2022年VRAR行業(yè)發(fā)展機(jī)遇分析

1、2022年VRAR行業(yè)開展機(jī)遇分析1、VRAR：元宇宙硬件載體，迎來開展新機(jī)遇VR/AR設(shè)備是元宇宙的硬件載體。互聯(lián)網(wǎng)至今已經(jīng)歷了 PC互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)兩大階段，而Metaverse元宇宙被認(rèn) 為是互聯(lián)網(wǎng)的下一代形態(tài)，旨在構(gòu)建一個(gè)持久的虛擬共享空間, 同時(shí)保持對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知。全真互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，即元宇宙時(shí)代 將以3D內(nèi)容為主要信息形式、以VR/AR設(shè)備為核心硬件終 端。在VR/AR、5G通訊技術(shù)、云計(jì)算、AI、區(qū)塊鏈等支撐性 技術(shù)加持下，元宇宙產(chǎn)業(yè)將持續(xù)開展壯大，VR/AR作為元宇 宙的核心硬件終端，將為相關(guān)電子產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)創(chuàng)造增量空間。VR、AR存在技術(shù)原理上的區(qū)別，MR強(qiáng)調(diào)虛擬與真實(shí) 世界的

2、實(shí)時(shí)交互。技術(shù)原理使VR （Virtual Reality,虛擬現(xiàn)實(shí)） 與AR （AugmentedReality,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）相區(qū)別，VR通過計(jì)算 機(jī)繪制虛擬圖像，顯示方面強(qiáng)調(diào)畫面逼真、高清晰度，AR那么 要求計(jì)算機(jī)基于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的理解繪制虛擬圖像，顯示方面強(qiáng) 調(diào)與現(xiàn)實(shí)交互。共性方面，VR和AR均服務(wù)于用戶的虛擬體 驗(yàn)，在圖像渲染、網(wǎng)絡(luò)傳輸、內(nèi)容制作、感知交互等底層技術(shù) 方面存在共性。占據(jù)60-80%的AR顯示器件份額，待MicroLED技術(shù)成熟后 再逐漸被替代。圖表75: AR與VR近眼顯示牙案承注差方(a) VRNED(a) VRNED(b) AR NEDReal world sceneV

3、irtual information 三柒未來皆庫(kù)Display-LLens -Human eyeoAR顯示光學(xué)器件方面，Birdbath適配2c端AR市場(chǎng)。Birdbath光學(xué)設(shè)計(jì)使顯示源光線分別經(jīng)過分光鏡、凹面合成器 反射，從而將光線導(dǎo)向眼睛。Birdbath因設(shè)計(jì)難度低、本錢低 成為消費(fèi)級(jí)AR的首選，2021年有RokidAir、Nreal Air. TCL NXTWEARG采用Birdbath光學(xué)方案.自由曲面光學(xué)設(shè)計(jì)使光 線直接射至凹面合成器從而反射回眼內(nèi)，自由曲面顯示效果、 光效性能優(yōu)異，但量產(chǎn)難以保證較高精度而導(dǎo)致真實(shí)世界扭曲 和水波紋樣畸變。光波導(dǎo)技術(shù)因其輕薄、對(duì)外界光線的高穿

4、透特性，將成 為下一代主流光學(xué)方案。光波導(dǎo)的傳輸原理是在不同折射率的 介質(zhì)分界面上，電磁波的全反射現(xiàn)象使光波局限在波導(dǎo)及其周 圍有限區(qū)域內(nèi)傳播，波導(dǎo)使AR眼鏡的光學(xué)環(huán)節(jié)可以移到額頭 頂部或側(cè)面，降低對(duì)外界光線的阻擋。光波導(dǎo)總體上可以分為幾何光波導(dǎo)(GeometricWaveguide)和衍射光波導(dǎo)(Diffractive Waveguide)兩種，二者工作原理不同。幾何光波導(dǎo)運(yùn)用傳統(tǒng)幾何光學(xué)設(shè)計(jì)理念，通 過陣列反射鏡堆疊實(shí)現(xiàn)圖像的輸出和動(dòng)眼框的擴(kuò)大，衍射光波 導(dǎo)又包括利用光刻技術(shù)制造的外表浮雕光柵波導(dǎo)(SurfaceReliefGrating)和基于全息干涉技術(shù)制造的全息體光柵波導(dǎo) (Volu

