КАЛИНИНА А.И., Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Московский институт электроники и математики им. А. Н. Тихонова, Москва, Россия, aikalinina@edu.hse.ru

 БАРЫШЕВА Е.А., Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Московский институт электроники и математики им. А. Н. Тихонова, Москва, Россия, eabarysheva_1@edu.hse.ru

 РАСХОДЧИКОВ М.Ю., Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Московский институт электроники и математики им. А. Н. Тихонова, Москва, Россия, myuraskhodchikov@edu.hse.ru

Актуальность и перспективы
развития индустрии смешанной реальности

Статья посвящена краткосрочному прогнозированию будущих трендов развития смешанной реальности (MR) до 2024 года. Исследование базировалось на сегментации рынка MR по географическому, отраслевому, организационному, продуктовому и потребительскому признакам, а также на отчетах информационно-аналитических агентств. В работе дано обоснование актуальности развития смешанной реальности и ее сетевой среды как одного из перспективных направлений

Введение

Иммерсивные технологии становятся год от года более востребованными и находят применение в самых разных отраслях – от игр и развлечений до проектирования и производства. Эффект погружения и взаимодействия с виртуальными объектами достигается с помощью средств виртуальной, дополненной и смешанной реальности. Однако если VR- и AR-технологии существуют и активно применяются с 2012 года, то MR-индустрия начала развитие относительно недавно и представляет собой перспективную область, которая обладает высоким инновационным и инвестиционным потенциалом.

В настоящее время на рынке MR лидирующим регионом является Северная Америка, а ведущими отраслями – игры и развлечения, медицина, розничная и онлайн-торговля, образование.

В 2018 году в число ключевых игроков MR-рынка вошли:

• Microsoft Corporation;
• Samsung Electronics Co. Ltd.;
• Facebook;
• Seiko Epson Corporation;
• Magic Leap Inc.;
• Meta Company;
• и другие.

В России основными компаниями, предлагающими разработки в сфере MR:

• Nettle;
• HoloGroup;
• «Неолант».

Аппаратный сегмент мирового рынка смешанной реальности значительно превышает программный. На сегодняшний день появляется все больше MR-решений для целей автоматизации процессов работы предприятий разных отраслей, среди них – авиакосмическая промышленность и автомобилестроение, строительство, медицина и образование.

Текущее состояние области смешанной реальности характеризуется отсутствием массовости, высокой стоимостью оборудования и ориентиром на B2B-сектор [1].

Несмотря на вышеупомянутые проблемы, эксперты информационно-аналитических агентств (среди них Transparency Market Research, TechNavio, SuperData, ABIresearch, Grand View Research и многие другие) считают, что MR-индустрию ожидают быстрые темпы роста инновационной и инвестиционной активности. Данная отрасль может занять лидирующую позицию среди других вышеупомянутых технологий (виртуальная и дополненная реальность).

Чтобы найти подтверждения этой гипотезы, был проведен прогноз развития области MR, который позволил выявить будущие тренды и возможные решения, обладающие высоким потенциалом, а также обосновать актуальность и преимущества смешанной реальности по сравнению с VR и AR.

Прогноз развития индустрии смешанной реальности

Прогноз перспектив и трендов развития MR-индустрии базировался на сегментации рынка по следующим признакам:

• географическому (ключевые регионы);
• отраслевому (перспективные отрасли использования);
• организационному (возможные ключевые игроки);
• продуктовому (потенциальные аппаратные и программные решения);
• потребительскому (портрет пользователя MR-решений).

География рынка MR

Согласно прогнозу агентства Transparency Market Research, ожидается, что в 2024 году показатель среднегодового темпа роста (индекс CAGR) мирового рынка смешанной реальности увеличится до 39,1%, а его объем составит 1,2 млрд долларов США [2]. По данным других исследований, размер рынка смешанной реальности будет соответствовать 5,362 млрд долларов, а индекс CAGR достигнет 71,6% [3].

Северная Америка (преимущественно США и Канада), по мнению экспертов, сможет сохранить свою лидирующую позицию среди регионов за счет разработки и производства аппаратных и программных решений, в частности в индустрии развлечений и графических технологий. Индекс CAGR данного региона достигнет 41,9% к концу 2024 года [2]. Доля рынка у США сохранится в размере 70%, в то время как у Канады объем рынка вырастет с 19 до 20,5% [4]. Большинство экспертов склонно считать, что в краткосрочной перспективе (3-5 лет) текущее соотношение по регионам сохранится:

1. Северная Америка
2. Европа
3. Азия
4. Остальные регионы [3].

