一、AR行业概述

1.1 AR行业定义和特征

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。AR技术可实现虚实结合，兼具交互性、沉浸感、实时性等特征。

AR技术与虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）和混合现实（Mixed Reality，简称MR）等技术有所区别。VR技术是一种完全将用户置于虚拟环境中的技术，用户无法感知到真实世界的信息；MR技术是一种将虚拟物体与真实环境进行融合和交互的技术，用户可以在真实世界中操作虚拟物体。从虚拟程度来看，VR > MR > AR。

1.2 AR行业发展历程

从1997年AR定义的确定，到现如今AR应用、产品的落地;AR产业走过了20余年快速发展的时期。2008年苹果公司的iPhone发布后，智能手机产业得到了空前的发展。智能手机产业的发展促使显示器件和传感器价格下降、尺寸缩小和性能提高，为VR/AR产品的普及奠定了坚实的技术基础。2012年4月，谷歌公司联合创始人Brin佩戴谷歌眼镜空降发布会，宣告了谷歌眼镜的正式亮相。作为2012年最具关注度的科技产品之一，谷歌眼镜成功开启了新一轮的VR热潮。随后，其他科技巨头也迅速跟进，积极投身于VR技术的研发，并在此基础上将AR和混合现实MR等技术也带入了快速发展的轨道。

近年来，随着AR技术的快速发展，AR产品的使用场景已扩展到许多领域，如视频、游戏、工程、军事、教育、医疗、房产和零售等。整体来看，目前全球AR市场仍以行业用户为主，个人用户较少;在消费级市场上，截至2022年底，Nreal达成10万台AR眼镜量产记录，销量位列全球第一。

二、AR终端设备分析

2.1 AR终端设备概述

AR终端设备是指能够运行AR应用程序，并将虚拟信息数据叠加在现实世界之上的设备。目前市面上主流的AR终端设备有两种形态：一种是以智能手机或平板电脑为载体的移动式设备；另一种是以眼镜或头盔为载体的可穿戴式设备。

移动式设备利用摄像头捕捉真实场景，并在屏幕上显示虚拟信息数据。这种设备依赖于用户手持或放置在桌面等位置，并通过触摸屏或按键进行交互。移动式设备具有成本低廉、普及率高、易于开发等优点，但也存在屏幕尺寸限制、交互方式单一、沉浸感不足等缺点。

可穿戴式设备利用透明显示屏或投影仪将虚拟信息数据直接呈现在用户视野中，并通过语音、手势或眼球追踪等方式进行交互。这种设备可以释放用户双手，并提供更自然更直观更沉浸式的体验。可穿戴式设备具有交互方式多样、沉浸感强、应用场景广泛等优点，但也存在成本高昂、技术难度大、续航时间短等缺点。

2.2 AR终端设备技术架构

AR终端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。

计算单元：负责运行操作系统和应用程序，并对图像进行渲染和处理。计算单元包括主控芯片（SoC）、存储器（RAM/ROM）、电池等组件。

光学单元：负责将图像投射到用户视野中，并保证图像清晰可见。光学单元包括光源（LED/Laser）、微显示器（LCD/OLED/Micro LED）、光学系统（透镜/反射镜/光波导/自由曲面反射镜）等组件。

传感单元：负责捕捉真实环境和用户动作，并提供交互方式。传感单元包括摄像头（RGB/ToF）、陀螺仪/加速度计/磁力计（IMU）、麦克风/扬声器（Audio）、眼球追踪/手势识别/面部识别（Interaction）等组件。

其中，计算单元和光学单元是决定AR终端设备性能和体验的核心部分。

2.2.1 AR主控芯片

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、AI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。

尚普咨询认为，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。

2.2.2 AR光学显示

AR光学显示是指将图像投射到用户视野中，并保证图像清晰可见的技术。AR光学显示包括光源、微显示器和光学系统三个部分。其中，光学系统是AR终端设备中最核心也最难攻克的部分，一定程度上决定了AR终端设备能否规模量产并推广至消费级市场的可能性。

目前市面上主流的AR光学系统有四种方案：Birdbath+Micro OLED方案、自由曲面反射镜方案、阵列光波导方案和衍射光波导方案。这四种方案各有优缺点，如下表所示：

Birdbath+Micro OLED方案和自由曲面反射镜方案已率先落地并实现规模量产，占据了市场的主导地位。阵列光波导和衍射光波导技术虽然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。

三、AR行业市场规模

3.1 全球AR行业市场规模

2020-2022年全球AR消费用户不断上升，由2020年360万人上升至2021年540万人；2022年达到970万人，两年复合增长率达64%。

从全球市场来看，2021年AR终端设备出货量增长较块。2017年全球AR终端出货量约为45万台，但由于AR技术尚未突破瓶颈，如分辨率与像素密度低、刷新率和帧数不足、联网应用时延过长，以及不同厂商之间的标准不统一、价格昂贵等问题导致AR设备商业化落地困难，2018年全球AR终端出货量26万台，同比大幅下降42%。随着全球各国5G基站建设以及5G技术发展，带宽和低时延特点能够解决AR因带宽不够和时延长带来的图像渲染能力不足、终端移动性差和互动体验不强问题，2022年，全球AR终端出货量约为50万台，同比增长31%。

随着AR产品代际的更迭和重要零部件的成本下降，AR终端平均售价将逐步下降。2021年全球消费级AR终端平均单价将降至600美元/台。2021年全球AR终端市场规模约为84亿美元，同比增长16.7%。

