2015年熱門前瞻技術：五感體驗篇

當前資通訊產業發展正朝「五感體驗新世代」邁進，即結合視覺、嗅覺、聽覺、觸覺及虛實合一等感知，讓使用者在操作電子消費性產品時，能擁有更全面、更接近自然世界、以及更合乎人性的感官享受。

而近年來人機介面技術的突破性進展與逐漸成熟的實務應用，對於前述一種或數種感知情境的營造，進而促成產品與人類的情感或情緒產生連結，有相當大的貢獻。例如：NICT在CEATEC 2011展出令人驚豔的超大尺寸、200吋裸視3D立體影像顯示系統；2011年10月Apple推出iPhone 4S，配備了不僅可以聲控、還能與使用者互動的Siri智慧型行動語音助理；Sony於2011年底推出PSP次世代機種PS Vita，則搭載了擴增實境功能，將虛擬遊戲畫面融合到真實世界場景中，甚至還能與真實世界的物體互動，像是虛擬戰車發射的砲彈碰到茶几桌的杯子會反彈等。

有鑑於此，資策會產業情報研究所（MIC）在「2015年：熱門前瞻技術」系列叢書中，首輯即推出「五感體驗篇」，期協助廠商瞭解3D立體影像顯示技術、電子鼻（嗅覺感測器）、語音辨識技術、觸覺回饋技術與擴充實境技術的發展現況、主要開發廠商、實際應用案例或未來深具潛力的市場應用、以及可能面對的問題與挑戰。若有廠商正在觀察或期望建構支援五感資通訊效果的產品或應用，實不能錯過本重要議題。

第一章　3D立體影像顯示技術 1
一、技術發展現況 1
二、主要開發廠商 2
三、機會與挑戰 10
第二章　電子鼻（嗅覺感測器） 13
一、技術發展現況 13
二、主要開發廠商 19
三、應用實例分析 20
四、機會與挑戰 27
第三章　語音辨識技術 29
一、技術發展現況 29
二、應用實例分析 42
三、主要開發廠商 47
四、機會與挑戰 56
第四章　觸覺回饋技術 59
一、技術發展現況 59
二、主要開發廠商 64
三、機會與挑戰 68
第五章　擴充實境技術 73
一、技術發展現況 73
二、應用實例分析 89
三、機會與挑戰 118
附錄 131

圖1-1　NICT 3D影像攝錄原理 3
圖1-2　NICT 3D影像顯示原理 4
圖1-3　NICT 3D投影機陣列與顯示螢幕 4
圖1-4　Vermeer主要硬體裝置 6
圖1-5　Vermeer 3D立體影像顯示系統原理 7
圖1-6　Vermeer 3D立體影像顯示系統互動演示圖 8
圖1-7　Hitachi 3D立體影像顯示技術原理 9
圖1-8　Hitachi 3D立體影像顯示系統實際展示圖 10
圖2-1　掌上型導電度型電子鼻功能介紹 14
圖2-2　MOSFET型感測器工作原理示意圖 15
圖2-3　頻譜型感測器 16
圖2-4　Alpha MOS全球銷售據點分布圖 21
圖2-5　Alpha MOS總和營收表, 2008~2011 23
圖3-1　語音辨識技術運作流程示意圖 30
圖3-2　語音辨識分類方式介紹 31
圖3-3　隱藏式馬可夫模型運作原理 35
圖3-4　動態時間校準運作概念 36
圖3-5　人工神經網絡運作概念 37
圖3-6　人機對話系統架構 40
圖3-7　語音情緒辨識技術 41
圖3-8　榮總語音辨識服務流程圖 43
圖3-9　各家個人電子設備廠商之語音辨識行動秘書操作介面圖 46
圖3-10　Nuance語音辨識專利技術分類 48
圖3-11　Apple語音辨識專利技術分類 50
圖3-12　Apple於2012年核准與申請公開之語音辨識與聲控應用專利 51
圖3-13　Microsoft語音辨識專利技術分類 53
圖3-14　Google語音辨識專利技術分類 55
圖3-15　Google於2012年申請之語音辨識與聲控應用專利 56
圖4-1　3M公司的觸覺回饋技術之圖示 60
圖4-2　觸覺回饋硬體裝置於夾層注入物質（氣體）的技術範例 62
圖4-3　Light-Induced Shape-Memory Polymer Display Screen技術 63
圖4-4　3M和Immersion合作研發的具觸覺回饋功能的俄羅斯輪盤 65
圖4-5　Apple Multi Touch with Multi Haptics技術申請圖式 67
圖5-1　擴增實境技術人機互動方式示意圖 74
圖5-2　擴增實境在現實和虛擬間的位置圖 76
圖5-3　擴增實境和虛擬實境的應用範例 77
圖5-4　影像辨識定位法常見「圖樣」類型實例 80
圖5-5　擴增實境影像辨識定位法3D成像步驟圖實例 81
圖5-6　頭戴式顯示器的產品圖 83
圖5-7　行動搜尋板應用概念圖 84
圖5-8　SONY PS Vita的3D擴增實境投影範例 86
圖5-9　Layar瀏覽器應用程式所呈現的柏林圍牆 92
圖5-10　Junaio瀏覽器中的2012倫敦奧林匹克導航頻道 94
圖5-11　Wikitude應用程式介面 95
圖5-12　Wikitude應用程式中資訊來源之示意圖 96
圖5-13　Google goggles辨識畫作功能示意圖 98
圖5-14　acrossair Augmented Reality Browser介面圖 99
圖5-15　Sekai Camera的標籤資訊圖 100
圖5-16　Aurasma的瀏覽器軟體介面圖 102
圖5-17　GoldRun的品牌行銷實例 104
圖5-18　ShopSavvy應用程式介面實例 105
圖5-19　SnapShop Showroom應用程式介面實例 106
圖5-20　3D AR Compass應用程式介面實例 109
圖5-21　Star walk應用程式介面實例 110
圖5-22　augmented colors應用程式介面實例 111
圖5-23　Parallel Kingdom應用程式介面實例 113
圖5-24　Zombie, Run!應用程式介面實例 114
圖5-25　觸控螢幕侷限之示意圖 121
圖5-26　Android平台上擴增實境相關應用程式的價格分布 124
圖5-27　Android平台上擴增實境相關應用程式的安裝次數分布 125

表1-1　主要立體顯示技術比較 1
表2-1　感測器優劣分析 17
表2-2　各類型感測器之主要電子鼻製造商 19
表2-3　Alpha MOS美國專利表 22
表3-1　語音辨識發展大事年表 32
表3-2　語音辨識流程所需之模型分類 33
表3-3　語音辨識方法（聲學模型）優劣比較 38
表3-4　Nuance語音辨識專利布局 48
表3-5　Apple語音辨識專利布局 49
表3-6　Microsoft語音辨識專利布局 52
表3-7　Google語音辨識專利布局 54
表3-8　語音辨識技術應用範圍 57
表4-1　各先行廠商所發展的觸覺回饋技術取徑 64
表5-1　擴增實境技術發展沿革 75
表5-2　擴增實境和虛擬實境技術比較 78
表5-3　兩種擴增實境辨識及定位技術比較 81
表5-4　整合資訊型擴增實境應用程式整理 90
表5-5　Layer對使用Layar Vision設計工具的內容製造者之收費範例 93
表5-6　展售行銷型擴增實境應用程式整理 103
表5-7　生活休閒與教育型擴增實境應用程式整理 108
表5-8　3D AR Compass三版本功能差異整理 108
表5-9　娛樂遊戲型擴增實境應用程式整理 112
表5-10　各類擴增實境應用程式獲利模式整理 115
表5-11　擴增實境未來內容設計可能走向 116
表5-12　行動載具現有規格對擴增實境技術運作的阻礙 120
表5-13　未來可能可支援擴增實境技術的硬體設備規格 128