VR/AR商機引爆　頭戴式顯示/周邊裝置風潮起

虛擬實境(VR)/擴增實境(AR)熱潮帶動頭戴式穿戴設備及周邊裝置加速發展。為搶占市場商機，各大科技廠如Facebook、宏達電、索尼(Sony)、三星(Samsung)與Google等皆積極搶進，除推出頭戴式顯示裝置外，也與各應用產業合作，研發周邊產品，進而打造完整VR/AR生態圈。

VR正夯　終端大廠競布局

VR/AR熱潮持續增溫，為搶攻市場商機，終端大廠動作頻頻。如宏達電(HTC)日前研發的虛擬實境系統--Vive，在預購期間與線上開賣之後，也陸續挺進全球各大城市最熱鬧的商店，提升消費者對最完整的虛擬實境系統Vive的關注度。該公司也於近期宣布Vive將在全台HTC專賣店開賣，透過更完整的通路網路拓展消費市場，進一步推動此尖端科技。

HTC北亞區總經理董俊良表示，Vive透過包含遊戲、娛樂、教育及訓練等多元的應用內容，可望重新定義人們體驗世界的方式。Vive於全球實體零售商店開賣，將讓更多主要市場的消費者有機會深刻感受真正不受拘束的虛擬實境體驗，這將改變人們的娛樂、遊戲、學習與溝通。

為推廣Vive，HTC攜手全球知名電子實體零售商店與合作夥伴設置Vive專屬體驗區，其中包括北美地區與微軟(Microsoft)與GameSpot合作；於泛歐地區與Dixons(包括Harrods精品百貨內的店面)、Currys PC World、Scan Computer及Overlocksers合作；在北亞地區於日本攜手Bandai Namco及台灣HTC專賣店、中華電信、台灣大哥大、遠傳電信、亞太電信及燦坤門市等合作夥伴。

另一方面，HTC也同時於2016台北國際電腦展(Computex)InnoVEX新創特區設置Vive虛擬實境體驗區，首度展出HTC支持的內部新創團隊所開發的虛擬實境遊戲--FRONT DEFENSE，以及多款於台灣初次亮相的內容，包括划船健身體驗Holodia與多人派對概念遊戲Ruckus Ridge，讓消費者親身體驗虛擬實境帶來的感官震撼與多元發展潛力。

除HTC之外，三星(Samsung)也於2016台北國際電腦展中，以「The Immersive World of Virtual Reality」為主軸，分享VR領域的創新科技及整體產業趨勢。

該公司亦將致力積極建構完整的VR生態系統，透過軟硬體的融合、周邊配備及跨多項產業合作，包括：運動、餐飲、心理治療、音樂、汽車等，甚至於國際性人道議題，擴大生活應用層面的深度結合，形塑VR產業未來，打造全新的科技生活。

台灣三星電子行銷部資深行銷協理余倩梅指出，2014年三星宣布與Oculus VR合作，2015年正式推出Gear VR率先進入消費市場。該公司透過推出易上手且輕鬆「戴(帶)」著走的VR產品，提高消費者對於未來科技產業的接受度並致力於提供創新、多元的方式，讓消費者能盡情享受和體驗最新的科技。奠基於此，該公司整合自身軟硬體的開發、多方的合作夥伴資源與扶植VR新創公司，加速推廣虛擬實境創新領域。

綜上所述，如何健全整個VR生態系統為三星目前著重的重要課題。隨著智慧型手機普及率的增加，該公司將以智慧型手機作為核心提供一個能輕鬆與日常生活連結的VR體驗，藉此促使VR普及化，以及應用層面(B2B、B2C)的完整化。

除此之外，三星也將透過硬體與軟體的合作開發，跨產業的共同建置讓虛擬實境產業更加茁壯，並且積極致力提供消費者較佳的虛擬實境使用經驗。

VR熱潮燒　360度影像應用興

VR頭戴式裝置無疑成為下一波資訊產品新商機。資策會產業情報研究所(MIC)觀察2016年VR眼鏡產品競爭情形，預估在高階產品熱潮過後，2016年底低價VR機種將接續帶動360度攝影、360度內容及周邊配件等相關產品發展，持續推升市場話題，預估2017年將會有更多的殺手級應用與新商業模式成形。

觀察日前Google I/O 2016最新發表的內容，不論是Daydream ready Phone或者是Android N平台等，都將補強低價VR眼鏡發展。

資策會MIC預估，2017年VR相關產品接棒發展，焦點將會移轉成：低價配件型VR眼鏡，附屬操控器興起；Daydream ready Phone與相關APP的開發與銷售；360度自拍創作興起(包括360攝影器材、360影像軟體)；360度商業廣告與新聞內容興起，加速沈浸式/淺閱讀/簡閱聽普及應用；Facebook、Youtube等交流平台360內容興起、相關服務商機加速崛起；以及360內容異地觀賞轉播服務興起。

