体感应用行业分析报告.docx

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体感应用行业分析报告

2014年体感应用行业分析报告

2014年1月

目录

一、体感应用正在从游戏走向大众智能终端4

1、游戏开启体感应用的成长4

（1）首个体感游戏产品Wii4

（2）索尼PlayStationMove5

（3）微软的Kinect6

2、体感开始进入游戏之外的领域8

二、体感技术正成为创新热点9

1、体感技术的原理9

2、主要的体感技术提供商12

（1）InvenSense12

（2）PrimeSense与Omek13

（3）LeapMotion17

（4）TheeyeTribe和Tobii18

（5）Umoove20

3、体感技术是人机交互的下一个趋势21

三、产业链及国内相关公司23

1、体感技术产业链23

2、相关公司简况24

（1）苏州固锝24

（2）士兰微25

（3）中瑞思创26

（4）华天科技27

（5）歌尔声学28

（6）水晶光电29

四、主要风险30

一、体感应用正在从游戏走向大众智能终端

1、游戏开启体感应用的成长

（1）首个体感游戏产品Wii

体感应用进入我们的视野，最早要追溯到任天堂在2006年推出的家用游戏主机Wii。

Wii最与众不同的特点是它的手持体感控制器WiiRemote。

WiiRemote的外型为棒状，就如同电视遥控器一样，WiiRemote在游戏软件当中可以化为球棒、指挥棒、鼓棒、钓鱼杆、方向盘、剑、枪、手术刀、钳子等工具，使用者可以挥动、甩动、砍劈、突刺、回旋、射击等各种方式来使用。

Wii首次将体感操作列入标准配备，让平台上的所有游戏都能使用指向定位及动作感应功能。

WiiRemote使用美国InvenSense体感技术。

Wii主机上的SensorBar发出红外线，红外线光束分布于主机前方5米的活动区，Remote内嵌的CMOS感应晶片，可以在活动区里随时感应到红外线的讯号。

并将所感应到与主机的距离、Remote的姿势等讯息，通过蓝牙通讯传回Wii主机。

Wii推向市场之后，非常受欢迎，2007、2008年实现爆发式的增长，截止2013年10月，任天堂停产Wii，总共销售了1亿台。

2012年11月，任天堂推出替代产品WiiU。

（2）索尼PlayStationMove

因为体感控制游戏受到广泛的欢迎，家庭游戏巨头索尼、微软也纷纷跟进。

索尼于2010年9月推出PlayStationMove，让PS3主机具备动态感应功能。

它利用动态控制器和PlayStation的USB摄像头，来捕捉玩家的动作。

动态控制器不仅会辨识上下左右的动作，还会感应手腕的角度变化，所以无论是运动般的快速动作，还是用笔绘画般纤细的动作也能在PlayStation中重现。

一套完整的PSMove体感装臵由三个部分构成：

PSEye摄像头、棒状的Move手柄以及类似于Wii双节棍手柄的导航手柄。

主手柄（动态控制器）通过陀螺仪、加速感应器和地磁感应器，精确感应玩者的手部活动；副手柄（导航控制器），在对应游戏上与主手柄一同使用，以便体现更加细微的动作和真实的游戏体验；PSEye摄像头能探测动态控制器圆球的光线，精密掌握玩家三维空间的深度信息。

（3）微软的Kinect

2010年11月，微软向市场推出了体感设备Kinect产品。

Kinect非常受市场欢迎，2010年当年销量636万台，至2011年底累计销量1800万台。

Kinect作为微软开发的游戏主机体感周边外设。

它是一种3D体感摄影机，同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。

相比Wii和PSMove，Kinect不需要手柄，通过动作、声音实现控制和互动功能。

KinectforWindows实现体感操控在硬件上主要基于三大核心功能：

3D影像侦测：

KinectforWindows的传感器可以通过将红外激光点阵反馈到两个红外摄像头中，对用户的空间立体坐标进行3D扫描定位；通过RGB可见光摄像头捕捉可视图像，再配合声音数据对人物身份进行识别；在完成影像和声音数据采集后，数据直接通过USB线传输到PC上，由PC上的KinectforWindows数据采集库对传感器3D立体影像、彩色可视影像和立体声音频信号进行处理和融合，再将数据流传输到与KinectforWindows软件接口相连的SDK或应用程序中。

