VR/AR、無人機等產(chǎn)業(yè)帶動LED及雷射光學(xué)元件需求成長

　　在3C及游戲應(yīng)用產(chǎn)品中觸控技術(shù)已達成熟之際，下階段隨著AR/VR、無人機等新興產(chǎn)品需求的擴大，為達到更直覺式的互動控制方式等，將帶動3D(即三維)影像測距技術(shù)發(fā)展，包括三角測距、結(jié)構(gòu)光源、時差測距等。而據(jù)調(diào)研機構(gòu)觀察，為取得清晰及深度影像以精確計算被測物距離、手勢動作、障礙物回避等，LED/雷射光學(xué)元件將在其中扮演關(guān)鍵角色。

　　交互新需求的產(chǎn)生 推動3D掃描/測距技術(shù)應(yīng)用

　　自人類發(fā)明了工具以來，與工具之間就需要通過一種方式建立起聯(lián)系，用手握住工具的把手就是聯(lián)系的一種。進入電子科技時代，交互的重要性愈加凸顯，就好像遙控器之于空調(diào)、鍵盤鼠標(biāo)之于電腦、游戲手柄之于電視游戲等等，缺少了一個簡單有效的交互，工具對于人類也就失去了意義。

　　為突破計算機以鍵盤、鼠標(biāo)控制與互動的傳統(tǒng)方式，進步到以觸控、語音輸入、手勢控制，甚至以各式視覺感官方式來操作的境界，各大廠無不絞盡腦汁發(fā)展出各種新的互動控制技術(shù)，讓人類能以更直覺、更方便的方式，與3C裝置互動。

　　其中，「觸控」方式已屬成熟的技術(shù)，如今早已廣泛應(yīng)用在手機、平板、車載電子等裝置。至于語音辨識/輸入技術(shù)的發(fā)展，則是透過將語音資料上傳至云端服務(wù)器做辨識分析，如今也達到不錯的辨識度，并廣泛應(yīng)用在日常生活中;現(xiàn)在市面上已有不少3C產(chǎn)品，能以語音命令輸入方式來做互動，且免學(xué)習(xí)，即可馬上操控，讓人們與機器的互動更自然、直覺。

　　然為達到更直覺式的互動控制方式，近年來人機互動發(fā)展趨勢主要以「計算機視覺」為最熱門的領(lǐng)域。當(dāng)前已有廠商推出這類的3C產(chǎn)品，包含游戲機、手勢控制器、穿戴式控制產(chǎn)品等，讓人們運用手勢控制與體感控制來與計算機互動，但要達到更精細(xì)的控制程度，仍有一大段路要走。

　　隨著VR與AR技術(shù)的發(fā)展，以及人們在虛擬世界尋找存在感的需求的產(chǎn)生，手勢與體感控制勢將成為最自然的互動體驗，因此促使新一代3D(即三維)掃描/測距技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，引爆視覺運算的新需求。從各大ICT廠商們紛紛布局3D掃描、測距相關(guān)技術(shù)與專利，即可看出這類專利在未來視覺運算應(yīng)用的重要程度?！　?/p>

　　3D感測技術(shù) 帶動LED及雷射光學(xué)元件需求量成長

　　調(diào)研機構(gòu)觀察，隨著手勢、體感、VR、AR、以及掃地機器人、無人機的應(yīng)用需求興起，導(dǎo)入光學(xué)3D攝影機產(chǎn)品并搭配非接觸主動式的測距與感應(yīng)技術(shù)，有逐漸升高趨勢，此將帶動關(guān)鍵零組件LED及雷射光學(xué)元件需求量成長。

　　VR/AR硬件系統(tǒng)設(shè)計中，要做到更沉浸式的體驗，必須搭配IR(紅外線)/雷射發(fā)射器、適配器，甚至LED元件等，來做為頭部移動、身體追蹤與定位追蹤(PositionDecetion)、手勢感測(GestureRecognition)、影像投射(Projection)、眼球追蹤(EyeTracking)等系統(tǒng)，讓玩家或使用者能夠透過身體部位的移動，與VR世界里的人事物互動交流，例如HTCVive、OculusRift、FOVE等構(gòu)成即是如此。

　　三維手勢

　　以體感類游戲為例，自其推出后，其控制器即內(nèi)建不少MEMS及各種IR/LED元件，現(xiàn)今VR頭盔設(shè)計雖亦遵循控制器的設(shè)計形式，但配置更多MEMS元件及IRLED感測等元件，以便透過光束的方式來偵測目標(biāo)位置與移動量。

　　歐司朗光電半導(dǎo)體副總裁、紅外業(yè)務(wù)總經(jīng)理BodoIschebeck此前也表示，盡管現(xiàn)階段各家VR業(yè)者的感測技術(shù)原理均不盡相同，但光學(xué)傳感器/元件是不可或缺的關(guān)鍵零組件，占VR系統(tǒng)成本比重也相對偏高。因此未來VR廠商還會針對其系統(tǒng)不斷的優(yōu)化，包括整合更多的功能以及更進一步降低成本。目前，歐司朗正積極布局VR與AR。

　　目前各3C產(chǎn)品應(yīng)用到的3D測距技術(shù)(三維手勢識別)，主要以三角測距(Triangulation)、結(jié)構(gòu)光源(Structure Light)和時差測距(Time of Flight;ToF)等三種技術(shù)為主流，其中ToF技術(shù)的導(dǎo)入有越來越明朗化的趨勢，成為新一代AR/VR產(chǎn)品、無人機，甚至車輛自動感知主流測距技術(shù)。

　　結(jié)構(gòu)光源(Structure Light)

　　ToF是SoftKinetic公司所采用的技術(shù)，該公司為Intel提供帶手勢識別功能的三維攝像頭。同時，這一硬件技術(shù)也是微軟新一代Kinect所使用的。

　　時差測距(Time of Flight;ToF)

　　這種技術(shù)的基本原理是加載一個發(fā)光元件，發(fā)光元件發(fā)出的光子在碰到物體表面后會反射回來。使用一個特別的CMOS傳感器來捕捉這些由發(fā)光元件發(fā)出、又從物體表面反射回來的光子，就能得到光子的飛行時間。根據(jù)光子飛行時間進而可以推算出光子飛行的距離，也就得到了物體的深度信息。就計算上而言，ToF是三維手勢識別中最簡單的，不需要任何計算機視覺方面的計算。

　　非接觸式3D測距技術(shù)優(yōu)缺點比較：

　　注：時差測距量測距離范圍廣，指極近及較遠(yuǎn)距離皆可偵測到。

　　資料來源：各廠商，DIGITIMES整理，2016/9

　　對于復(fù)雜的3D場景，3D的手勢交互是不可缺少的，而且更加真實和沉浸式的3D場景體驗，才是VR內(nèi)容的未來。而在重度VR體驗內(nèi)容中，空間的深度信息更為復(fù)雜，應(yīng)用場景的變化也更加多樣化，只有3D的手勢識別能夠較好的滿足精度、延遲和沉浸的要求。