5、metricHolographic Grating) o幾何光波導(dǎo)技術(shù)制造工藝繁冗，可量產(chǎn)性和良率均較差, 衍射光波導(dǎo)在設(shè)計(jì)和成產(chǎn)上更具靈活性，其中又以外表浮雕光 柵波導(dǎo)最具成熟量產(chǎn)條件，已上市的流AR眼鏡產(chǎn)品HoloLens 2. Magic Leap One均采用該技術(shù)。同時(shí)，2021年小 米、OPPO、Snap、Rokid.影目等多家廠商的AR眼鏡新品采 用光波導(dǎo)方案。圖表82: YR頭顯空間定位技術(shù)分類依賴外置設(shè)備進(jìn)行定位追蹤依賴外置設(shè)備進(jìn)行定位追蹤無需外置設(shè)備，只依賴VR頭顯本身進(jìn)行定位追蹤高速光線掃描(激光、紅外線等)360覆蓋用戶活動(dòng)范圍，通過捕捉光線，將感知光線的時(shí)間間隔轉(zhuǎn)化為

6、角度/坐標(biāo)，計(jì)算用戶位置高速光線掃描(激光、紅外線等)360覆蓋用戶活動(dòng)范圍，通過捕捉光線，將感知光線的時(shí)間間隔轉(zhuǎn)化為角度/坐標(biāo)，計(jì)算用戶位置用頭顯攝像頭檢測(cè)外部環(huán)境，并配合慣性傳感器，使用SLAM視覺算法計(jì)算空間位置數(shù)據(jù)，推理頭顯位置被動(dòng)式、主動(dòng)式被動(dòng)式、主動(dòng)式結(jié)構(gòu)光、相疏親I密宗來智庫(kù)3.2、感知交互：Inside-out頭手6DOF成標(biāo)配，眼球追 蹤是技術(shù)熱點(diǎn)VR頭顯的感知交互技術(shù)主要包括空間定位、交互兩大類, 空間定位用以確定設(shè)備位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，交互用以識(shí)別用戶動(dòng) 作并形成輸入。空間定位方面，Inside-out憑借無需外設(shè)的便攜性成為主 流。Outside-in工作原理為通過外置設(shè)備

7、發(fā)出掃描光線360。覆 蓋用戶活動(dòng)范圍，頭顯捕捉光線并將感知光線的時(shí)間間隔轉(zhuǎn)化 為角度/坐標(biāo)，從而計(jì)算用戶位置。Inside-out工作原理為利用 頭顯攝像頭檢測(cè)外部環(huán)境，并配合慣性傳感器、使用視覺算法 (SLAM)計(jì)算用戶的空間位置數(shù)據(jù)。Inside-out相較Outside-in存在精度和追蹤范圍上的劣勢(shì),但因Inside-out無需外置設(shè)備的便捷性更加適配娛樂應(yīng)用，已 成為約90%VR頭顯選擇的主流空間定位方案。交互方面，語音、手勢(shì)交互是主流技術(shù)，眼球追蹤技術(shù) 是大廠布局熱點(diǎn)。VR設(shè)備的交互方式可以分為手柄、語音、 手勢(shì)、眼動(dòng)和腦機(jī)五大類，其中手柄交互是目前VR頭顯設(shè)備 均在使用的技術(shù)，

