晶片商競相布局　VR應用戰火擴大延燒

藉由將多種不同的行動及穿戴式裝置，與物聯網和充滿感測器的環境進行整合，將可讓沉浸式應用程式得以超越獨立的單人體驗模式；房間與空間將可與物件產生互動，而透過網格串聯兩者產生的連結也將與沉浸式虛擬世界一同顯示與運作。

資策會MIC預估，2020年的VR應用市場，遊戲與影視應用將有70％以上的市場占有率，是驅動VR發展的主要動能，其它應用則預估要到2025年才會創造出較多的發展空間，其中以醫療與工程的發展較具優勢，其次為教育、房地產等應用，原因在於非娛樂性質應用的內容產製，需要較長的規劃製作期，即使應用技術發展成熟，產製內容的實用性，仍然會是市場接受與否的關鍵要素之一。

未來VR產業的發展，將涉及許多不同等級的開發廠商，包括手機擴充配件(Mobile VR)、單機獨立運作(Standalone VR)與桌機配備(PC VR)，此三個等級所創造的VR臨場感體驗，將因為使用方式與環境的差異而產生不同的體驗感，在價格與目標客群會產生差異化，所要突破的技術也會有所差異。

資策會MIC產業分析師徐育群認為，觀察目前的PC VR價格，對一般消費者而言，具有價格及配備規格要求偏高的使用門檻，使用意願遠低於遊戲玩家，短期內PC VR還是會以遊戲玩家為主要的消費群。但是，當廠商突破「眼球追蹤、高畫質、高螢幕更新率、大範圍精準定位系統」等關鍵技術之後，消費市場的差異化將更為明顯，也會更貼近各類型消費者的使用需求。

資策會MIC表示，Standalone VR因為有許多手機大廠投入開發，未來市場潛力值得持續關注，但目前也面臨電池續航力、主晶片效能及大範圍定位系統的技術突破瓶頸，這三項關鍵技術將成為Standalone VR與PC VR，何者能夠在消費市場勝出的觀察重點。而Mobile VR因為擁有接近一般消費者的市場優勢，如何讓消費者快速接受使用，就成為未來的發展思考重點。徐育群認為，雖然預期Mobile VR利潤不高，但是因為市場進入障礙與價格都較低，是智慧型手機大廠與新興業者跨足的最佳試煉場域。若未來Mobile VR在市場中被視為智慧型手機的配件之一，將可望為智慧型手機開創新的產品規格與成長空間。

Tobii備妥銀彈　搶攻VR/智慧手機市場

看好VR與智慧手機市場商機，Tobii近期發行金額高達五千萬美元的股票向股東募資，募得資金將主要投資VR與智慧型手機，期能進一步將眼動追蹤技術推向這兩大應用市場。目前該公司已在智慧型手機應用取得第一個Design-win，針對VR裝置則將推出近端眼動追蹤技術。

Tobii歐亞業務副總裁Peter Tiberg(圖1)表示，VR與智慧型手機的發展遠比Tobii一年前預期還來得快速，故該公司希望可以抓住此發展趨勢，成為市場的領導者。他提到，在智慧型手機方面，Tobii已搶先獲取得第一個Design-win訂單，主要是提供該公司的演算技術給手機製造商，其應用情境為，當使用者走到智慧手機前面時，即可實現如眼動追蹤應用一樣，感知使用者在手機前面。

圖1 Tobii歐亞業務副總裁PeterTiberg表示，VR與智慧手機成長急速擴增，將成為該公司下一個階段鎖定投資的目標領域。

在VR應用領域，Tobii則以遠距眼動追蹤技術為基礎，發展出近端眼動追蹤技術。Tiberg指出，現在應用於電腦的眼動追蹤技術，稱為遠端眼動追蹤技術，因為顯示器距離使用者的眼睛有一定距離；而VR應用距離比較近，且主要使用於穿戴式裝置，故可稱之為近端或可穿戴式裝置的眼動追蹤技術。這兩者在技術層面上大同小異，裝置內使用的內容包含照明器與相機，並同時搭載EyeChip，其不同之處在於VR設備離眼睛較近，會導致內嵌的元件有些許差異。

