除了游戏增强现实AR还能用在哪里？

　　借游戏进入世人眼光 ── 什么是增强现实（AR）？

　　之前在全球掀起热潮的精灵宝可梦（Pokemon Go） 游戏，是由任天堂公司所发行的结合智能手机、GPS 功能及增强现实技术的寻宝游戏，由 GPS 定位到宝可梦的位置后，利用手机的相机，即视现实环境中迭加的宝可梦的图像及信息，玩家透过将宝贝球（图像）丢掷屏幕中的宝可梦完成抓取宝物，在游戏的进行中除了体验虚拟与现实混合技术外，更增进人与游戏之间的互动感，启动了增强现实（AR）应用的风潮。

　　增强现实分为二种显示方式，一种是将数字信息或图像迭加在真实世界的实像或实物上，透过手机或平板上的应用程序，在现实的状态下可以看见所增加的图影像及信息，是将虚拟的影像与现实的物体结合的影像合成穿透式。

　　另一种是人的眼晴直接透过镜片，看到三维的空间中虚拟的图像，并透过准确追踪及定位，可在空间中同步抓取或触摸虚拟的图形并产生互动与反馈的光学穿透式显示。

　　而任天堂的宝可梦游戏为手机或平板装置上的应用程序，结合定位、图资、实景等技术，利用摄影机镜头呈现影像迭加的效果，为影像合成的穿透式增强现实技术。

　　增强现实的积极发展除了宝梦可游戏全球流行外，也从市场投资金额中显现，依据市场调查公司 Digi-Capital 在 2016 年 3 月报告指出，在今年初增强现实的投资金额已创下前所未有的大爆发，相较去年（2015）一整年的投资金额为 7 亿美元，今年前三个月的投资金额已高达 11 亿美元，主要投入在新创公司、服务与解决方案、硬件商、市场营销、通路等增强现实的生态系统，预估 2020 年，以游戏为主的应用类型将会调整为非娱乐用途，市场将有高达到 1600 亿美元的收益。

　　本文承续“次时代增强现实技术趋势”（王惠瑜，2016），透过专利技术能量的累积，以专利权人角度切入讨论增强现实技术之竞争者现况，观察技术参与者的动态，以专利权人分析做为竞争者分析的工具，并观测潜在技术竞争者及竞争者在增强现实技术上差异。

　　增强现实专利能量的变化，本文以近 10 年的美国专利（2005 至 2016 年）进行观察（图 1），专利数量拆分成三时期，2005 至 2008 年为专利申请量的萌芽期，每年申请的数量虽低于 500 件，但逐年缓慢长大。2009 至 2012 年是专利申请数量快速长大的时期，2012 年一年已达千件，是大量的累积专利数量的时期；2013 后专利申请的趋势长大延续前一时期，惟 2015 年以后因专利早期公开制度，专利申请数量资料目前仍未完整公开，预估 2020 年专利的申请量将有突破性的长大。

　　从以上三个时期专利权人的申请数据进行竞争者动态分析，观察增强现实技术竞争者之间的变化，可以预见增强现实技术现有竞争者及潜在竞争者。
增强现实技术在三个不同时期的主要竞争者有显著的差异（见图2），本研究以各时期的前十名竞争者进行排序，微软、Google 和索尼三家公司都是投入时间早，也持续不间断的进行研发。

　　微软是专利中的大户，从 10 年前即已开始投入此项技术的布局规划，每一个时期的专利申请数量都位居第一位，累积了强大的增强现实相关技术的能量。
Google 的研发能量为持续性增加，在 2009 年至 2012 年快速提升至第二位，除自身持续的专利申请外，也入股新创公司 Magic Leap，采多样化接取增强现实技术。

　　另一家也是早期投入研发的索尼，于近三年才新加入的竞争者相较，索尼的专利能量己明显居于后位。

　　2005 至 2008 年为专利萌芽期，此时期的专利数量少，除了微软、Google 和索尼这三家主要的竞争公司外，在此时期的竞争者中，拥有增强现实中虚拟触控屏幕上显示现实场景技术的德国公司 Metaio，已于 2015 年被iPhone收购，并另组虚拟现实技术的研发团队，未来将有可能挟iPhone的技术及市场的优势，成为潜在的竞争者之一；而其他公司则在往后时期已有更迭。

　　2009 至 2012 年为专利申请量大增的阶段，高通、诺基亚、泛泰、三星、高通、英特尔、任天堂等手机、芯片、游戏等大厂陆续于此时期加入，快速增加专利申请数量，增强现实的竞争者的产业特性以及技术链在此时期已初步成形。

　　2013 至 2016 年，近三年的竞争者以新创公司 Magic Leap 最具话题性，迄今仍未有任何产品上市，仅公布几部增强现实技术的影片已先后获得 Google、高通、阿里巴巴等科技公司的巨额投资，除了获得众多创投的青睐外，在专利申请的数量上也是异军突起，一举就位居主要竞争者的第二名，其研发实力令市场颇为期待。