8、另外分別有約75%、25%的VR設(shè)備支持語 音、手勢(shì)交互，眼球追蹤是大廠正在大力布局的熱點(diǎn)技術(shù)，而 腦機(jī)交互仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。(1)手勢(shì)交互：手柄6D0F交互功能有視覺、超聲波、 電磁波等方案，Oculus Quest 2采用的基于計(jì)算機(jī)視覺的手柄 6DOF追蹤方案是利用VR頭顯上的攝像頭實(shí)現(xiàn)的，隨后Pico Neo 3,愛奇藝奇遇3、HTCVIVEFocus3等均相繼采用該方案。(2)眼球追蹤技術(shù)：眼球追蹤技術(shù)可以主要分為侵入式 和攝像頭式兩類，侵入式需要VR用戶佩戴類似于隱形眼鏡的 設(shè)備以判斷眼球移動(dòng)，該方法準(zhǔn)確度較高，但缺點(diǎn)在于會(huì)影響 用戶的用眼體驗(yàn)；攝像頭式的工作原理是通過紅外線和攝像

9、頭 不斷采樣來分析眼球移動(dòng)，準(zhǔn)確度低于侵入式。目前眼球交互 仍然存在精確度低與體驗(yàn)感不佳的問題，但大廠布局眼球追蹤 技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)其衍生作用，一方面，注視點(diǎn)渲染可降低GPU 壓力和渲染延遲，提升幀率，降低眩暈感；另一方面，幫助實(shí) 現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)瞳距或焦距，提升清晰度同時(shí)緩解眼疲勞。MR （Mixed Reality,混合現(xiàn)實(shí)）將真實(shí)實(shí)體與虛擬信息 進(jìn)行實(shí)時(shí)混合、互動(dòng)，是AR技術(shù)的升級(jí)形式，XR（ExtendedReality,擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)）指所有由計(jì)算機(jī)技術(shù)和可穿戴 設(shè)備產(chǎn)生的真實(shí)與虛擬結(jié)合的環(huán)境和人機(jī)交互，包括VR、 AR、MR等所有實(shí)現(xiàn)形式，最終效果為令用戶混淆虛實(shí)。VR加速2c端游戲領(lǐng)域滲透，當(dāng)前

10、AR主要面向2B應(yīng) 用。VR/AR市場(chǎng)增長(zhǎng)方面，目前VR頭顯的功能定位集中于 作為電視、游戲機(jī)等傳統(tǒng)文娛平臺(tái)的產(chǎn)品演進(jìn)形態(tài)，伴隨高性 價(jià)比Oculus Quest 2產(chǎn)品價(jià)格下探至299美元的消費(fèi)級(jí)水平， VR頭顯開啟2c端滲透。而受限于主流AR頭顯產(chǎn)品在本錢 價(jià)格、沉浸度、佩戴舒適度等方面尚未到達(dá)消費(fèi)級(jí)水平，AR 頭顯暫未有爆款消費(fèi)級(jí)應(yīng)用出現(xiàn)，目前落地場(chǎng)景集中在汽車、 醫(yī)療、軍工、教育等2B端市場(chǎng)，應(yīng)用方案大多作為一種工具 以解決客戶痛點(diǎn)并提高效率。圖表61: 2020年全球AR分應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)份額Global Augmented Reality MarketMarket Share by A

11、pplication (%)AutomotiveHealthcareMilitary and DefenceEducationReuilEngineeringReal Estate，EntertainmentOthers根據(jù)VR陀螺研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年VR、AR頭顯出 貨量分別到達(dá)1110萬臺(tái)、57萬臺(tái)，分別同比增長(zhǎng)66%、43%o 未來，VR/AR應(yīng)用將走向社交、元宇宙，成為下一代通用技 術(shù)設(shè)備。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2020年全球VR/AR市場(chǎng)規(guī)模約為 188 億美元，同比增長(zhǎng) 78.5%。根據(jù) ABI、TrendForce Super Data預(yù)測(cè)，2025年VR市場(chǎng)規(guī)模將到達(dá)1410億