Tiberg強調，在整個VR產業中，最大挑戰在於裝置的圖形運算的速度過慢，高解析度影像無法及時隨著使用者眼球移動而呈現，因此會產生不好的使用體驗。有鑑於此，業界正在熱烈討論名為Foviated Rendering的技術，該技術為一個算圖技術，會先計算眼睛觀看的位置，呈現相對應的影像，而其他地方的影像則維持模糊狀態，這種作法可大幅降低GPU的運算效能負擔，並提高使用者體驗。

Tiberg談到，該公司主要是提供眼動追蹤技術，以輔助GPU供應商實現Foviated Rendering。舉例來說，NVIDIA即是研究Foviated Rendering技術的公司之一，而Tobii所扮演的角色就是與這些廠商合作，一起創造最好的使用者體驗。

值得一提的是，近期Google也極力耕耘VR與擴增實境市場，於日前大舉收購眼動追蹤技術公司Eyefluence。對於此併購案，Tiberg給予正面回應。Tiberg認為，Google併購眼動追蹤技術公司可看出眼動追蹤技術已日益受到重視，對於該市場的發展態勢將有推波助瀾的效果。

另一方面，除了視覺的眼動追蹤技術之外，一家來自英國的公司Ultrahaptics在虛擬世界為使用者提供了一種觸覺功能，為虛擬空間增添另一種新感官饗宴。

超音波實現非接觸手勢感測

感測機制的進化也帶動人機介面技術新風潮。空中非接觸式觸覺(Touchless Haptic)技術業者Ultrahaptics發布一個開發平台，為廠商帶來創新的控制解決方案，可以輕鬆評估並體會觸覺感知，增強手勢控制的好處。UHDK5 TOUCH設計開發套件提供完整軟/硬體封包及架構，可輕而易舉的將此套件從原型設計到量產架構嵌入至產品設計之中。

Ultrahaptics開發業務副總裁David Owen表示，該公司的非接觸觸覺感知技術早已商業化，為設計者在設計產品時，帶來從未設想過的設計藍圖。故該公司引進的開發套件目的就是加快產品評估及開發週期，為客戶帶來差異化的產品設計，和縮短產品上市時間。

Ultrahaptics是透過超音波來提供獨特的觸覺感知，為人機介面改頭換面，用戶可以無須配帶任何實體物件，在半空中即能「感覺」虛擬按鈕、切換器與其他物件。非接觸觸控控制技術可用於強調衛生醫療的藥物製造環境、工業應用環境、居家環境甚至是車用領域，如醫院、廚房和房間等。

Ultrahaptics日前已與汽車廠商Jaguar Land Rover合作，將此技術導入車用系統當中。由於現今的車用娛樂系統多元且有趣，駕駛者在開車時經常會分心將眼光轉移到娛樂系統的螢幕上，導致駕駛事故的風險增加。透過此技術，能將使駕駛者將目光鎖定在前方的道路中，增添安全駕駛的效能。

進一步來說，內建非接觸式觸覺解決方案的汽車，駕駛員的手可以在交互移動的過程中被定位與跟蹤，同時，系統會鎖定其位置創造指示連接的物理感覺。基於此，用戶可以「感覺」到控制開關虛擬物體，在空中控制它們並接收回饋，以確認他們的動作已經成功完成。

Ultrahaptics的獨立隨插即用UHDK5 TOUCH開發套件僅需幾分鐘就可啟動並運行，且用戶在使用上無須技術知識的演示。對於開發人員來說，嵌入式架構採用ARM的核心與現場可編程閘陣列(FPGA)晶片，簡化整合時的複雜度，並最小化物料清單(BOM)成本的生產費用。同樣的，該套件使用的應用程式介面(API)為業界所廣泛採用的C++編程語言。

據了解，該技術用途廣泛，可用於觸控式的全像影像、虛擬實境等，未來人們可以透過全像影像，感受無法實際觸摸的物體，如病患內臟、博物館古董等。

事實上，根據資策會MIC的研究顯示，觀察2014年起Facebook、三星(Samsung)、索尼(Sony)等國際大廠，陸續併購與投入研發虛擬實境頭戴式顯示裝置(Virtual Reality Head- Mounted Display, VR HMD)的趨勢，時至2016年，這項產品的發展過程並沒有因為時間過去，而失去各方的關注度，甚至吸引更多的業者合作投入開發VR軟硬體產品。