Такое соотношение объясняется не только объемами производства и продажи продуктов MR, но и концентрацией ключевых игроков рынка смешанной реальности в вышеуказанных регионах.

Однако потенциал роста Азии высок благодаря развитию мобильных и сетевых технологий, Интернета вещей, а также постоянно расширяющемуся рынку сбыта и повышению инвестиционной активности, что связано с тенденцией к наступлению четвертой промышленной революции. Поэтому существует вероятность, что такие страны, как Китай, Южная Корея и Япония, смогут обогнать США и Канаду.

Отрасли рынка MR

Эксперты информационно-аналитических агентств (Transparency Market Research, TechNavio, Statista) едины во мнении относительно отраслевого распределения на рынке MR. К 2024 году автомобильная и авиакосмическая промышленность (27,1%) будут догонять индустрию игр и развлечений (около 35%). Вслед за ними ключевыми отраслями остаются медицина (15%), розничная и онлайн-торговля (5%), а также образование (7-10%) [5]. В настоящее время существуют кейсы и для других отраслей (архитектура, дизайн интерьеров, инжиниринг, маркетинг, культура и туризм, СМИ и т.п.). Успешные примеры внедрения и использования MR-технологий будут способствовать их дальнейшему распространению и популяризации в других областях.

К сожалению, в официальных отчетах и прогнозах практически отсутствуют данные о ВПК, однако уже сейчас можно наблюдать отдельные сообщения в СМИ об успешных проектах, внедренных или имеющих потенциал для использования в военном деле. Компания Microsoft в феврале 2019 года выпустила MR-шлем Microsoft Hololens 2 и подписала контракт на его поставку в армию США [6]. В России есть ряд компаний, занимающихся разработкой и применением MR-решений, среди них HoloGroup и «Неолант», которые имеют ресурсы и возможности для разработки продуктов смешанной реальности для ВПК [7].

Образование также является одним из ключевых направлений для внедрения MR-технологий, в том числе в России. Симуляторы, виртуальные тренажеры и лаборатории становятся все более востребованы. Прогнозы TechNavio относительно развития данной сферы оптимистичны: показатель среднегодового темпа роста увеличится до 90% уже к 2021 году [8]. Рост спроса на MR-решения в образовании обуславливается их возможностями взаимодействия с 3D-объектами и имитации пользовательской среды, что позволяет безопаснее и эффективнее учиться.

Игроки рынка MR

Согласно прогнозам, в случае если лидерство Северной Америки сохранится, то соотношение компаний по регионам будет выглядеть, по мнению экспертов, следующим образом:

• Северная Америка (43%),
• Европа (29%),
• Азия (14%),
• другие страны (14%).

Распределение компаний по их типу в соответствии с уровнем дохода:

• более 1 млрд долларов США (25%),
• от 500 млн до 1 млрд долларов (35%),
• до 500 млн долларов (40%) [3].

В настоящее время стоимость MR-решений различается в зависимости от отраслей и потребностей пользователей. Продукты смешанной реальности не являются массовыми, а потому риски реализации проектов высоки. Кроме того, компании ориентированы на сектор B2B. Следовательно, можно предположить, что в ближайшие 3-5 лет лидирующие позиции будут у тех организаций (1-го и 2-го типа), которые обладают достаточными ресурсами для поддержки дорогостоящих и комплексных решений для корпоративных клиентов.

К крупным игрокам можно отнести следующих дистрибьюторов и производителей аппаратно-программного обеспечения MR:

• Atheer, Inc. (США),
• Canon, Inc. (Япония),
• DAQRI LLC (США),
• Eon Reality, Inc. (США),
• Layar B.V. (Нидерланды),
• Magic Leap, Inc. (США),
• Meta Company (США),
• Microsoft Corporation (США),
• Seiko Epson Corporation (Япония),
• Sulon Technologies (Канада)
• и других [9].