12、美元。2、Oculus Quest 2, Hololens 2 分別主導(dǎo) VR、AR 頭顯市 場(chǎng)VR頭顯：Oculus Quest 2主導(dǎo)市場(chǎng)，21年新品實(shí)現(xiàn)視覺 效果優(yōu)化。Oculus Quest 2累計(jì)銷量超過1500萬臺(tái)，Steam平臺(tái)份額 增至47.9%。(1)根據(jù)VR陀螺統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年Oculus Quest 2銷量達(dá)880萬臺(tái)，截至2022年5月其累計(jì)銷量已超過 1500萬臺(tái)。(2) 2022年5月份SteamVR分布情況： Oculus ( 66.39%)、Valve (15.79%)、HTC ( 10.62% )、 Windows MR 系列(4.58%)、Pico (0

13、.67%)、Pimax (0.3%) oOculus 2020年停售PC VR, Quest產(chǎn)品迭代重視顯示效 果升級(jí)。Rift系列PC VR：由Rift迭代至Rift S,顯示方面, 屏幕由OLED更換為L(zhǎng)CD,單眼像素提升至之前的1.4倍， 同時(shí)為防止提升對(duì)硬件的依賴，刷新率降低至80Hz。感知交 互方面，Rift S開始支持5攝Inside-out追蹤、頭手雙6DOFo 但2020年Meta宣布停售Rift產(chǎn)品，標(biāo)志其開始聚焦一體機(jī) 產(chǎn)品(通過Oculus Link和Air Link, Quest系列同樣可與PC 相連)。Quest系列一體機(jī)：2020年9月上市的高性價(jià)比 OculusQ

14、uest2以299美元的價(jià)格到達(dá)VR頭顯消費(fèi)級(jí)水平，同 時(shí)實(shí)現(xiàn)分辨率、刷新率、芯片算力等關(guān)鍵性能指標(biāo)的提升。整 體而言，Oculus Quest新品迭代聚焦顯示效果的升級(jí)：Quest 2 單眼分辨率為1832*1920,材質(zhì)為L(zhǎng)CD (次像素采用標(biāo)準(zhǔn)RGB排列），相較Quest單眼1440*1600,材質(zhì)為OLED （次 像素采用PenTile排列，近距離觀看時(shí)不如標(biāo)準(zhǔn)RGB排列的 細(xì)膩），屏幕PPI和實(shí)際顯示效果均有所提升，LCD屏幕的 應(yīng)用使Quest2清晰度更高、功耗更低，但同時(shí)帶來屏幕拖影 等劣勢(shì)。同時(shí)，Quest2搭載高通驍龍XR2芯片，實(shí)現(xiàn)最高支 持分辨率、屏幕刷新率的升級(jí)。_圖表

15、68： Oculus Rift Quest歷代產(chǎn)品規(guī)格比擬VR設(shè)備形態(tài)OcuI us Rift SOculus QuestOculus Quest 2|處理器一一高通驍龍835高通驍龍XR2顯示屏幕OLEDFAST-LCDOLEDFAST-LCD分辨率單眼 1080*1200單眼 1440*1280單眼 1440*1600單眼 1832*1920刷新率90Hz80Hz72Hz90Hz光學(xué)光學(xué)方案菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡視場(chǎng)角/較Rift有所擴(kuò)大100100交互頭部6D0F6D0F6D0F6D0F手柄雙手DOF雙手DOF雙手DOF追蹤方案Outs ide-inInside-out

16、Inside-outInside-out存儲(chǔ)RAM一4GB6GBROM64GB/128GB64GB/256GB重量470g570g517g503g價(jià)格399美元399美元399-499 美元上市日期2016年3月2019年5月2019年5月尸7六型淬列第11-F一體機(jī)是VR設(shè)備主流形態(tài)，PC VR主打高端游戲玩家 市場(chǎng)。（1） VR 一體機(jī)：以2019年Oculus發(fā)布第一代6DOF VR一體機(jī)Quest為起點(diǎn)，獨(dú)立算力、獨(dú)立顯示、獨(dú)立內(nèi)容平 臺(tái)的VR 一體機(jī)開始成為VR設(shè)備主流形態(tài)，2021年有Pico Neo 3、愛奇藝奇遇 3、Nolo Sonic. HTCViveFocus3 等一體機(jī)