資策會MIC產業顧問黃偉正分析，高階主機型VR眼鏡的產品戰爭，預估將在2016年下半年時間達到高點，新VR眼鏡帶來的內容應用改變，更讓全球影像顯示應用、攝影紀錄觀點，發生革命性的演進，雖然帶動許多全新360內容需求，以及新360攝影應用商機，不過預估真正殺手級的應用，將由低價VR機種帶動。

黃偉正進一步解釋，低價配件型的VR眼鏡需要外掛智慧手機，不過因為相對廉價與簡便，一樣能搭橋迎接部份360度影像新內容，不僅適合現代人淺閱讀或簡閱聽參考使用，也更容易帶動市場接受度。

圖1 工研院產業經濟與趨勢研究中心電子與系統研究組專案經理侯鈞元表示，光場顯示技術將成為未來重點。

此外，工研院產業經濟與趨勢研究中心電子與系統研究組專案經理侯鈞元(圖1)表示，除360度攝影應用之外，多重使用者的VR情境(Multi-User VR)也將成為未來的發展趨勢之一。

針對此一應用，微軟已發展出Holoportation技術，此技術來自微軟旗下I3D研究小組，該小組結合立體投影概念和擴增實境(AR)技術，使用數個3D相機，捕捉目標的全身動作和語音，然後傳送到對方的HoloLens之上，令使用者可以與對方透過AR影像接觸，藉此增加即時性的互動，使未來社群互動可望透過VR呈現。與此同時，同樣看好多重使用者VR市場，Facebook也於之前併購Oculus，並致力於開發捕捉(Scan)人體動作進VR環境中之相關技術。

同時，侯鈞元認為，VR/AR的發展，也可望帶動光場顯示(Light-field Display)成為下一世代的主流顯示技術。原因在於，光場顯示是利用特有的動態數位光場訊號技術，將圖像直接映射到使用者的視網膜上。此技術不但能夠提供相當高的解析度，同時也能呈現虛擬物品與現實物體的互動關係(如碰撞或視線遮擋)。

真假難辨　VR觸覺感受更真實

虛擬實境(VR)熱潮持續延燒，周邊配件也紛紛出籠，以便創造出更完整的VR體驗。新創公司Gloveone已推出專為VR設備設計的VR手套控制器，除了基本的控制能力外，還具備震動回饋功能，能帶給消費者更身歷其境的感受。

侯鈞元指出，目前VR裝置所搭配的控制器大多以抓握方式使用，如HTC Vive或Oculus所推出的產品皆是如此。原因在於，根據過往研究顯示，人類日常生活中，大約七八成工作都可透過手部抓握的動作完成，故目前VR裝置大多只製作一個供手部抓握的控制器，就可滿足VR應用需求。

然而，未來若想創造更身歷其境的VR環境與應用，雙手併用將是必然趨勢，而且使用者手部還必須搭配某種回饋技術，才能提供更貼近真實世界的VR體驗。

為此，新創公司Gloveone將VR控制器設計成手套，並在手套中加入觸覺反饋(Haptic Feedback)技術，於手套中內建十個震動感測器，其位置位於指尖和手掌，在碰觸到VR物件時，透過這些震動器震動的強度和頻率，讓使用者手上能感受到震動回饋，有如現實生活中親手接觸到物體一般。

除Gloveone之外，荷蘭新創團隊Manus VR也為HTC Vive開發了專用的控制「手套」。該手套利用了Vive的燈塔科技來做定位，並配合HTC Vive左右手控制器，讓使用者能在虛擬實境中更具體地看見自己的雙手；同時，此一手套也同樣內建震動回饋，讓使用者能有更貼近自然的操作感受。Manus VR手套的開發套件預計從2016年第三季起陸續供貨。

平衡電樞技術加持　VR聽覺體驗更完美

為讓使用者具備更身歷其境的互動感受，除晶片商與系統業者致力提升CPU/GPU處理器運算能力，或是如上述所提的新創公司積極研發周邊設備，使VR環境擁有更加逼真的視覺效果外，增進頭戴式裝置聲音品質也是促進互動體驗的重點之一。為此，MEMS麥克風製造商樓氏電子(Knowles)運用平衡電樞技術，進一步提升入耳式穿戴設備性能，提供使用者更高的音質感受。