Среди вышеупомянутых компаний Microsoft Corporation и Magic Leap смогут сохранить свои лидирующие позиции в производстве и поставке MR-устройств и программных средств [4].

Продукты MR-индустрии

Перспективы развития аппаратно-программного обеспечения смешанной реальности определяются следующими факторами:

• поиск отраслевых решений,
• развитие MR-технологий для задач проектирования и производства,
• разработка сетевых решений, поиск решений проблем пользователей при внедрении и использовании MR-технологий (см. далее – «проблемы пользователей MR-решений»).

Отраслевые решения. Сегодня в разных отраслях применяется широкий спектр аппаратно-программных решений смешанной реальности, число которых будет только расти. Доли рынка MR-продуктов для индустрии игр и развлечений, автомобильной и авиакосмической промышленностей будут находиться примерно в одном диапазоне и достигнут отметки в 30,5% к 2024 году. Функции MR-устройств позволяют значительно улучшить глубину погружения и взаимосвязь пользовательской и виртуальной среды, что является существенным для игрового процесса.

Повышению эффективности проектирования и автоматизации производства технически сложных товаров, таких как автомобили и летательные аппараты, могут способствовать инструменты 3D-моделирования в устройствах смешанной реальности. Индекс CAGR для отрасли медицины вырастет на 40% к 2024 году, что обусловлено возможностями MR не только для улучшения качества здравоохранения, в частности хирургии, но и медицинского образования [4].

Задачи проектирования и производства. MR-устройства отлично подходят тем, кто выполняет ручной труд, где такие устройства, как смартфон или планшет, неудобны, например, на заводе. Интерфейс смешанной реальности способствует эффективной реализации каждого этапа процессов проектирования и производства на предприятиях, где работники выполняют целый спектр задач, в их числе:

• техническое обслуживание и функционирование (диагностика, инструкции и удаленная поддержка работников завода);
• производство (автоматизация и мониторинг работы оборудования, отладка, обучение рабочих в режиме симуляции);
• дизайн и конструирование (виртуальные прототипы, симуляция их работы, тестирование, удаленное взаимодействие и работа всей команды);
• отчетность и аналитика (сбор и анализ данных со всех привязанных к системе устройств, автоматическое заполнение и быстрое обращение к цифровой документации, предсказание и поиск решений по оптимизации на основании отчетов);
• контроль качества (сенсорное управление, оценка полученных продуктов на предмет соответствия стандартам, контроль процесса производства);
• дистрибуция (выпуск продукции и его распределение с помощью удаленного управления соответствующим оборудованием) [10].

MR-шлемы подходят для решения вышеперечисленных задач благодаря своим техническим возможностям сбора, обработки и облачного хранения данных, инструментов визуализации и 3D- моделирования, удаленного управления и общения (видеоконференции).

Поиск сетевых решений. В основу смешанной реальности заложены 4 базовых технологии: трекинг и регистрация, беспроводная связь, отображение, взаимодействие [11]. Технологии трекинга и отображения для MR были заимствованы у VR и AR и в настоящий момент продолжают совершенствоваться. В настоящее время компании – участники рынка MR пребывают в поисках методов улучшений угла обзора и разрешения дисплеев в шлемах и очках смешанной реальности. Вопрос взаимодействия пользователя с виртуальной средой в MR реализуется на порядок выше, чем в виртуальной и дополненной реальности, поскольку всмешанной реальности у пользователя есть инструменты для управления, редактирования и изменения виртуальных объектов, которые учитывают физику пользовательской среды (освещение, тени и т.д.). Существует проблема грамотного проектирования пользовательского интерфейса, при котором управление MR-шлемом будет простым и удобным (без заучивания специальных жестов и использования дополнительных устройств – контроллеров для реализации функции управления). Разработчики современных MR-устройств видят решение во встраивании искусственного интеллекта и новых датчиков, позволяющих значительно улучшать семантическое понимание [13]. Несмотря на трудности, сочетание этих технологий и высокий уровень их реализации (по сравнению с VR и AR) позволяет применять MR-решения в разных отраслях и для разных задач.

