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2018年商用智能交互显示设备产业链分析

发布时间:2019-06-13
1、商用智能交互显示设备产业链

商用智能交互显示设备制造行业,其产业链主要包括上游 CPU、芯片等半导体、PCB、液晶面板、触摸屏、线材、塑胶及金属结构件、其 它电子器件和机构零部件等原材料提供厂商,中游智能交互显示器、智能交互一 体机等整机制造厂商,下游品牌商、软件及系统集成厂商和其他终端整机厂商等 终端设备提供商。商用智能交互显示设备产业链如下:
2、商用智能交互显示设备制造行业简介

商用智能交互显示设备制造行业整体起源于 20 世纪60 年代;依托于智能交 互技术、显示技术、半导体技术、材料技术、物联网等应用技术的发展与成熟, 全球各国商业消费能力的普遍提高以及相关基础设施的建设升级,本行业在过去 若干年内得到了较好发展,目前已深度融合于商业消费、工业生产等多个领域, 形成了一个需求潜力巨大、技术集成度不断提高、产品解决方案日趋完善的商用 智能交互显示设备市场。
商用智能交互显示设备作为广泛应用于商业领域的人机交互终端,其产品特 点和内涵主要体现在“商用”、“智能交互”和“显示”等方面。
(1)商用领域和个人消费领域
商用智能交互显示设备制造属于电子产品制造业。按照用途的不同,电子产 品可分为商用和个人消费用两大类,且通常以个人消费类产品为主,以商用类产 品为辅。作为电子产品细分领域的智能交互显示设备同样符合上述特点。
相较而言,个人消费类产品主要供大众在日常工作生活中使用,用户覆盖量 可达数亿乃至数十亿,因此产品标准化程度高,生产制造特点表现为大规模量产。 同时,为适应大众消费潮流,个人消费类产品通常具有较快的更新换代速度和较 短的产品生命周期;商用类产品主要供商业、工业等领域的终端客户使用,为满 足该等客户个性化的产品需求,商用类产品在功能、规格、外型等方面需要相应作定制化的开发设计,因此产品标准化程度较低,生产制造特点表现为少量而多 样。此外,商用类产品主要在公共场所使用,为应对复杂多变的环境,产品一般 要求具备稳定的性能、过硬的质量和较长的生命周期。
常见的个人消费类智能设备包括智能手机、平板电脑、智能穿戴设备等;商 用类智能设备由于不同领域商用客户的个性化需求,包括丰富的产品品类和形 态,例如本公司产品包括智能交互显示器、智能交互一体机、嵌入式电脑、智能 自助终端等,可应用于零售、金融、工业自动化、医疗等不同领域。
未来,随着各产业进一步向数字化、智能化升级转型的需要,商用智能交互 显示设备预计将有更大的市场需求,行业规模增长潜力巨大。同时,受益于人工 智能、物联网、材料技术等的不断进步,商用设备的智能化程度日益提升,能够 在原有功能的基础上搭载更强大的人脸识别、数据采集和分析等功能,从而为客 户提供更多的附加服务。
(2)智能化人机交互
智能交互,顾名思义即智能化的人机交互方式,搭载智能交互功能的设备通 常具备一定的计算处理能力;所谓人机交互是指人与计算机之间的信息交换过 程,包括输入、执行和输出等环节。自1982 年ACM(美国计算机协会)成立人 机交互专门兴趣小组SIGGHI 以来,人机交互方式历经多次重要变革,完成了从 功能化到智能化的转变:首先经历了以键盘、鼠标为标志的初期阶段;随着触觉 交互技术的成熟,人机交互方式开始进入智能化时代,并极大地推动了智能手机、 平板电脑等智能交互产品的兴起与发展;近年来随着人工智能、计算机视觉等学 科的快速发展,语音、视觉、体感、VR 等交互技术的持续进步,人机交互方式 正不断融合创新,朝向更加智能化和人性化的方向发展。
语音交互是直接通过人类自然语言给机器传达指令的智能化人机交互方式, 主要涉及语言识别、自然语言理解、处理命令、自然语言生成、语音合成等技术 的综合运用。目前,语音交互技术初步实现了从规则指令到自然语言指令的进步, 但真正能用自然语言与人类实现无条件自由交谈并采取相应行动的语音系统尚 未诞生。当前语音交互技术应用较为成熟的场景主要为智能语音助手、智能音箱、 智能家居、车载语音控制等消费型电子产品。
视觉交互是主要通过摄像头获取目标图像,提取并分析目标的视觉特征从而对目标进行识别和跟踪的智能化人机交互方式。视觉交互技术融合了计算机视 觉、计算机图形学、机器学习等多个学科的知识,研究内容涵盖图像识别、手势 识别、活动识别、环境理解、场景建模等课题;目前主要应用于人脸识别、手写 签名识别、车辆识别、图像搜索等领域,尚处于初期发展阶段。
体感交互是主要利用眼球转动、声音、躯体动作等方式和周围的环境以及装 置进行互动,由机器解析并识别用户的动作并作相应反馈的智能化人机交互方 式。体感交互通常需要面部表情识别、运动追踪、手势识别等一系列技术支撑, 目前主要应用于游戏娱乐、运动健身、体验式教学、虚拟展示等领域,但普及率 仍然较低。
VR 交互是一种有效模拟人在自然环境中视觉、听觉、触觉等行为的智能化 人机交互方式,通过模拟的方式为参与者创造一个虚拟的、实时反映实体对象变 化与环境相互作用的三维图像世界,让参与者仿佛置身于现实世界中,产生沉浸 感、交互性和构想性。VR 交互是一种崭新的人机交互手段,目前在游戏、教育 方面的应用较为广泛。
