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苹果引领AR行业深度分析报告

2017年苹果引领AR行业-深度分析报告

 

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2017年9

 

正文目录

 

图表目录

1.布局AR已七年,苹果推出ARkit

1.1AR被认为是下一个计算平台

AR,又称增强现实技术,通过对现实世界进行识别定位,然后把计算机产生的虚拟信息(物体、图片、视频、声音等等)融合在现实环境中。

AR打破了以往计算机世界与现实世界隔离的局面,使得我们看到的世界是一个被计算机处理的世界,虚拟世界和现实世界有着互动。

AR被认为是继手机后的下一代个人移动计算平台,相较于VR,AR在C端有着更为广泛的应用,未来将进入人们的日常生活中,是世界上有实力的科技公司争夺的制高点。

图1:

AR/VR被认为是下一个计算中心

图2:

AR原理

1.2布局七年,苹果推出了第一个AR产品—ARkit

苹果是世界上仅次于微软的AR巨头。

苹果近七年收购了大量优秀的AR公司,根据彭博社报道,苹果组建了一支专门的AR团队,该团队聚集了各路硬软件研发的专家,大概有1500人左右。

而根据PiperJaffray研究,2016年苹果公司总收入同比下降7%的情况下,在AR、VR等技术研究的资金却同比增长21%,达到104亿美元。

表1:

苹果在AR领域的收购

 

苹果推出了第一个AR产品-ARkit。

在2017年6月6日WWDC苹果开发者大会上,苹果公布了供开发人员使用的测试版ARKit,正式版ARkit会被集成于秋季将要发布的IOS11系统,苹果用户更新系统到IOS11后就可以使用ARkit的AR功能。

用苹果官方的话说,ARkit是一项核心技术,一夜之间将成为全球最大的AR平台。

1.3ARkit是什么?

ARKit包含两部分,一部分是为iOS构建增强现实App算法框架,另一部分是一整套SDK(软件开发环境包)。

AR算法编程是实现AR功能的基础,SDK是类似于桥梁,连接硬件和操作系统,也用于AR算法和硬件、操作系统的连接。

ARkit含有苹果研发、大量创新和成熟的AR算法,也含有与整个硬件、操作系统契合度非常高的一整套原生态SDK。

图3:

AR流程

ARkit最大的优点是仅用单摄像头+IMU(惯性测量单元,即手机中的陀螺仪加速计)的实现了效果非常好的SLAM(即时定位与地图构建)。

一般来说,现今单摄像头手机使用AR会面临无法获取场景深度信息和缺乏图像识别能力的问题,业内本来认为很难实现。

ARkit利用一种称为“视觉惯性测距”(VIO)的技术实现环境追踪。

使用iPhone和iPad的相机及动作传感器,实现设备动作追踪、相机场景捕获和高级场景处理。

这个技术将来自设备IMU的数据与相机可见的场景结合,来测算手机的位臵并识别场景图像中的主要平面边界等关键区域,找出最易显示的表面并将三维虚拟对象投放出来。

用户移动装臵时,相机通过追踪场景的平面图像在帧与帧之间位臵的变化,来确定空间位臵,保证放臵对象位臵的准确性。

2.苹果ARkit点石成金,AR爆发就在眼前

2.1提升了AR性能,使用户获得理想的体验

相比之前的AR效果差,ARkit提升了AR各方面性能,起到了质的飞越,让用户能获得到非常优良的AR体验。

使用最新的计算机视觉技术能够显示高级复杂的AR内容,支持360度切换视角

AR内容是基于现实环境投放的,与现实环境较好的融合

快速稳定的运动定位、追踪

图像跟踪的效果很好。

ARKit能够在环境中寻找几个点,当你移动手机时保持追踪,构造出的虚拟物体会被钉在原处,即便你把手机移开,当你再次对准原区域,虚拟物体仍然会在那里。

周围光照评估效果非常好。

系统较为稳定,对系统资源消耗小。

经过实测,iPhone6sPlus能够保持60fps的稳定刷新率,偶尔出现掉帧。

接入移动端游戏引擎Unity,3D渲染效果大幅提升。

图4:

ARkit用户非常理想的体验

2.2ARkit解放开发者,AR内容快速增长

ARkit已经集成了大量成熟AR算法和与软硬件契合的SDK,开发者只需要开发应用内容,而之前AR内容公司需要自己研发AR算法,SDK,或者使用市面上低级的SDK。