Kinect的3D影像侦测技术来自以色列PrimeSense公司，PrimeSense有自己开发的3D传感器芯片来完成这一功能。

人体骨骼追踪：

KinectforWindows的骨骼追踪系统能检测出包括躯干、四肢、手部在内的20个人体重要骨骼关节，可以同时侦测出6人，并对其中2人的动作进行追踪。

通过对关节点的追踪，就能实现全身的体感操作。

为了让电脑看懂使用者的动作，微软利用机器学习手段建立了庞大的图像资料库，形成智慧辨识能力，尽可能理解使用者的肢体动作所代表的涵义。

KinectforWindows还特别提供了近距离模式，能探测到最近40厘米范围内的物体。

音频处理：

Kinect的音频系统采用性能更强的麦克风阵列技术、先进的噪音抑制、回声消除以及用于识别当前声源的波束形成技术，让KinectforWindows在应用中能更精准辨识出用户音频，保证人体交互精度。

2、体感开始进入游戏之外的领域

随着体感技术的不断成熟，其应用开始走出游戏领域：

从游戏机扩展到进到PC、平板等设备，从游戏扩展到零售、医疗、教育等行业。

2012年，LeapMotion公司推出的LeapMotion产品让我们可以用手势来操控我们的PC和平板；而TheEyeTribe公司可以让我们用眼球的转动来操作PC和平板。

可以看到，体感控制已经开始走出游戏领域，开始往大众智能终端渗透。

体感功能完全有可能集成到PC、手机、平板等设备中，成为设备的标配，而且这已经在变成现实。

2013年12月，惠普推出了搭载“体感控制”技术的全新消费类笔记本新品——HPENVY17LeapMotionSE（简称E17t）。

E17t将LeapMotion体感控制技术集成到笔记本中，消费者不必再额外使用任何配件，就能这种新型操控方式。

2012年，微软推出KinectforWindows以及SDK软件开发工具包，KinectforWindowsSDK软件开发工具包让开发者能够通过C++、C#或VisualBasic语言编写支持手势和语音识别的程序，令其调动KinectforWindows的硬件潜力创造更多新应用。

当前KinectforWindows已经在零售、医疗保健、教育等多个行业实现人机交互，如被用于患者的物理康复治疗，设备通过检测患者的身体运动幅度判定出患者的康复水平并提出进一步的锻炼建议；在服装店采用，帮助消费者“凌空换衣”，减少了反复试穿的时间和麻烦；在幼儿园，孩子们在蹦蹦跳跳的互动中一边游戏一边学习知识。

二、体感技术正成为创新热点

1、体感技术的原理

依照体感方式与原理的不同，主要可分为三大类：

惯性感测、光学感测以及惯性及光学联合感测。

惯性感测：

主要是以惯性传感器为主，例如用重力传感器，陀螺仪以及磁传感器等来感测使用者肢体动作的物理参数，分别为加速度、角速度以及磁场，再根据这些物理参数来求得使用者在空间中的各种动作。

主要代表产品为Logitech在2007年推出空间鼠标（MXAir），使用三轴重力传感器以及两轴陀螺仪，可感测使用者在空间中的手部动作，并将此动作转化为鼠标在屏幕上垂直方向与水平方向的位移。