相比语音、视觉、体感、VR 等交互方式,触觉交互方式的发展历史较长, 目前发展水平已较为成熟。触觉交互技术包括多种主流技术,能够适用于各种使 用环境;搭载触觉交互技术的智能化设备已实现工业化量产,在个人消费类和商 用领域的均得到十分广泛的应用。
触觉交互技术起源于 20 世纪60 年代:1965 年由英国人E.A. Johnson 发明 了电容式触控面板;70 年代初由美国肯塔基大学Samuel Hurst 发明了电阻式触 控面板“AccuTouch”,该产品被美国《工业研究》杂志评选为当年100 项最重要 的新技术产品之一;触觉交互技术在发展初期主要被美国用于军事用途,直到 1982 年由Samuel Hurst 成立的公司在一次科技展会上展出33 台装有触控面板的 电视机后,该项技术逐步转向民用。近年来,随着计算机、通信、互联网等技术 的快速发展,触控交互技术在智能手机、平板电脑等产品上获得了广泛应用,且 在各大产业智能化转型升级的带动下,不断深化其在商业、工业等领域的应用。
基于触控交互的产品解决方案通过对触控模块、显示模块加以设计与整合, 实现了人机互相传达指令和信息所必需要求的高灵敏度和高精确度,且在操作上 具有极大的便利性;同时,触觉交互方式发展历史较长,技术成熟度高,相关基础材料的产业链发展相对完善,尤为适合工业化推广。基于上述优势,触觉交互 方式是目前商用领域应用最为普及的智能交互方式,且随着显示技术、人工智能、 大数据、物联网、新材料等相关技术和产业的快速发展,商用智能交互显示设备 正不断整合更完备、更前沿的智能交互技术。
商用智能交互显示领域目前应用的主流触觉交互技术包括电容式(包括投射 式电容和表面电容)、电阻式、红外式和表面声波式。不同的触控技术在交互原 理和传输介质上有所差异:电容式技术系通过计算手指与屏幕之间形成耦合电容 所产生的电流实现触点定位;电阻式技术系利用手指按压引起的屏幕电阻变化实 现触点定位;表面声波式技术系利用手指对屏幕声波发射方向的干预实现触点定 位;红外式技术为利用手指对屏幕红外光指向的阻挡实现触点定位。几种主流应 用技术的比较情况如下:
2018年商用智能交互显示设备产业链分析
2018年商用智能交互显示设备产业链分析
(3)显示技术的应用
显示功能是商用智能交互显示设备的最基础的功能之一。画面清晰度、色彩、 色温、色域、亮度、对比度等显示效果和图像处理技术水平是决定设备品质高低 的重要因素,因此如何将显示技术更好地整合应用于产品并进行辅助性技术的研 发是本行业的重要课题。显示技术的发展经历了多个阶段:1897 年由德国物理 学家布劳恩发明CRT(阴极射线管)技术,该技术随着电视机的出现被广泛应 用于各行各业,但目前已淡出显示技术的舞台;20 世纪70 年代,显示技术的发 展开始进入现代平板显示技术阶段。平板显示具有厚度薄、重量轻、尺寸大、功 耗低、辐射小等优点,为商用智能交互显示设备的发展和普及创造了良好条件。 平板显示技术包括液晶显示(LCD)、发光二极管显示(LED)、有机发光二极管 显示(OLED)、等离子显示(PDP)、场致发射显示(FED)等,目前LCD、OLED 是当前和未来发展的两大主流平板显示技术。
LCD 技术的基本原理是在两块导电玻璃面板之间充满液晶材料,液晶分子 在外加电压作用下发生扭转,使得背光源的光线透过液晶材料,再经过三色滤色 片进行成像。上世纪90 年代起,LCD 产业开始了突飞猛进的发展,进入21 世 纪后,大尺寸LCD 技术迅速普及,通过与互联网技术的结合带动了电子信息产 业的快速发展,成为电子信息领域的“核心支柱产业”之一。目前LCD 产业已进入成熟阶段,成本较为经济,技术类型多样,以薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD) 的应用最为广泛。此外,LCD 正通过量子点背光技术、蓝相液晶技术、纯色硬 屏技术、柔性显示等技术创新来不断优化其色域、亮度、功耗、使用寿命等综合 性能,保持其在显示领域的主流地位。
OLED 是将有机发光材料在电流驱动下实现发光显示的技术,OLED 面板的 基本结构是在铟锡氧化物(ITO)玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作 为发光层,发光层上方有一层低功函数的金属电极,形成如三明治的结构。整个 结构层中还包括了:空穴传输层、发光层与电子传输层。当有电流通过时,正极 空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依有机发光材料不同产生RGB 三原色,构成基本色彩。按驱动方式的不同,OLED 分为应用于小尺寸的无源矩 阵PMOLED 和应用于中大尺寸的有源矩阵AMOLED。随着OLED 技术的逐步 成熟,柔性OLED、大尺寸OLED 等新一代显示技术已逐步出现。

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