　　另外，高通和三星的专利申请数量也在急起直追，其他首次进榜的，则包含以生医研究为主的南坦（Nantworks）公司和生产电子消费品的汉威联合。

　　三个时期中竞争者的产业随着时间而有所变动，早期竞争者中摄相机技术、电子电机及软硬件的等产业，在中期以逐渐转向手机、芯片及游戏等公司，近期更是除了手机、芯片、游戏外，也开始出现生医、化学等领域，结合增强现实技术的跨领域产业已逐渐显现。

　　穿透式影像合成的增强现实应用程序 （游戏 APP） 开启了增强现实技术的竞争，在混合现实与虚拟的互动的技术竞争中，竞争者之间的技术差异与布局的策略，影响着竞争者相对优势以及应用的方向。

　　主要技术类别有应用、AR 技术、影像和传输等四大类型（见表 1）。以电玩、导航及电子商务等应用为主，电玩游戏以微软和索尼为主；导航技术则以诺基亚和高智发明为主。

　　AR 技术为各家的技术竞争重点区域，尤其在光学系统、数据处理、接口设计、指纹识别、交互式图像通信等技术。

　　其中以操作的接口设计为竞争者的重要布局区域，此技术也是微软的主要技术重点，与其他竞争者相较，专利数量明显高于其他公司有六倍之多；光学系统技术则以 Magic Leap 的专利数量最多；在数据处理技术以 Google 为主；指纹识别则以微软和高通为主；交互式图像通信技术以微软为主。

　　三维影像相关技术则以微软、索尼、高通和三星为主要技术布局者。传输则以无线网络技术为主。

　　以上的竞争者包含通讯、半导体、游戏、软件等产业陆续与增强现实技术相结合，显见跨领域的生态系统将重新定位。

　　表 1：主要竞争者技术差异表。数据源：本研究整理

　　从研究发现，各竞争者在布局上都略有差异，技术重点也并不相同，从专利申请三个时期和竞争技术异同的结果，微软的专利布局时间最早，数量也最多，在专利上最具有优势。

　　而技术的后起之秀 Magic Leap，除了在专利数量上急起直追外，并得到了多家创投的青睐，取得巨额投资；这两家公司在专利上布局也并不相同，显示出技术上的差异。

　　专利数量最多的微软，在各项技术的专利数量都远远超过其他竞争者，是增强现实技术的专利大户，其中专利以数据存取的应用程序开发接口最多，其余以三维影像、指纹识别、光学系统、电玩游戏为技术布局重点。

　　微软以增强现实技术为诉求的头戴式产品 Hololens，采用全习影像投射二维／三维立体影像，在现实的世界中投射出虚拟对象，现实与虚拟的物体融合，并可从脸部的表情或身体的动作等非语言的表现进行感测，并进一步判断人的情绪，塑造感知情境的环境，操控虚拟的物体，将产品与人类的情感链接。

　　目前微软推出的光学穿透式头戴显示器 Hololens，将虚拟图像直接显示在眼镜的屏幕上，缩短眼睛和显示器之间的距离，虚实整合，让使用者更有身历其境的感受。

　　增强现实技术在今年初的投资金额 11 亿美元当中，就有 8 亿美元集中在这家公司，至今未有任何产品上市，除影片中所展示的技术外，外人难一窥其境。
检视 Magic Leap 的专利几乎全在光学相关技术上，技术重点为四维光场显示技术，在光波空间中同步调制光束与变焦及光学信息处理，进行投射光的影像源数据整合，由光线直接传递图像或画面到显示的镜片上，由手势控制等技术。

　　其他如虚拟视网膜显示技术、增强现实的声音系统、眼球追踪技术、医疗应用于心脏二尖瓣膜的实境增强外科手术等。

　　集合了 Google、高通、阿里巴巴等大型创投的目光于一身的 Magic Leap，除了期待 Magic Leap 会带来什么样的魔法技术外，该公司的技术发展亦值得持续关注。

　　精灵宝可梦游戏借由手机或平板的屏幕显示虚拟对象的程序（APP）的流行现象带动了影像合成的穿透式增强现实的风潮，透过专利的解读，增强现实的技术已进化到微软和 Magic Leap 采用的光学穿透式增强现实技术。

　　而且增强现实应用类型非常广泛，包含观赏者与影片的互动的魔幻式电影效果、身历其境的学习辅助系统，甚至结合无人车或无人机技术，显见增强现实是一个全新的应用产品，竞争者的核心优势在人机互动的同步技术，新的生态系统除了跨领域的技术外，更着重在虚拟内容的质量及跨越可视化的技术。

　　因此还需要有更多的开发者和企业参与其中，开发各种应用，是启动中国增强现实相关技术研发的契机，更加有助于推展增强现实下时代的技术布局。