开发难度大,研发成本高,投入风险大,AR效果差,这也是之前AR不能发展起来的一个核心难点。

ARkit推出后,大量公司都会涌入AR应用开发。

AR内容会快速增长。

图5:

ARkit之前AR内容开发难

图6:

ARkit解放内容开发者

国内VR/AR团队已在紧密的开发期。

根据一级市场公司调研,整个VR/AR公司在ARkit出来时都极为兴奋,许多VR/AR公司均着手开发AR应用。

面对新兴市场和庞大的用户量,传统公司亦纷纷开展业务或者布局。

国外,第二季度AR内容公司数目提升60%,预示着第三季度消费者和企业级APP快速增长。

根据硅谷风投公司VRFund发布2017第二季度AR产业景观图,当中包含约150家AR初创公司。

第二季度专注内容开发的AR公司数目比第一季度上升了60%。

AR行业在Facebook、苹果等科技巨头的推动下进展明显,二季度设备和SDK领域最为活跃,说明AR行业正处于进化阶段,而这两个领域的活动将下一季度继续推动消费者级和企业级app的增长

图7:

AR内容应用会快速增长

2.3用户存量转化,初始庞大的用户量

2017年年底能使用ARkIt的设备高达5.8亿台,按照保守估计的25%有效用户转化率,全球大概会有1.45亿AR用户。

ARkit硬件要求是A9处理器以上,操作系统是IOS11(9月份上线),也就是说支持的手机是苹果6S以上,平板电脑是IpadPro、ipad2017及其以上机型。

根据我们统计,2017年初支持ARkit的存量设备是3.3亿台,2017年苹果大概会卖出2.5亿台(含0.4亿台Ipad),到2017年底全球会有5.8亿台设备那个支持ARkit,有效用户转化比例按照保守25%估计,年底会与1.45亿有效AR用户。

表2:

ARkit使用条件

表3:

IPhone销量统计和预测

2.1使用便捷,无需额外成本

从软件看,使用便捷。

ARkit出来之后AR功能就只需要打开通用APP,扫描任意平面就能选择使用任意AR功能展示,任意AR内容,与手机使用APP差别不大。

而ARkit之前的AR模式是下载各种特定APP,扫描特定的识别码(比如扫福),才会出现特定单一的AR效果(比如扫福只能出现红包)。

ARkit带来的AR模式的变化具有了通用性,用户体验、便利性大幅提升。

通用性是C端爆发的基础要素之一。

图8:

ARkit带来的AR模式变化

从硬件上看,苹果AR使用成本低,不需要额外的硬件。

现有的苹果手机、Ipad即可使用AR功能。

一项技术能不能在C端爆发,有一个非常重要的因素在于设备使用是否便捷。

VR头盔、一体机体验效果很好,可其设备笨重、使用复杂很难在C端爆发。

之前谷歌推出的Tango手机AR功能强大,但需要鱼眼摄像头、红外线传感器等安装在手机上,改变了手机原有形态,销量惨淡。

3.ARkit为基石,未来五年是AR黄金时代

图9:

AR发展演进

ARkit只是苹果AR生态第一步,让单摄手机能够使用体验较好的AR功能,把增强现实带入主流人群中,日常生活中。

未来的AR生态会是AR元器件、AR载体、内容应用、用户量相互影响和相互促进,行业整体曲线上扬的发展态势。

3.1元器件迭代更新,AR功能越发强大

单摄手机向双摄手机转变,场景识别大幅提升。

双摄手机可以基于可见光(彩色+黑白摄像头,如华为P10),也可以基于红外光的(主摄像头+景深摄像头vivoXplay6),类似人的左右眼的视觉原理,可以获取空间对象的距离信息与场景深度信息,相比单摄手机,图像识别能力和复杂场景应对能力有明显提升。

添臵前臵3D摄像头,AR人脸识别化妆。

iPhone8极大可能加载前臵3D摄像头,前臵3D通过发射红外不可见光对面部3D模型深度信息进行识别和处理,能够对人脸建模,适用于AR化妆、AR自拍。

后臵3D摄像头,场景深度无压力(后臵双摄加激光发射器)。

用于帮助摄像头进行更快速准确的对焦,对于AR这种实时获取图像的应用场景可以提升使用体验。

同时激光对焦单元能比双摄像头更为准确便捷的获取场景深度数据,提升ARkit的定位准确度。

GPU图像处理能力增强,AR渲染更惊人:

根据摩尔定律,半导体每18个月相同面积下可以集成的晶体管会翻一倍。

此外苹果在单独为AR研发GPU,未来GPU提升带来的AR效果提升是大概率事件。

图像识别,AR进一步飞越。

图像识别指识别物体是什么,是AR基本功能之一,当前图像识别、人工智能快速发展,现在已经有较为成熟的图像识别应用。

静待苹果IOS11上线后苹果更多的展示。

3.2手机、眼镜三步走,AR体验上楼梯。

AR眼镜是目前行业公认未来最理性的AR载体,相对于手机AR,有着量级的提升:

AR眼镜能够解放双手,用户体验更加方便

AR眼镜全方位展示,相较于手机屏沉浸感大幅提升

但AR眼镜仍存在以下难点:

光学难点(量产波导镜片、量产数字光芯)

整机难点(更小的制程、耗电量)

智能算法难点(SLAM、手势识别)

行业认为AR载体三步走,化解AR眼镜难点,让AR更上一层楼:

第一阶段:

手机AR时代,生态圈初具规模。

ARkit是苹果AR的开始,目的在于用ARkit刺激一直未能真正启动的AR市场,吸引大量苹果设备用户尝鲜AR,让大量相关从业人员转投统一的ARkit的怀抱,做到把AR更多的融入到消费者日常生活中。

第二阶段:

手机AR和AR眼镜共存,满足需求分化。

苹果会推出面向B端的AR重型眼镜和面向C端的AR轻型眼镜。

B端AR眼镜打造专用处理器单元,牺牲续航和用户体验,提高性能满足B端需求,如工业、军事、医疗需求。

C端AR眼镜则和手机协同,AR眼镜为轻度眼镜,承载照相、传感器和屏幕展示,手机则负责计算。

第二阶段让C端用户体验又上升一个台阶,同时在B端市场发力。

第三阶段:

独立AR眼镜,下一代计算中心。

随着半导体制程、电池技术和光学组件工艺的逐渐突破,AR智能眼镜将成为独立的设备,取代手机。

通过手势识别,语音识别,眼球追踪等多种交互方式,配合强劲的性能AR眼镜给予用户更好的的体验,一个就在身边功能强大的小型智能计算中心。

图10:

AR载体三步走

3.3底层搭建,软硬协同,苹果为AR保驾护航

软硬统一,协同互补,苹果搭建最优质的生态底层。

基本统一的操作系统,AR无需考虑不同系统兼容问题。

苹果AR操作系统是即将推出的ISO11,使得IOS的AR开发者不用考虑不同系统之间的兼容性。

苹果用户系统更新较为及时统一,苹果开发者网站数据显示,截至2017年7月28日,采用iOS10系统的设备占据所有iOS设备的87%,iOS9系统份额则为10%。

统一强大的硬件配臵,AR无需考虑不同硬件兼容问题。

与安卓体系不同,手机硬件牢牢掌握在苹果手中,保证了同代产品硬件统一,迭代产品硬件更新有序。

值得一提的是,苹果之前已经在硬件上为AR做了准备,近几年推出手机产品已采取了与大多数手机单IMU(惯性加速计单元)不同的双IMU,而且不同产品中的双IMU是完全一致。