WiiRemote和PSMove手柄上也是通过惯性传感器来感测使用者的动作。

重力传感器通过压电效应实现对外力变化的感知。

大多数的竞速类游戏都会使用重力传感器作为对游戏最直接的操作方式，左晃晃右晃晃就可以玩的不亦乐乎。

陀螺仪可感测一轴或多轴的旋转角速度，可精准感测自由空间中的复杂移动动作，因此，陀螺仪成为追踪物体移动方位与旋转动作的必要运动传感器。

三轴陀螺仪：

同时测定6个方向的位臵，移动轨迹，加速。

磁传感器通过捕捉磁场强度及变化，检测出物体的接近、移动或旋转。

光学感测：

主要是通过光学传感器获取人体影像，再将此人体影像的肢体动作与游戏中的内容互动。

早期是以2D平面为主，如Sony的EyeToy。

2010年微软推出Kinect，Kinect同时使用激光及摄像头（RGB）来获取人体影像信息，可捕捉人体3D全身影像，具有比起EyeToy更为进步的深度信息，而且不受任何灯光环境限制。

惯性及光学联合感测：

结合了惯性感测和光学感测技术。

比如Wii，在手柄上放臵一个重力传感器，用来侦测手部三轴向的加速度；一个红外线传感器，用来感应在电视屏幕前方的红外线发射器讯号，主要可用来侦测手部在垂直及水平方向的位移；2009年推出了Wii手柄的加强版——WiiMotionPlus，主要为在原有的Wii手柄上再插入一个三轴陀螺仪，如此一来便可更精确地侦测人体手腕旋转等动作，强化了在体感方面的体验。

2、主要的体感技术提供商

（1）InvenSense

InvenSense是为智能型手机、平版电脑、游戏遥控设备、智能型电视与配戴式感测用品等的消费性电子产品，提供运动感测追踪组件的领导供货商，公司主要产品为陀螺仪、加速器、电子罗盘、压力传感器等的运动传感器。

InvenSense因为给任天堂Wii提供体感追踪技术而闻名，公司于2012年上市。

公司MPU-9150为全球首例九轴运动感测追踪（MotionTracking）组件，整合了三轴加速器、三轴陀螺仪、三轴磁力传感器，并结合InvenSense的运动感测融合演算（MotionFusion）与运行校正韧件（run-timecalibrationfirmware），可提供客户全方为的解决方案（turn-keysolution）。

其专为如智能型手机、平板电脑、配戴式传感器等须要低功耗、低成本、高性能的消费性电子产品设备设计，让制造商省去挑选、检测、在系统阶段整合各别组件时所须的费用与麻烦。

InvenSense的优势在于拥有五种主要的专有技术优势：

专利的Nasiri-Fabrication制程、先进的MEMS运动感测组件设计、为传感器讯号处理（sensorsignalprocessing）的混合讯号电路系统（mixed-signalcircuitry）、运动感测融合演算（MotionFusion）与校正韧件（calibrationfirmware）、可为所有消费性电子产品操作系统的应用开发业者提供含有驱动程序与APIs的运动感测应用（MotionApp）软件。

除了InvenSense之外，还有大量的半导体公司从事MEMS业务。

根据IHSiSuppli的统计，2012年全球MEMS芯片市场成长约5%，规模达到83亿美。

博世和ST排名前二，InvenSense排名16位。

（2）PrimeSense与Omek

PrimeSense今年再次成为热点，是因为被苹果收购。

PrimeSense是做3D传感软件和摄像系统起家的，之后转型成为一个芯片制造厂商，并成为了微软第一代Kinect的技术合作方。

目前，PrimeSense为Matterport的3D摄像机，高通的Vuforia游戏平台和Occipital的3D扫描仪提供传感器。

当前公司的产品主要是3D传感器芯片及解决方案，其中CarminePS1080芯片用于微软的Kinect，是世界上使用最广泛的3DSoC芯片；2012年公司开发出新一代3D芯片Capri，这是世界上最小的3D芯片，Capri能够探测到的深度是之前处理器的三倍，而它的尺寸仅