Остается вопрос беспроводной связи: с какой целью и как она должна реализовываться. Cетевая среда смешанной реальности – это многопользовательская гибридная реальность, в которой одновременно несколько пользователей способны взаимодействовать не только друг с другом, но и с виртуальными объектами в режиме реального времени. Такая среда позволит обеспечить доступ к расширенному функционалу MR-технологий: видеоконференции, 3D-визуализация и трансляция данных в сеть, расшаривание контента для удаленного просмотра и редактирования, доступ к облачным сервисам и их мгновенная актуализация для работы онлайн и т.д.

Выбор сетевой среды может определяться такими критериями, как условия установки среды передачи данных, объем данных и скорость их передачи, стоимость оборудования, его установки и обслуживания. Очевидно, что в случае реализации решений смешанной реальности необходима беспроводная среда передачи данных. Такой выбор обусловлен следующими факторами:

• отсутствие проводов и кабелей в помещении пользователя в целях безопасности и эргономичности,
• современные беспроводные сети являются высокоскоростными и способны обеспечить удаленную работу пользователя с большими объемами данных (в том числе видеоконтент),
• современные MR-шлемы снабжены сетевыми интерфейсами для беспроводной передачи данных.

Вопрос построения эффективной сетевой среды смешанной реальности напрямую связан с деятельностью организаций и ассоциаций, ответственных за разработку соответствующих нормативных документов и стандартов, описывающие доступные сетевые технологии и интерфейсы для MR. В марте 2019 года Ассоциация IEEE начала работу по разработке проектов целой серии стандартов P2048, которые ориентированы на описание рекомендаций и требований к формам и методам иммерсивности, безопасности, работы с различного рода контентом (аудио-, видео-, виртуальные объекты) с помощью пользовательского интерфейса виртуальной, дополненной и смешанной реальности [12].

Безусловно, потенциал сетевой среды смешанной реальности высок, так как дает возможность пользователям общаться и совместно работать над проектом, управляя на расстоянии большим потоком данных, в том числе объемным UHD видео, в режиме реального времени.

С развитием Интернета вещей и анализа больших данных возрастает потребность в сетях связи пятого поколения 5G, которые должны служить основой цифровой экономики. Данный тип усовершенствованной мобильной связи способен значительно повысить скорость передачи данных (пиковая скорость около 20 Гбит/с), улучшить возможности управления и автоматизации, а также подходит для работы с облачным хранилищем, даже если прикладные программы работают из облака [13]. Широкий функционал сетей 5G представляет особый интерес с точки зрения возможностей построения многопользовательской сетевой среды смешанной реальности, как одно из перспективных направлений развития MR в ближайшем будущем.

Проблемы пользователей MR-решений

С точки зрения пользователей, существует ряд проблем, которые препятствуют массовому внедрению и использованию технологий смешанной реальности.

Стоимость современных устройств смешанной реальности действительно высока: в среднем от 1300 долларов США. Однако уже есть первые попытки в сторону уменьшения цены при сохранении качества и набора функциональных возможностей (например, шлем Zapbox за 30 долларов от компании Zappar Ltd.) [1]. Несмотря на это, корпоративные решения являются по-прежнему дорогими – одна из самых последних передовых разработок MS HoloLens 2 оценивается компанией Microsoft в 3500 долларов [14].

Проблема мобильности и эргономичности устройств решается в настоящий момент, компании изыскивают способы снижения веса и размеров устройств, улучшения их посадки на голове (с учетом индивидуальных анатомических особенностей). Благодаря отсутствию кабелей в процессе работы и наличию собственной вычислительной системы в MR-шлеме (standalone), а также возможности работать с помощью облачных технологий позволяют считать данное устройство эффективным решением по сравнению со шлемами и очками VR и AR. Это преимущество дает шанс технологиям смешанной реальности в течение последующих 5 лет обогнать виртуальную и дополненную реальность и стать наиболее привлекательной отраслью с точки зрения инноваций и инвестиций.

Доверие пользователя MR-технологий напрямую зависит от эффективности, надежности, безопасности и стоимости производства аппаратно-программного обеспечения смешанной реальности, которые должны быть строго регламентированы стандартами. Однако за рубежом нормативные документы еще пока находятся на стадии разработки и лишь малая их часть утверждена, а в России стандартизация технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальности в соответствии с программой «Цифровая экономика» находится только в планах Росстандарта, что отмечается в пояснительной записке к Программе национальной стандартизации в 2019 году [15].