IMU用于AR空间定位,配合强大计算能力和图形能力的处理器,提供了实现AR的硬件基础。

此外苹果还具备甚至正在为AR打造专门的硬件、元件如自主研发处理器、图形处理器、ISP等。

软硬协调,完美开发环境,构建最优底层。

首先是硬件和操作系统本身协调,统一规划;其次是苹果推出的环境开发包ARkit完美适配了苹果操作系统和硬件体系。

这意味着AR能达到最佳效果,同时为开发者节省大量时间与技术成本。

总之,苹果掌握着了世界顶尖的AR软件、硬件并能协同作战,同时拥有着全球巨大的IOS设备存量以及多年生态服务经验。

我们看好苹果引领推动AR生态建设,引领智能手机向AR时代转变。

3.4应用创新,内容不断增加

应用丰富、创新发展,AR内容会在未来五年呈稳定上扬趋势。

苹果,当之无愧的全球最大的AR平台。

除此之外,众多互联网企业不会缺席AR盛宴,尤其是AR内容应用。

XX布局AR战略,从地图、营销切入。

2016年8月3日,XX正式宣布启动智能营销实验室,将重点利用AR和AI技术加速广告营销智能化。

2017年1月16日成立了XX增强现实实验室,是继XX硅谷人工智能实验室、XX深度学习实验室和XX大数据实验室之后,XX成立的第四个人工智能实验室。

2016年9月用AR复原了北京朝阳门。

腾讯在AR上不断尝试,主要是围绕着社交AR和游戏AR展开。

除了之前春节期间的AR红包大战,腾讯在QQ上推出了AR火炬,最近则推出了QQ-AR,先后与《速度与激情8》、《变形金刚5》、《神偷奶爸3》、《权利的游戏》展开全面合作,技术不断升级、玩法愈发完善。

2017年8月10号和深圳大学合作推出了全国首个AR校徽,用户只需扫下深圳大学的校徽就会产生深圳大学全景视频。

推出了《部落冲突-皇室战争》AR手Q红包版。

此外还有众多中小互联网企业,以及传统企业进入AR领域,将AR与自身业务融合,不断创新丰富AR内容生态。

整体上看,与移动互联网相似,AR内容会是不断创新、不断丰富的过程。

3.5用户快速增长,四年全部转化AR

未来四年苹果AR用户规模将以超过65%的平均复合增速快速增长,2020年达到11亿用户,全部转化。

随着手机迭代跟新,支持ARkit的存量设备会不断增加,随着AR内容应用的丰富,AR有效用户的转化率也会不断提高。

图11:

未来五年移动AR苹果用户

表4:

全球能支持ARKit设备

4.AR全景俯瞰,把握行业战略机遇

4.1提纲挈领,一张图看懂AR产业全景

图12:

AR产业全景

4.2AR与人工智能深度融合,相互促进

AR兴起会直接带动图像识别、手势识别、语音识别的需求。

图像识别对AR是质的提升,AR爆发对图像识别需求有量级提升图像识别在AR应用上分为人脸识别和物体识别,人脸识别已经成熟,大概率IPhone8上线后就能支持人脸图像识别和AR美妆功能。

物体图像识别对于AR来说是质的提升,是未来应用的基础。

物体图像识别使得AR能够识别场景、物体是什么,从而更加科学的投放虚拟信息,现实世界和虚拟信息更加融合,AR上升一个台阶。

当前物体图像识别技术上已经较为成熟,通过无数图像特征样本的训练,图像识别率可以高达99%以上的准确率。

苹果推出的ARkit暂时未支持图像识别,应该是考虑到C端亿万台用户使用图像识别功能对计算能力的考验。

未来随着5G落地和云计算的发展,AR在C端使用物理图像识别势在必行,会极大地提升对图像识别的需求。

手势识别是AR未来必备交互方式之一

手势识别在互动性较强的AR应用如AR游戏、AR教育中有着非常大的价值。

手势识别包括对手势动作的跟踪以及后续的数据处理,涵盖了硬件与软件,用户用手可直接进行操作,使用手机屏用的功能,使用方便快捷。

同时,对于可穿戴式AR设备来说,手势识别是用户感觉最自然的主要交互方式。

虽然当前技术还存些难点,但AR的兴起会对手势识别所需的追踪设备与识别算法产生长久且旺盛的需求。

语音识别:

解放双手的交互技术。

语音识别对于AR是一种绝佳的交互方式,可以让用户在手持设备使用AR应用的同时,通过语音而不是手指对设备进行操作,保证使用的流畅性。

语音识别通过语音信号处理和模式识别让机器理解人类口述的语言并执行相应操作,现今的语音识别已经能很好应对简单的应用命令操作。

未来随着AR的发展,对语音识别这一交互方式的需求与依赖会不断增加,而这种习惯会逐步延伸到AR应用以外的使用场合中。

4.3元件看AR,由点及面缺一不可

芯片厂商是AR的大脑

AR对芯片性能提出了较高的要求,既需要芯片有足够的计算能力又需要有足够的图形处理能力。

直到2015年后世面上才出现了优良的芯片,能够较好的满足了AR的需求。

现如今,以高通为代表的芯片厂商开始专门为AR优化芯片,未来随着芯片的发展,AR效果会不断提升。

传感器厂商是AR的感知细胞

加速度计、陀螺仪、磁力计等IMU(惯性传感器)可以感知设备的移动趋势,是AR领域的基础性技术。

AR设备中最关键的空间定位技术就是需要依赖IMU传感器的数据,IMU准确度的高低直接决定AR体验的好坏。

如今IMU技术路线已较为成熟,未来主要集中在于工艺提升带来集成度的提升和降低成本上。

可以预见,随着AR开始普及,对传感器的市场需求会开始增加,高端的传感器会被更广泛用于移动设备。

光学模组是AR的眼睛

光学模组可以细分为给摄像头用的镜片和给AR眼镜使用的光学器件。

摄像头是AR最重要的部分,无论AR是基于什么算法,摄像头都是AR里必不可少的一个要素。

现阶段摄像头技术的发展趋势主要是由单摄像头向双摄像头、附加深度摄像头转变。

未来专用的深度摄像头会更常见于头戴式AR设备和部分AR手机上,来适应不断提高的AR应用需求。

镜片设计制造是AR眼镜的核心技术和难点之一,也是主要的成本来源,AR眼镜成像技术多样,最常见的为近眼光学技术和波导成像技术,两个技术都需要微小的棱镜来制作镜片。

目前AR一般使用的是多透镜组,但未来在重量和体积上占有优势波导元件大有望成为AR光学器件主流的趋势,全视波导技术也逐渐成为了AR进一步发展的首选。

波导光学镜片组件对光学模组厂商的加工精度提出了很高的要求,国内上市公司苏大维格能够生产这种镜片。

4.4AR硬件厂商争夺,巨头的战役

AR眼镜代表作谷歌GoogleGlass,苹果AR眼镜落地只是时间问题。

谷歌眼镜在2012年4月推出,由于价格过高,使用体验不佳,退出了C端消费市场并一度暂停。

谷歌近期重启了AR眼镜项目,并推出了针对企业级用户的新款AR眼镜GoogleGlassEE。

这款设备可供医生、仓库经理等专业人士使用,帮助他们解放双手。

国内也有较多AR眼镜厂商,均已推出各自产品,互有优势。

做的比较好的厂商如影创科技、亮风台。

工业级AR眼镜主要应用于航空、能源、高端制造、医疗等行业,在操作繁琐、流程长、安全性要求高的环节,头戴式AR设备能带来诸多便利。

AR头盔,欲借HoloLens再次独霸天下的微软。

微软是最早进行AR研发的科技巨头,其代表性的产品是2015年发布的头戴显示器设备HoloLens,直接走MR(混合现实)路线—AR的最高层次。

对于微软来说,放弃以智能手机为载体的AR而直接瞄准下一代产品MR头显设备,可以弥补其在智能手机市场的遗憾和缺陷,在下一个市场占得先机。

与HoloLens同时发布的还有全息系统开发平台WindowsHolographic。

微软有意将Holographic平台打造成VR/AR行业中类似Windows在PC行业中的统治级系统。

目前来看,HoloLens各方面都不完善,面临着设备重量大、视野狭窄、续航能力差等诸多问题。

AR手机看安卓体系的Tango和苹果ARkit。

Tango于2014年2月启动。

可以实现位臵追踪、深度感知、区域学习等功能,但需额外的硬件鱼眼摄像头、定制的第三方深度传感器和红外线传感器。

耗电量大且发热,Tango需要额外的续航能力强的电池为3D激光器供电。

受到成本和产能的制约,至今只有联想Phab2Pro与华硕ZenFoneAR两款设备支持Tango,销量惨淡

AR算法与SDK厂商是AR最重要的关节,AR的实现离不开大量算法与成熟的SDK的支持。

技术厂商会整合交互技术、空间定位算法、场景识别技术和3D建模技术形成一个API(通用接口)或者SDK发布出来供下游软硬件开发者使用。

之前国外做的比较好的有谷歌与高通,苹果推出的ARkit是IOS中最优的SDK,奠定了IOS系统SDK统一格局。

安卓体系的SDK优化和统一性还远远不够,国内有些厂商基于不同手机推出不同的SDK版本,安卓SDK市场空间还很多大。

此外安卓和IOS跨平台的SDK会有非常大的机遇,国内部分厂商已研发并推出产品。

4.5扬帆起航,AR应用下一个万亿级淘金热

苹果ARkit的推出,意味着AR在C端开始实质落地,相关应用行业如AR游戏、AR营销、AR教育等将享受数年的技术红利期,从之前的萌芽状态到快速发展,拥有一片广阔的蓝海。