3.2 中国AR行业市场规模

中国在2019年就已经超过美国成为全球最大的VR/AR市场。预计到2023年底中国VR/AR市场规模将达到1000亿元人民币左右。其中，VR市场规模约占80%，而AR市场规模约占20%。

从应用领域来看，中国目前主要以教育培训和工业制造为主要应用领域。教育培训领域主要利用VR/AR技术提供虚拟教室和实验室等教学环境，并实现远程教育和在线课程等功能。工业制造领域主要利用VR/AR技术提供虚拟仿真和数字孪生等设计工具，并实现远程协作和智能维修等功能。此外，在医疗领域、文化娱乐领域、零售电商领域等也有不少VR/AR应用的案例。

中国目前主要以教育培训和工业制造为主要应用领域

从终端设备来看，中国目前主要以智能手机为主要载体，占据了市场的绝大部分份额。智能手机具有成本低廉、普及率高、易于开发等优点，但也存在屏幕尺寸限制、交互方式单一、沉浸感不足等缺点。可穿戴式设备虽然具有交互方式多样、沉浸感强、应用场景广泛等优点，但也存在成本高昂、技术难度大、续航时间短等缺点。随着技术的进步和成本的下降，可穿戴式设备的市场份额有望逐步提升。

四、AR行业竞争环境分析

4.1 AR行业驱动因素

AR行业的发展受到多方面的驱动因素，主要包括以下几个方面：

政策方面：政府对VR/AR产业给予了高度重视和支持，制定了一系列的政策措施和规划目标。例如，“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容生态。例如，苹果、谷歌、微软、华为等企业都在积极研发AR终端设备，并投资或收购了多家AR内容提供商。

技术方面：5G、云计算、人工智能等技术的发展为AR技术提供了强大的支撑。例如，5G技术可以解决AR因带宽不够和时延长带来的图像渲染能力不足、终端移动性差和互动体验不强问题；云计算技术可以解决AR因计算能力不足和存储空间不够带来的功能限制和性能下降问题；人工智能技术可以解决AR因环境感知和交互方式不足带来的虚实融合和沉浸感不强问题。

需求方面：消费者对于新型交互方式和沉浸式体验有着强烈的需求和好奇心，尤其是年轻一代。同时，行业用户也对于提高效率和降低成本有着迫切的需求，尤其是在疫情期间。例如，教育培训领域可以利用AR技术提供虚拟教室和实验室等教学环境，并实现远程教育和在线课程等功能；工业制造领域可以利用AR技术提供虚拟仿真和数字孪生等设计工具，并实现远程协作和智能维修等功能。

4.2 AR行业发展困局

AR行业的发展也面临着一些困局和挑战，主要包括以下几个方面：

技术方面：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。例如，AR光学系统仍存在视场角小、透明度低、成像质量低等问题；AR主控芯片仍存在功耗高、性能低、国产化程度低等问题；AR传感器仍存在精度低、延迟高、兼容性差等问题。

内容方面：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。例如，目前市场上大部分的AR应用都是基于二维码或图像识别的简单叠加效果，并没有真正利用空间信息或用户动作进行交互；而一些高质量的AR应用则需要专门定制或开发，成本高昂且难以推广。

生态方面：行业标准不统一，各方利益不一致，缺乏有效的合作机制和平台支持，难以形成良好的生态闭环。例如，目前各家厂商在硬件接口、软件平台、内容格式等方面都有自己的标准和规范，并没有形成通用的标准或兼容性；而各类开发者、内容提供商、渠道商等也缺乏有效的激励机制和平台支持，难以形成良好的合作关系。

4.3 AR行业未来展望

尚普咨询认为，在未来几年内，AR行业将呈现以下几个趋势：

终端设备方面：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；一体式/分体式整机共存；B端场景需求为功能导向型，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。

应用内容方面：B端应用将持续深耕细分领域，并向更多垂直领域拓展；C端应用将从游戏娱乐向社交电商等更广泛领域延伸；元宇宙概念兴起将为AR应用带来新机遇。

技术创新方面：光学系统将向更轻薄透明、更大视场角、更高成像质量方向发展；主控芯片将向更低功耗、更高性能、更高国产化程度方向发展；传感器将向更高精度、更低延迟、更好兼容性方向发展；5G、云计算、人工智能等技术将为AR技术提供更强大的支撑。

生态建设方面：行业标准将逐步统一，各方利益将逐步协调，合作机制和平台支持将逐步完善，生态闭环将逐步形成。例如，国家和行业协会将制定和推广通用的标准和规范；各类开发者、内容提供商、渠道商等将建立有效的激励机制和平台支持；各类厂商、运营商、服务商等将建立良好的合作关系。

五、结语

增强现实（AR）技术是一种将虚拟信息数据叠加在现实世界之上的技术，具有交互性、沉浸感、实时性等特征。AR技术短期内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。尚普咨询对全球和中国的AR行业发展现状和趋势进行了分析，重点关注了AR终端设备的技术架构、市场规模、形态发展路径等方面，并对AR行业的驱动因素、发展困局和未来展望进行了探讨。

本文认为，AR行业的发展受到政策、投融资、技术和需求等多方面的驱动因素，但也面临着技术、内容和生态等方面的困局和挑战。在未来几年内，AR行业将呈现终端设备双线增长、应用内容多元化、技术创新持续、生态建设完善等趋势。尚普咨询建议，AR行业相关企业应该把握机遇，突破难题，加强合作，共同推动AR行业的健康发展。