17、 新品發(fā)布。結(jié)合上文的Steam平臺(tái)VR頭顯設(shè)備份額數(shù)據(jù)， Oculus Quest 2串流用戶已占據(jù)Steam VR用戶近半數(shù)份額， 預(yù)計(jì)未來一體機(jī)仍將主導(dǎo)VR頭顯市場(chǎng)，并有望擠占PC VR 份額。（2） PCVR： PCVR以高算力優(yōu)勢(shì)坐擁高質(zhì)量運(yùn)行的游戲內(nèi)容，主打高端和重度游戲玩家市場(chǎng)，2021年原有產(chǎn)品系 列繼續(xù)更新迭代，惠普Reverb G2推出眼動(dòng)追蹤版本、HTC 更新Vive Pro 2, 2022年索尼也將發(fā)布基于PS5的第二代PSVR 2產(chǎn)品。硅基OLED、Pancake等優(yōu)化視覺效果的新一代技術(shù)開始 上機(jī)。(1)以Pico Neo 3為例，定價(jià)2000-3000元的VR頭

18、顯已普遍實(shí)現(xiàn)4K分辨率、90Hz刷新率、頭手6DOF規(guī)格。(2) Vive Pro 2、ViveFocus3 搭載 FAST-LCD 屏幕實(shí)現(xiàn)雙眼 5K分辨率，引入了 HTC的定制雙堆疊鏡頭設(shè)計(jì)，支持120。 視場(chǎng)角，不會(huì)出現(xiàn)邊緣失真或模糊，并支持IPD調(diào)節(jié)，高配 置也使HTC新品定價(jià)較高。其中Vive Focus 3主要面向2B端 市場(chǎng)，內(nèi)置的Vive Business應(yīng)用商店內(nèi)均為商用軟件。(3) 以arpara5KVR 一體機(jī)為例，其搭載Micro OLED屏幕實(shí)現(xiàn)5K 像素，使用Pancake光學(xué)方案實(shí)現(xiàn)頭顯輕薄化，能夠?qū)崿F(xiàn)視覺 效果優(yōu)化的新一代顯示、光學(xué)技術(shù)開始上機(jī)。圖表69: 20

19、21年主流VR 一體機(jī)、PC VR新品規(guī)格比擬HTC Vive Focus 3Pico Neo 3arpara 5K VR 一體機(jī)HTC Vive Pro 2VR設(shè)備形態(tài)VR 一體機(jī)PC VR處理器高通驍龍XR2高通驍龍XR2高通驍龍XR2顯示屏幕FAST-LCDFAST-LCDMicro OLEDFAST-LCD分辨率4896*24483664*19205120*25604896*2448刷新率90Hz90Hz90Hz90Hz/120Hz光學(xué)光學(xué)方案/菲涅爾透鏡超短焦/視場(chǎng)角1209895120交互頭部6D0F6D0F6D0F6D0F手柄雙手DOF雙手DOF雙手DOF雙手DOF追蹤方案I n

20、s ide-outInside-outI ns ide-outOuts ide-in存儲(chǔ)RAM8GB6GB8GB一ROM/128GB/256GB128GB一重量/390g380g/價(jià)格1300美元2499元起3999元起一199美元一 .上市日期2021年5月2021年5月2021年5月汜余姆木力罷/1年AR頭顯：微軟Hololens 2主導(dǎo)市場(chǎng)，蘋果持續(xù)布局MR生態(tài)由于AR頭顯聚焦的商用市場(chǎng)更注重硬軟件整合效益， 故主導(dǎo)商業(yè)系統(tǒng)、軟件及平臺(tái)的廠商更優(yōu)勢(shì)。微軟Hololens 2 已成為AR頭顯主流產(chǎn)品：（1）技術(shù)規(guī)格方面，HoloLens 2 采用驍龍850計(jì)算平臺(tái)，能夠提供2-3小時(shí)的電池

