置,雖然只有二成的部落涵蓋,但已難能可貴;高速鐵路股份有限公司與中華電信股份公司更是在政府的支持下,在高鐵車廂提供免費的Wi-Fi無線上網(歸功於過去工研院資通所過去在高鐵車廂的成功案例);AR/VR必須具備有線與無線的寬頻上網基礎,未來加上5G的真正的行動寬頻服務,才能讓各行各業在跨領域的應用商更加順手。

數位內容
數位內容也是AR/VR產業要發展的重要因子,不管在VR上虛擬物件的電腦繪圖建模,尤其是在遊戲的製作上,一方面內容要好玩,另外一方面則解析度要符合使用者需求,在科技電影裡可以說更是發揮的淋漓盡致,一年多前台灣的廠商更是用VR來建各式各樣的樣品屋,取代建商要花更多的時間與經費的實體屋,VR展現效果出奇的好,現在不是全部VR取代,便是大部分由VR取代,大部分的房屋仲介更是使用VR來介紹要出租或販售的房子給客戶,滿意後再實地去看屋,提高成交效益,要裝潢房子的更可以使用VR來設計與傢具來搭配,效果也是非常的好;作者到大阪與名古屋之間去看一家地方電視台ZTV,其背景變化全部用VR來搭配,因節目不同而即時選用VR背景,參觀的訪客也可選用自己喜歡的背景拍照;在擴增實境需要具有縱深相機或攝影機拍的影片,都是AR/VR必備的題材,也是需要跨領域的夥伴一點一滴的努力去建置,作者今年年底前就規劃用4K攝影機拍攝偏鄉村落的古道、風景、各種花季、原住民祭典、原住民美食、農特產品…等共計2,500分鐘的微電影,並配置多國語言,將做為明年VR/AR的數位內容。

雲端運算與演算法
由於AR/VR都是由電腦圖像與實境影音所構成,所以非常耗電腦運算資源,一般智慧是手持式裝置的中央處理單元(Central Process Unit;CPU),還是無法將整個AR/VR即時地運算出來,雖然大家極速在發展圖形處理單元(Graphic Process Unit;GPU)與TPU,但是許多AR/VR的應用還是要靠高速的雲端運算(Cloud Computing)來解決,要即時解決影音的處理效果,第一是靠硬體的運算速度,第二就是靠好的演算法(Algorithms)轉成的軟體程式,硬體的運算速度在使用者少的時候還可以用集中方式雲端運算(Centralize Cloud Computing)方式,到了各個行業大量試用時,在每一個不同地方的使用者都要回到中央主雲端運算,在效益與成本與資通訊科技平台的考量上,還是建議要有分散式的雲端運算來分擔主雲端運算的運算量負載,同時也可做到不可預期天災的異地備援功能。

智慧終端

台灣的電腦王國聚落,也是發展各種智慧終端的基礎,從電競電腦、手提式電腦、平板電腦、到智慧型動手機,樣樣台灣都能做,這幾年智慧手持式裝置更是無所不能的深刻融入每一個國民手中,從語音通信、上網際網路、遊戲功能、影音播放功能、陀螺儀功能、照相機功能、GPS定位能、個人健康照護功能、行動支付功能…等,雖然有過量使用危害健康的缺點,但每個人幾乎除睡覺外都離不開智慧手持式智慧終端,在多元多螢幕演進下,我們共列了17種螢幕將來都有可能享用VR/AR的服務,詳如圖二所示。

圖2 AR/VR多雲多螢演進

圖2 AR/VR多雲多螢演進

行業加值應用
食、衣、住、行、育、樂、醫療照護、以及防災現在與未來都會用到AR/VR,在臺灣的美食與農特產品方面,如果能用AR/VR來描述,其人氣與效果絕對更驚人,臺灣在衣服方面,如果可以用AR/VR來試用新衣與智慧衣,不但更省時省力且成交效果更佳,同時發揮線上線下的功能至極緻,臺灣住的方面,數位宅莊已在過去二年在AR/VR樣品屋、AR/VR房屋仲介、AR/VR房屋傢俱裝潢等作非常成功,臺灣在行的方面,不論是車載導航、手機導覽、民宿介紹、以及景點導覽等已有一些應用,臺灣在育的方面,不管是遠距視訊教學、MOOKS教學教材都還有深度發展的空間,台灣在樂的方面,在遊戲內容方面已經投入不少,VR/AR電競電腦已有初步成果、用VR看運動賽事轉播與現場用AR看運動賽事方面已開始開發希望明年有成果、10.5代8K的VR/AR電視也剛開始、VR/AR新聞製播尚未進行、VR攝影棚背景也是非常的少、AR大型演唱會已有一些內容已製作完成,在醫療照護上,智慧醫療已有使用8K鏡頭進行手術,在教學實習上使用VR/AR手術模擬與診斷,在照護與醫療前宣導、醫後的醫療諮詢、以及復健醫療方面,亦可應用AR/VR提高效益,台灣天然災害較多,所以如何使用VR模擬土石流、颱風、以及地震,使用AR評估土石流、颱風、以及地震災害的防治、救濟方式、以及花最短的時間來分析問題並提出最佳的解決方案,才可真正提高各個救災單位效益,整體應用體系詳如圖三所示。