圖2 樓氏電子智慧音效部門軟體產品管理副總裁姜正耀指出，平衡電樞技術可提升入耳式設備音質，提供更好聽覺服務。

樓氏電子智慧音效部門軟體產品管理副總裁姜正耀(圖2)表示，為提供消費者於VR環境中能有更高品質的聽力感受，樓氏採用平衡電樞驅動元件，該技術可運用在所有入耳式產品中，像是耳機、語音系統等，進一步提升入耳式設備音質。

據悉，該元件內建有特殊構造的彈簧片，此一彈簧片在該元件外殼內部的兩個磁鐵間的靜磁場中保持平衡。靜態線圈的交流電(AC)訊號會在彈簧片中產生磁通量，進而導致彈簧片不平衡，並使交流電在末端流動，從而在膜片之中產生清晰的聲音。

另一方面，為降低入耳式穿戴式裝備功率損耗，採用平衡電樞元件製造的喇叭與一般動圈式喇叭的膜片相比，平衡電樞喇叭之設計是以置於磁鐵間的電樞在電磁感應之下而產生往復運動，再由連結電樞的驅動軸帶動膜片產生音壓；以這樣微型並輕量的運動方式，可以有效地降低功耗、減少電池耗能。

結合AR技術　智慧眼鏡應用多元發展

圖3 資策會智慧網通系統研究所主任鄭育鎔認為，醫療與工業應用可望帶動智慧眼鏡市場有新一步的發展。

除上述所提，VR頭戴式裝置及其周邊設備成為市場新寵兒之外，AR成長力道也持續增強，連帶驅使智慧眼鏡市場有更進一步的改變。資策會智慧網通系統研究所主任鄭育鎔(圖3)表示，過往談到智慧眼鏡大多會聯想類似Google Glass這類消費性應用，然而，從2015年下半年開始到2016年，智慧眼鏡已開始朝向垂直領域發展，不再只強調消費性的市場，而醫療及工業將是未來應用需求較多的兩大領域。

舉例而言，智慧眼鏡可縮短急救到院的診療時間，救護人員在進行救助時，可透過智慧眼鏡第一時間將傷患情況傳送到急診室；同時也可應用於護士巡房時，透過智慧眼鏡提供病房患者資料，縮短尋找病人及備藥時間。此外，智慧眼鏡也可應用於手術中。目前手術大多運用手術導航設備協助醫生開刀，但手術導航設備會使醫生於手術進行時須不停抬頭觀看病人資訊，而透過智慧眼鏡，便可直接提供必要資訊，以減少醫生抬頭觀看時間，加速手術進行。

圖4 資策會智慧網通系統研究所組長林敬文指出，智慧眼鏡有助於大幅提升工作安全性及提升工作效率。

至於工業應用上，資策會智慧網通系統研究所組長林敬文(圖4)指出，智慧眼鏡有助於大幅提升工作人員安全，工作人員可於巡檢危險環境時，配戴智慧眼鏡，除可透過眼鏡傳輸巡檢狀況，還可藉由智慧眼鏡偵測工人生命現象，確保工人安全性。除提昇安全性之外，智慧眼鏡應用於工業領域中，還可提升生產、維修效率，像是利用智慧眼鏡收集、傳遞資訊，確保製造生產或維修流程順利。

上述所提到的相關應用，資策會目前皆已和政府部門或是相關廠商進行研發或試營運當中。舉例來說，為提升勞工安全，資策會智通所目前已與勞動部勞動及職業安全衛生研究所合作，共同研發相關解決方案。

資策會智慧網通系統研究所組長張茂榮(圖5)表示，目前勞工於危險場合配帶的偵測器，其缺點是沒有通訊功能，在遭遇危險情況時，只能以警報通知。但若安全監督人員在視覺或是聽覺範圍外，此一警告功能就無法發揮太大作
用，並可能造成搶救不及之情況。

圖5 資策會智慧網通系統研究所組長張茂榮表示，資策會智通所目前已與勞動部勞安所共同研發相關解決方案，以提升勞工

為此，資策會正致力研發配有通訊器的偵測設備。此一偵測設備上的通訊器可與手機連結，進而透過手機監測環境狀態。此外，該設備還配有感測器，可監測工作人員之活動量，如果工作人員活動量異常，該設備就會立即發布警報至連結的手機當中，外部人員便可馬上進行救援。這些解決方案未來將有機會被整合至頭戴式裝置當中。