В краткосрочной перспективе ориентация на B2B сектор будет сохраняться до тех пор, пока не будут решены вопросы стоимости, мобильности и эргономичности устройств смешанной реальности.

Заключение

MR-технологии позволяют взглянуть по-новому на методы отображения виртуальных объектов и взаимодействия с ними. Расширение функциональных возможностей беспроводной мобильной связи наряду с работой MR-шлемов в качестве автономных устройств, способных эффективно использовать облачные приложения, дает возможность создать полноценную многопользовательскую сетевую среду смешанной реальности.

Все эти тенденции в совокупности будут способствовать росту инновационного потенциала и инвестиционной привлекательности MR. У индустрии смешанной реальности есть шанс обогнать виртуальную и дополненную реальность и стать передовой областью к 2024 году.

1. Калинина А. И., Барышева Е. А., Расходчиков М. Ю. Исследование тенденций и проблем современного развития индустрии смешанной реальности / А. И. Калинина, Е. А. Барышева, М. Ю. Расходчиков// Системный администратор, 2019. – №1-2 (194-195). С. 135-139. URL: http://samag.ru/archive/article/3821 (дата обращения: 02.03.2019).
2. Mixed Reality Market – Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast 2016–2024/ Transparency Market Research, Rep Id TMRGL14210, November 2016, No. of Pages 154.
3. Chandani Poddar Mixed Reality Market by Components, Device Type, and Application – Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2018-2024/ Allied Market Research, Rep ID SE_172714, May 2018, No. of Pages 276.
4. Mixed Reality Market – Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast, 2016–2024/ Transparency Market Research, October 2016, No. of Pages 20.
5. Интернет-ресурс: https://www.statista.com/statistics/610066/worldwide-forecast-augmented-and-mixed-reality-software-assumptions (дата обращения: 27.02.2019).
6. Интернет-ресурс: https://www.forbes.ru/tehnologii/371041-gadzhety-dlya-pentagona-zachem-voennye-uhodyat-v-virtualnuyu-realnost (дата обращения: 28.02.2019).
7. Интернет-ресурс – https://vc.ru/future/32060-smeshannaya-realnost-v-rossii (дата обращения: 28.02.2019).
8. Global Mixed Reality Market in Education Sector 2017–2021/ Technavio, SKU: IRTNTR15396, October 2017, No. of Pages 76.
9. Интернет-ресурс – https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/mixed-reality-market-1906101.html (дата обращения: 28.02.2019).
10. Paul Lee, Stephen Mercer Mixed Reality: Experiences Get More Intuitive, Immersive, and Empowering/ Deloitte University Press, 2017, No. of Pages 63.
11. John Daniel Backstrom Mixed Reality, Hype or Major Innovation? / Arcada, 2016, No.of Pages 82.
12. Интернет-ресурс – https://standards.ieee.org/project/2048_1.html (дата обращения: 01.03.2019).
13. Интернет-ресурс – https://bit.ly/2VtZQlG (дата обращения: 01.03.2019)
14. Интернет-ресурс – https://bit.ly/2XukaW1 (дата обращения: 01.03.2019)
15. Интернет-ресурс – https://bit.ly/2GhA3YY (дата обращения 02.03.2019).

Ключевые слова: смешанная реальность, виртуальная реальность, дополненная реальность, VR, AR, MR, Microsoft HoloLens 2, сетевая среда смешанной реальности, 5G.

Actuality and Prospects of Mixed Reality Industry

Anna I. Kalinina, National Research University Higher School of Economics, Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics, Moscow, Russia, aikalinina@edu.hse.ru

Elena A. Barysheva, National Research University Higher School of Economics, Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics, Moscow, Russia, eabarysheva_1@edu.hse.ru

Mikhail Yu. Raskhodchikov, National Research University Higher School of Economics, Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics, Moscow, Russia, myuraskhodchikov@edu.hse.ru

Abstract: The article represents the results of short-term forecasting of future trends in the development of the mixed reality industry up to 2024. The research is based on geographical, industrial, organizational, product and consumer characteristics in accordance with the reports of research and information agencies. It is formed the rationale for the development of the MR and its network environment as one of the most promising area.

Keywords: mixed reality, virtual reality, augmented reality, VR, AR, MR, Microsoft HoloLens 2, network mixed reality environment, 5G.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи