如今正值 5G、AI、IoT 物聯網以及虛擬/擴增/混合實境（AR/VR/MR）相互激盪與交流的時代，企業也開始見證基於這些平台之各類型應用的大量湧現，其中，空間運算（Spatial Computing）技術已然成為焦點，並且在虛擬與實體世界之間搭起橋梁，重新定義了人們學習與工作的方式，也顛覆企業協作、創造、解決問題以及接觸數位資訊的模式。
編譯／酷魯
空間運算的起源來自於航空航太工程以及電子遊戲與娛樂的早期創新，如今空間運算已廣泛應用於商業和消費市場，並擁有多樣的硬體與軟體選擇。高通法國（Qualcomm France）產品行銷資深總監 Jerome Jacqmin 表示，事實上空間運算旅程打從幾十年甚至上百年前，人們利用 2D 影像作為彼此溝通工具時就已開始。隨著空間運算相關技術、平台及應用的日漸豐富與成熟，人們週遭世界基本上成為可與之互動的桌面。
隨著組織越來越多地將空間運算納入其技術藍圖，如何協助員工順利從以實體為主的工作環境，過渡到虛擬或混合環境，正成為許多組織的戰略要務。
拜過去三到四年間空間運算技術領先公司的努力不懈，下一代技術正在融合 AR/VR/MR 等沉浸式技術，逐漸形成一個空間運算生態系統，進而打造出一個嶄新的沉浸式工作環境。
組成元素、要件與技術
空間運算正在改變我們和環境之間進行感知和互動的方式，實現數位資訊在數位與實體世界中的即時整合。空間運算涵蓋多項技術，包括 AR （將數位資訊疊加於真實影像之上）、VR （讓使用者沉浸於 3D 模擬環境中）以及 MR （實現實體與虛擬物件之間的互動）等沉浸式技術。這些新興技術在電腦視覺、AI、深度學習、尖端電腦繪圖、高資料傳輸速率、超低延遲的 5G 網路與雲端運算的交匯點上發揮著巨大作用。
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結合上述電腦視覺、AI 以及 5G、雲端等技術，再透過 AR、MR 和 VR 裝置，便可創造對週遭世界的全新智慧化感知。這也意味著需要解決裝置、顯示技術、運算效能、網路效能、感知技術、內容、情境 AI （contextual A）、電池與充電技術以及整體連接性等問題。
除了上述技術及裝置外，開發重要而有意義的應用程式，更是提升空間運算互動體驗的關鍵。對此，Jacqmin 表示，AI 以及裝置端運算和雲端運算之間的互動便能實現這一點。尤其是 5G，其高資料傳輸速率、超低延遲和即時服務確保了裝置與雲端之間最佳的使用者體驗。
空間運算平台
高通認為，打造有效的沉浸式裝置，需解決多項感知技術問題。從使用者理解的角度來看，這包括手部控制器、眼球甚至面部表情的追蹤技術，以及支援頭部運動的六自由度（6DoF）。這些技術建立了一種支援空間對應（spatial mapping）、場景感知及物體/影像識別的環境理解能力。
此外，該技術還需要支援 3D 位置偵測、局部錨點（local anchor）以及影像殘留 (image persistence) 等功能。運行這些功能需要包括頭戴式分割渲染與低延遲影像透視等優化處理。
2023年10月，高通宣布了與 Meta 技術合作，並最終應用在 Meta 裝置上的兩款全新空間運算平台：Snapdragon XR2 Gen 2 和 Snapdragon AR1 Gen 1。前者內建 GPU 與 AI 技術，能將實體與虛擬世界無縫融合，目前已內建在 Meta Quest 3 頭戴裝置上。
後者是首款專為智慧眼鏡設計的處理器，具備高品質攝影功能、裝置端 AI 以及超高速連接效能，並搭載在 Ray-Ban Meta 智慧眼鏡之中。
除了 Meta 之外，高通並與其他歐洲科技公司合作，支援空間運算在多種使用場景中的應用，特別是在遊戲、教育、工程和工業 4.0 領域。
採用現況
各行各業的領先組織正利用空間運算實現沉浸式學習、資料可視化、遠端協作、產品設計、測試、安全性提升、生產力增強和成本降低等層面效益。整體而言，其中最具關鍵的包括加速設計與原型開發進程、強化跨地域協作、提升生產力，助力體驗式培訓與技能發展，以及有助改進決策的全新可視化分析能力，並且能提升危險環境中的安全性與可行性。
醫療產業是空間運算應用的早期熱衷採用者之一，涵蓋手術規劃與模擬、醫療諮詢、物理治療、疼痛管理、醫學影像和患者教育等多個領域。再者，利用空間運算實現智慧工廠和工業元宇宙（Industrial Metaverse）的轉型，正在改變製造業。至於建築業，建築師和工程師目前會透過 VR 實現建築物、產品和原型的可視化以及虛擬空間漫遊，以迅速識別出設計缺陷並進行迭代。
不可諱言的，高通空間運算平台一直是當前廠商開發相關產品與應用的最愛。法國 Lynx Mixed Reality 便在與高通合作開發 Lynx-R1 頭戴裝置的發表會上進行航空引擎 3D 電腦輔助設計模型及醫療應用等實機展示。
至於科技公司 Avantis Systems 則與高通合作開發適用教育領域的 ClassVR 產品。搭載高通空間運算平台的還有專注於工業元宇宙（Industrial Metaverse）的德國 Holo-Light，其 XR Streaming 平台旨在改變企業設計和開發產品的方式；以及致力於透過 MR 解決企業混合工作挑戰的 Arthur Technologies。
展望
展望空間運算，許多專家認為其將推動工業元宇宙的發展，進而引發商業轉型。除此之外，物聯網資料將推動空間運算革命，兩者結合勢將徹底改變今後工作模式，全面提升準確性、效率和安全性。
根據 2023 年的資料，若干專家估計空間運算市場規模在 1,000 億到 1,200 億美元之間，未來 10 年的年增長率約為 20%。未來在技術更領先、價格更親民的 AR、VR 和 MR 的帶動下，使得越來越多的組織將空間運算納入其技術藍圖，並視為數位轉型下一階段的核心要素。
(本文授權非營利轉載，請註明出處：CIO Taiwan)