ARM全新影像處理器問世VR/4K應用添柴薪

舉例來說，ARM於日前推出全新Mali-V61視訊處理器(VPU)及Mali-G51繪圖處理器(GPU)，滿足消費者在行動裝置上享受更沉浸與高互動性視覺內容的需求。新推出的Mali-V61視訊處理器，除了具備每秒120幀4K解析度即時影片處理效能外，亦兼顧高擴充性；另外一款則是Mali-G51繪圖處理器，為ARM至今推出同效能下面積最小與最省電的繪圖處理器。

ARM處理器事業部與多媒體處理器事業部總經理James McNiven表示，裝置成本以及提供的視覺經驗，是Z世代消費者以及主流行動裝置使用者選購產品的關鍵考量因素。McNiven指出，該公司最新Mali視訊與繪圖處理器IP組合能滿足這樣的需求，除了提供沉浸式VR與遊戲功能，還符合各項即時視訊標準。藉由這款系統層級的媒體解決方案，研發業者能在效能、效率、以及成本控管之間取得最佳的平衡點。

Mali-V61視訊處理器提供最具效率的4K即時串流功能，能支援像Facebook Live與Periscope等即時視訊應用。Mali-V61 VPU的即時串流優勢歸功於比前一代編解碼技術節省50%的位元率，因此能以極高的效率傳輸高解析內容。

VP9編碼在不久的未來就會成為Android與Google APP的必備功能，內建VP9編碼功能的Mali-V61 VPU讓ARM生態體系的夥伴廠商可輕鬆打造符合未來標準的矽晶片與裝置。除了能支援多重標準編解碼器，還能在單一可擴充IP模塊中執行高畫質HEVC與VP9編碼功能，目前具備這樣能力的只有Mali-V61 VPU。

購買中階智慧手機的消費者不僅期待擁有更多的功能，還希望享受各項行動體驗，包括像虛擬空間的低功耗VR、高效能的日常遊戲、擴增實境、以及快速瀏覽等。Mali-G51 GPU採用ARM全新Bifrost架構，其中納入許多更新設計，包括重新設計能提供兩倍輸出的紋理單元(Texturing Unit)，使其能支援上述這些使用情境，將高階繪圖功能導入中階行動裝置。

騰訊遊戲聯合研發產品中心總經理Shen Li表示，該公司觀察到市場現在對中階行動裝置有強勁的需求，不僅只有執行複雜操作介面以及休閒遊戲的需要，同時亦希望能運行低功耗VR與虛擬空間等方面的應用。為因應這些需求，主流中階的行動繪圖處理器必須在面積與省電之間取得平衡，透過將電路集縮在最小的矽晶片面積內，則能針對這個高度競爭的高產量市場降低整體成本。

Mali-G51 GPU是ARM旗下最小最省電並支援Vulkan的繪圖處理器，能呈現螢幕解析度達到4K畫質。相較於前一代的Mali-T830繪圖處理器，不僅每平方毫米效能提高60%，省電效率提升60%，Mali-G51 GPU的面積大小還縮減30%，除了降低量產晶片的製造成本，還能支援更多高效能使用情境。

面對各國廠商積極布局VR相關技術與應用，台灣廠商在VR這塊領域可著手的技術與布局方向為何呢?

加強垂直整合應用　台廠進攻VR市場有譜

對此，工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK)鍾俊元(圖2)表示，VR特性為長尾型市場，由眾多垂直應用市場組成，因此需要大量中小企業或新創產業發展各種應用市場，建議台灣因應策略可分為三種：

圖2 工研院產業經濟與趨勢研究中心鍾俊元建議，台灣應朝垂直應用領域發展，拓展VR應用商機。

．基礎技術：發展VR先進人機互動技術，包括神經傳導、生物電位或腦波等方式，及下世代演算法所需之視覺運算晶片和視覺感測模組。

．系統：發展終端VR配合PC強大運算，形成互補市場。

．應用：鼓勵新創公司發展VR各種垂直應用，並以台灣本土VR頭盔為基礎。

鍾俊元進一步指出，台灣動畫與攝影產業全球知名，而VR將需要大量3D與360度內容與技術，台灣具有起步優勢，可發展各種垂直應用內容；再者，台灣半導體與零組件產業，可以針對VR所需的運算需求發展相關解決方案。

鍾俊元分析，台灣為傳統系統代工大國，於VR頭戴式裝置領域，台灣應能取得多數設計/代工組裝訂單。在未來技術布局上，可朝光場(Light Field)先進顯示器、先進人機互動技術、視覺處理晶片與視覺模組等方向發展，以掌握下一波顯示及視覺應用商機。