從專利角度解析VR與AR

摘 要：2016年迎來了VR元年，文章簡單介紹了VR與AR，并提取了中國專利數據庫中的相關數據，從專利技術的角度分析了VR和AR在中國的現有狀況以及發展趨勢。

關鍵詞：VR；AR；專利；申請數量

2016年被業內人士稱之為“VR元年”，在這一年里，將有大量的VR設備和AR設備進入市場，也許會給我們的生活帶來意想不到的驚喜。

VR（Virtual Reality，即虛擬現實，簡稱VR），是在80年代初提出的，是綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。

AR（Augmented Reality，即增強現實，簡稱 AR），是在90年代提出的，是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像的技術。

那么，這兩種技術有什么區別呢？簡單來說，虛擬現實（VR），看到的場景和人物全是假的，是把你的意識代入一個虛擬的世界。增強現實（AR），看到的場景和人物一部分是真一部分是假，是把虛擬的信息帶入到現實世界中。

VR和AR有著不同的應用領域、技術和市場機會。VR讓用戶置身于一個想象出來或者重新復制的世界或者模擬真實的世界。VR領域主要的硬件廠商有Oculus、索尼（PlayStation VR）、HTC（Vive）和三星（Gear VR）。AR是把數字想象世界加在真實世界之上，主要硬件包括微軟（HoloLens）、谷歌（Google Glass）和Magic Leap。雖然VR和AR有著不同的應用空間，但這兩項技術都將推動HMD設備（頭戴式可視設備，Head Mount Display）成為新的計算平臺。

那么VR與AR到底誰更勝一籌呢？相關的世界著名的科技公司誰更有技術優勢呢？下面我們僅僅從專利技術的角度分析一下VR和AR在中國的發展狀況。

國家知識產權局專利局從1985年開始受理專利申請，迄今為止，我國專利局已經成為歐、美、中、日、韓五大專利強局之一。在中國專利數據庫（CNPAT）中，通過關鍵詞對關于虛擬現實和增強現實的專利申請進行檢索，從下面的表格中可以看出在CNPAT數據庫的檢索結果。

首先，我們來看看VR與AR的專利申請情況。表1列出了不同年份VR與AR的專利申請數量。從表1中看VR，VR在2010年之前已經有相當數量的專利申請（691件），在2010年以后再次迅猛發展起來，并在2015年達到高峰，可見VR是一個技術發展已經相當成熟的行業并正處于其行業發展的巔峰時期。從表1中看AR，AR在2010年之前僅有少量的專利申請（79件），在2010年以后才慢慢發展起來，可見是一種相對較新的技術，還沒有達到成熟時期，屬于正在上升的朝陽行業。從表1中還可以知道，VR所占的比例較高68%，AR所占的比例較低32%，從數據來看，VR代表當下，已經獲得資本的支持并將占領市場，AR也許代表未來，也許是資本投資的下一個風口。

接下來，我們再看看專利申請人的專利申請的數量情況。表2列出了在我國申請專利的申請量排行榜。從表2中看VR，三星公司的專利申請數量位列第一，而國內的北京航空航天大學則大放異彩位列第二，微軟公司和索尼公司分別位于第三、第四，上述公司屬于第一梯隊，代表了世界先進的技術水平。從表2中看AR，索尼公司的專利申請數量位列第一，微軟公司、高通公司和三星公司分別位于第二、三、第四，上述公司屬于第一梯隊，其與VR的第一梯隊差別不小。從表2中還可以看出，第一梯隊公司的研發重點均從VR轉移到了AR，AR的專利申請數量明顯大于VR，而高通公司在VR領域默默無聞但在AR領域卻名列前茅，看來該公司明顯看好AR的未來。可惜的是，雖然國內也有北京理工大學等位居前十，但其專利申請數量遠遠少于第一梯隊，看來AR在國內剛剛開始，還有一段較長的路要走。無論是VR還是AR，第四名以后的公司的專利申請數量明顯下降，與第一梯隊的差距較大，在可見的未來，仍然是第一梯隊的公司爭霸天下。

最后，我們再看看專利申請人的專利申請的具體領域分布情況。通過提取中國專利數據庫中的相關數據，可以看出無論是VR還是AR，IC分類號為G06F3/01的專利申請數量均遙遙領先（其中VR申請數量1051件、AR申請數量364件），其分類含義是用于用戶和計算機之間交互的輸入裝置或輸入和輸出組合裝置，通常可以理解為屬于硬件的VR設備和AR設備，例如HMD設備（包括頭盔、眼鏡等）。還可以看出，VR主要還分布在IC分類號為G06T 17/00的領域，其分類含義是用于計算機制圖的3D建模，AR主要還分布在IC分類號為G06T 19/00的領域，其分類含義是對用于電腦制圖的3D[三維]模型或圖像的操作，二者通常都可以理解為屬于計算機軟件的3D技術。綜合來看，無論是VR還是AR，其都需要復雜且強大的計算機軟件技術的鼎力支持才能實現，包括建模、繪制、渲染、顯示等等。

從以上專利角度的分析看來，VR成功的可能性要高于AR，這主要得益于VR技術的進步以及廠商和合作伙伴生態系統的初步形成。目前，VR和AR的技術均有待進一步提高，但AR面臨的挑戰更嚴峻，包括屏幕技術、實時處理和實時物理環境的校準等等。從目前專利角度的分析來看，第一梯隊的著名公司牢牢占據著霸主地位，但是，接下來也將面臨著嚴峻的挑戰，在剛剛過去的2015年，Facebook收購了虛擬現實生產商Oculus，蘋果公司收購了增強現實公司Metaio，兩大世界著名公司進軍VR與AR領域的意圖十分明顯，在不久的將來，我們將看到群雄逐鹿的場面。

以上數據僅僅從一個方面反映了VR與AR的技術發展狀況，數據是不全面的，數據也是真實的，望大家能夠各有所得。隨著技術的改進、價格的下降以及相關應用的誕生，VR與AR也會不斷發展，未來會呈現星火燎原不可阻擋之勢，讓我們拭目以待吧。