增强现实的应用代表着全新的服务,这种技术将从根本上改变我们时代与信息交互的方式。

AR(从ARKit开始)将使计算机的未来成为一种更加沉浸感的计算方式,未来我们所需要的数字信息都将呈现在现实世界的视场范围之内。

AR的软件与服务拥有可与如今的移动市场相媲美的经济效益,其在B端如医疗、教育、军事、工业、汽车,C端如游戏、营销、购物、观影、导航、装修等方面具有非常大的发展空间。

根据研究机构GlobalMarketInsights的数据,到2024年AR产品的市场规模将会达到1650亿美元,并以80%的高速增长。

4.5.1AR游戏,最先爆发现象级应用

ARkit之前AR游戏已经萌芽,《PokémonGo》成为史上赚钱最快的手游。

去年夏天《PokémonGo》的大热吸引了不少玩家,其成功主要得益于精灵宝贝IP和AR的初次结合。

去年只用了63天在全球狂赚5亿美元,成为史上赚钱速度最快的手游。

PokémonGo只是低层次的AR游戏,广大游戏厂商使用AR早已蠢蠢欲动。

但受制于AR技术不够成熟,接入SDK的学习成本和风险都比较高,AR效果不大好,所以后续只有网易的《阴阳师》在AR上下了大力气实现了AR现世召唤。

AR游戏的优势:

全新的交互方式,虚拟和现实融于一体。

传统游戏基本上都是在在虚拟背景中展开。

AR游戏恰恰相反,游戏背景就在现实世界,玩家在与现实世界的互动中进行游戏,对于游戏产业来说是一个非常大的进步。

视觉上二维变为立体三维游戏,沉浸感更强

未来AR游戏会是一种全新的社交模式。

传统游戏线下社交性基本没有,而AR游戏能让用户在线下体验,社交性大幅提升。

AR游戏线下社交极强。

图13:

AR僵尸游戏《Zombies,Run!

图14:

基于ARkit的AR桌游《战争机器》

根据产业调研,VR游戏公司和传统游戏公司均在紧锣密鼓AR游戏研发中,未来会有大量AR游戏出现,其中会有现象级产品。

转化成AR游戏的难度,传统手游小于VR游戏,特别是3D手游转化成AR很方便。

VR游戏公司则在新一代交互和游戏性有着更深的理解,未来可能研发一些真正属于AR场景,全新交互的的产品。

纵观游戏发展史(街机游戏-端游-传统手机游戏-智能手机游戏-AR游戏),每一次游戏产业更迭都有着相同的规律。

原有IP的移植较容易成功。

原有IP本身具有众多的游戏玩家,移植后游戏效果提高容易短时间获得成功。

表5:

成功移植的IP游戏

 

与新模式契合容易出爆款游戏。

如传统手机进入智能手机特别是触摸屏时代,切水果游戏和《愤怒的小鸟》成为现象级产品。

智能手机联网时代,多人竞技类成为现象级产品较多的领域,如《王者荣耀》、《梦三国卡牌》预测AR游戏三个阶段:

图15:

AR游戏发展三个阶段

潜在的市场规模:

根据Digi-Capital的报告,预计到2021年AR游戏全球市场规模将达到70亿美元。

4.5.2AR营销,最能变现的AR行业

AR营销的优点:

跟传统线上广告相比,AR营销更具有新颖性、趣味性、互动性、参与感和一定的沉浸感跟线下营销相比,AR营销覆盖面,使用成本低,潜在用户量巨大ARkit之前的AR营销已收到追捧:

之前AR营销模式是单一的通过扫描商品识别图(Mark)触发AR,在屏幕上投射出AR影像。

作为AR营销的龙头企业之一的视辰信息科

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