鄭育鎔進一步指出，未來於智慧眼鏡發展上，AR技術應用機會將會較VR更為廣泛。其原因在於，以現階段技術而言，VR雖比AR來得成熟，但目前應用市場多為遊戲、娛樂方面，且多為純虛擬環境，無法實際與物體接觸；而AR的特色在於結合現實環境，較易與日常生活結合。因此，未來隨著光學技術和運算元件逐漸進步，AR應用市場可望加速爆發。

為加速AR應用發展，資策會智通所致力研發深度學習技術。鄭育鎔提到，因AR特色為整合真實環境，因此須辨識環境中有何物件存在，以及環境中空間幾何狀況，而深度學習可滿足這些需求。

不過，深度學習須具備較高的運算能力，而目前的運算元件都還無法滿足其需求，因此現在深度學習運算大都是在雲端運行，這也意味著須處在具有網路的環境，才可進行深度學習之運算。因此，如何將深度學習整合至穿戴式裝置當中，而不須透過雲端便可自行進行辨識，是目前主要挑戰，也是未來發展重點。

為此，資策會目前採用近似模型和壓縮兩種解決方式，前者為將雲端訓練出來的辨識模型，透過一個代表性的分類，減少深度學習的網絡層次數量，如從二十多層減少至十多層，藉此做出一個較為精簡的訓練模型；後者則是將原本精確度高的模型，透過過往檔案壓縮的方式加以縮小，以便整合至穿戴式裝置當中。

概率圖模型理論助力　智慧眼鏡安全辨識再提升

AR應用日漸蓬勃，帶動智慧眼鏡發展日益增溫。為確保智慧眼鏡資料安全性，目前大多採用虹膜辨識技術驗證使用者身分。然而，現今虹膜辨識成功率仍有改善空間，為此，已有學術單位透過機器學習理論，成功將虹膜辨識失誤率降低至0.2%，使智慧眼鏡資料防護更上一層樓。

圖6 國立中央大學資訊工程學系助理教授栗永徽表示，透過概率圖模型理論，該實驗團隊可將虹膜辨識失誤率降低至0.2%。

國立中央大學資訊工程學系助理教授栗永徽(圖6)表示，嵌入式系統體積越來越小，未來可望將整支手機功能內建於穿戴式裝置之中，進而取代智慧型手機；而虹膜辨識是目前智慧眼鏡安全辨識的一個主流技術，為此，該實驗團隊致力於提升虹膜辨識技術，透過概率圖模型理論，可將原本虹膜辨識約2∼3%的失誤率降至0.2%。

過往進行虹膜辨識時，會先用紅外線攝影機找到虹膜區域，然後將虹膜影像由原本甜甜圈狀的圓形轉換成長方形，再進行特徵擷取與比對等動作。目前的挑戰在於，由於人眼的瞳孔會放大縮小，因此攝影機所擷取到的影像多少會有些差異。比方說，某些區域應該要有些紋理在，但若重複執行虹膜辨識，這些紋理不見得會在同一個區域，因而影響虹膜辨識準確率。

為改善此一情況，進而提升辨識準確率，栗永徽指出，進行虹膜辨識時，須考慮上述影像局部區域變形(Local Deformation)的問題。若用傳統虹膜辨識理論檢驗的話，無法準確掌握局部區域變形的變化程度。

因此，該實驗團隊運用概率圖模型(Probabilistic Graphical Model)的機器學習理論，於虹膜辨識過程中，先將整張虹膜辨識影像分割成各個補丁(Patch)，再根據這些補丁建立圖形模型。這些圖形模型彼此間都會有些許應力，會互相吸引或相斥，因此會隨時動態調整。透過收集大量資訊進行訓練之後，這些模型便可針對局部區域變形的現象套用形變自動學習及自動補償，進而提高虹膜辨識準確率。

VR/AR風潮起　頭戴式裝置前景可期

VR/AR應用將成科技產業明日之星，台積電共同執行長暨總經理劉德音指出，雖然目前兩者仍僅停留在遊戲或導覽等應用，但愈來愈多功能將會加入，最終將成為人們日常生活的必需工具。

基於此一趨勢，各類頭戴式顯示器或視訊眼鏡裝置，雖然目前仍正處於創新起步當中，但隨著VR/AR市場成長力道持續增強，未來將可望加快速成長，以結合新內容、新交流、新應用，帶來相關科技整合與服務商機。

此外，除VR/AR頭戴式裝置前景看好之外，FPV(第一人稱視角)視訊眼鏡也於市場中穩健成長茁壯中。黃偉正表示，FPV有其新穎且實務的應用觀點與內容特色，尤其伴隨無人載具的快速發展，形成即時傳遞、深入探險、主觀巡視等新視野，將有機會與偏重居家環境，成為另一波新興頭戴式產品。