21、續(xù)航，提供 手部追蹤、眼部追蹤、語音命令、空間映射、混合現(xiàn)實(shí)捕捉、 6DoF追蹤等功能，從而實(shí)現(xiàn)通過渲染高清全息影像，在真實(shí) 世界之上疊加數(shù)字影像。（2）應(yīng)用方面，HoloLens 2適用于 制造業(yè)、創(chuàng)新零售業(yè)、醫(yī)療健康、軍事等多領(lǐng)域。微軟于 2021年H1獲得高達(dá)219億美元的HoloLens 2訂單，將向美 軍提供至少12萬套軍規(guī)級(jí)HoloLens2。美國(guó)陸軍表示，已與 微軟簽訂了訂單合同，授權(quán)軍規(guī)級(jí)HoloLens 2從快速原型開 發(fā)階段轉(zhuǎn)向量產(chǎn)和快速實(shí)戰(zhàn)測(cè)試階段。消費(fèi)電子“重新定義者”蘋果持續(xù)布局MR生態(tài)。蘋果于 近年頻頻公布MR產(chǎn)品相關(guān)專利，涉及光波導(dǎo)、眼動(dòng)追蹤、 頭戴設(shè)備設(shè)計(jì)、下游

22、應(yīng)用等多領(lǐng)域，技術(shù)積累豐富。同時(shí)持續(xù) 布局軟、硬件幅員，硬件方面，2015年收購(gòu)AR初創(chuàng)公司 Metaio, 2017年、2018年先后收購(gòu)AR初創(chuàng)公司Vrvana、AR 眼鏡鏡片公司Akonia；于2010年開始陸續(xù)收購(gòu)面部識(shí)別、動(dòng) 作捕捉、全息光波導(dǎo)等VR&AR相關(guān)核心技術(shù)公司。軟件方面，2015年收購(gòu)Metaio旗下AR SDK等軟件技術(shù)，后推出 ARKit開發(fā)平臺(tái)并不斷更新，2017年就在蘋果APP Store上線 超4000款A(yù)R應(yīng)用。作為智能手機(jī)、TWS耳機(jī)領(lǐng)域的“重新 定義者”，蘋果入局有望領(lǐng)導(dǎo)VR/AR設(shè)備明晰市場(chǎng)定位、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)完成快速滲透。3、光學(xué)顯示、感知交互等環(huán)節(jié)技術(shù)革新

23、，為國(guó)內(nèi)電子廠 商帶來增量3.1、光學(xué)顯示：Pancake光波導(dǎo)方案上機(jī)，MicroLED待量產(chǎn)五大VR視覺性能指標(biāo)均存在一定優(yōu)化空間，需依賴光學(xué)透鏡、顯示屏技術(shù)的精進(jìn)來解決。影響VR頭顯視覺上沉浸體驗(yàn)感的指標(biāo)主要包括視場(chǎng)角、焦距、分辨率、幀間時(shí)延、幀內(nèi)時(shí)延五大指標(biāo)，其中，視場(chǎng)角決定視野范圍，自動(dòng)變焦技術(shù)能減少成像不清晰與眼疲勞體驗(yàn)，分辨率缺乏會(huì)導(dǎo)致紗窗效應(yīng),幀間時(shí)延決定畫面連續(xù)度，幀內(nèi)時(shí)延決定畫面是否拖影。圖表72:與VR頭顯近眼顯示相關(guān)的五大性能指標(biāo)顯示屏指標(biāo)顯示屏指標(biāo)光學(xué)透鏡指標(biāo)視場(chǎng)角（F0V）視場(chǎng)角（F0V）焦距分辨率（PPD/PPI）幀間時(shí)延（刷新率）幀內(nèi)時(shí)延（響應(yīng)時(shí)間）定義特點(diǎn)深度沉浸要求水平方向上人眼所能 看到的角度人眼至透鏡的距離PPD二分辨率/F0V,即每一 度視場(chǎng)角的像素?cái)?shù) PPI:每英寸的像素?cái)?shù)每秒可捕捉畫面數(shù)各像素點(diǎn)對(duì)輸入信 號(hào)反響速度，即像