圖3 AR/VR行業加值應用體系

圖3 AR/VR行業加值應用體系

產業策略

整個AR/VR的產業發展策略,基本上政府單位、產業界、學術界、研發單位、公協會、研究法人在AR/VR的整合發展策略上,都要自訂一套可供查核的關鍵項目、績效目標以及預定每年要達成的指標;以下將扼要說明其策略:

尤其是中央主政部會更是在新興產業上扮演非常重要的角色,從法令的鬆綁策略、獎勵輔導的措施策略、募資貸款的協助策略、標準組織規範的帶頭參與的策略、主政單位協調各部分與各級機關在合法的情況下,在場域上給予產業發展最大協助的策略。

在台灣產業界策略方面,從半導體晶片的發展策略、硬體系統的發展策略、軟體系統的發展策略、內容製作的發展策略、高速雲端運算的發展策略、以及各行各業加值應用服務的發展策略等,除大型產業有一套自己的發展策略外,TAVAR台灣虛擬及擴增實境產業協會(www.TAVAR.tw)也扮演著一個發揮整體產業鍊體系的重要的角色,如何將產、官、學、研的策略發揮到最合適的關鍵績效指標。

在台灣的學術界方面,從建築設計、工業設計、商業設計、資訊工程、食品營養、觀光導覽…等的發展策略也是非常重要,有系統地引導系、所、以及院的師生,跨領域的應用AR/VR科技,而非像過去一樣建築系畢業的學生當建築師是唯一的目標,現在若將建築美學優化導入AR/VR的應用,可以比當建築師更有發展的空間。

在台灣研究單位的策略方面,除工研院資通所與資訊工業策進會也要有一套自己的發展策略,並與產、官、學策略相輔相成,使資源與、人力、以及物力能夠充分與完美的整合。

AR/VR的發展要隨者變化多端的環境,從晶片、零組件、硬體系統、軟體的作業系統(OS)、應用軟體、相機、攝影機、內容、螢幕、雲端運算的更新,而做策略的調整,AR/VR在人與人的互動之間要滿足各行各業消費者體驗、消費、學習、以及分享的需求,AR/VR在虛擬與實際的體驗上扮演一個重要角色,除硬體售價合理外,使用的軟體、內容、以及行業技術,若能做到讓使用者以「分」計價,也是一條使用者喜歡的業務模式。

台灣在今年的西班牙MWC Show由經濟部沈政務次長帶領推動下發揮整體產官學研的整體綜效,台灣有台積電在AR/VR的晶片發展基礎、大立光在鏡頭方面的領先基礎、鴻海在10.5的8K電視(AR/VR功能)、智慧製造的優勢、以及三創的AR/VR體驗館、宏達電在AR/VR方面的著力、華碩在AR/VR手機與電競電腦的製造、acer在AR/VR手機與電競電腦的製造、鈊象在AR/VR遊戲機的研發成果、數位宅裝在建築設計、房屋仲屆、室內裝潢、傢俱擺設、以及農特產品線上線下行銷已有成功的案例,便捷的全國有線與無線寬頻網路的基礎建設、國網與中華電信股份公司在高速雲端運算的發展與建置,更有許許多多的台灣虛擬及擴增實境產業協會的會員,在在都是台灣有本事與本錢在AR/VR競賽中佔一席之地的地方,若能再結合學術與廣電行業加強AR/VR的領域人才培育與內容製作、以及各型各業加值應用服務的跨領域生態系統的建置,將AR/VR耕耘更深與做得更廣,發揮人類的視、聽、觸、味、以及嗅覺的極緻,經歷概念的驗證(Prove of Concept;PoC)、服務的驗證(Prove of Service;PoS)、以及商業模式的驗證(Prove of Businesses;PoB)的過程,台灣一定在AR/VR方面不但是端對端整體解決方案的提供者(End-to-End Solution Providers),也是服務的提供者(Service providers),在全世界AR/VR的舞台上佔有一席之地,再創電腦王國的聚落與美名。

參考資料

1.台灣虛擬及擴增實境產業白皮書
2.VR來了
3.VR大衝擊
4.虛擬實境狂潮
5.虛擬實境新世代運算平台
6.財訊
7.台灣區電機電子同業公會月刊
8.國立臺灣科技大學電資學院通識教育課程-林執行副總教材
9.國立臺灣科技大學電資學院通識教育課程-李副組長教材
10.國立臺灣科技大學電資學院通識教育課程-度組長教材
11.國立臺灣VRAR科技大學電資學院通識教育課程-李董事長
12.VR/AR新動向
13.台灣VR/AR產業調查第一階段成果發表
14.智慧穿載VR/AR計劃
15.Global Mobile Radar (GSMA), May 2017
16.Innovation in Virtual Reality – IT、Computing and Communications TechVision Opportunity Engine (TOE)
17.Innovation in Indoor GPS– IT、Computing and Communications TechVision Opportunity Engine (TOE)
18.Emerging Applications in Augmented Reality – IT、Computing and Comminications TechVision Opportunity Engine
19.Report on “Global Opportunity Assessment in Augmented Reality and Virtual Reality”
20.VR/AR Applications & Market Trend