2022年VRAR行业发展机遇分析

1、2022年VRAR行业开展机遇分析1、VRAR：元宇宙硬件载体，迎来开展新机遇VR/AR设备是元宇宙的硬件载体。互联网至今已经历了 PC互联网、移动互联网两大阶段，而Metaverse元宇宙被认 为是互联网的下一代形态，旨在构建一个持久的虚拟共享空间, 同时保持对现实世界的感知。全真互联网时代，即元宇宙时代 将以3D内容为主要信息形式、以VR/AR设备为核心硬件终 端。在VR/AR、5G通讯技术、云计算、AI、区块链等支撑性 技术加持下，元宇宙产业将持续开展壮大，VR/AR作为元宇 宙的核心硬件终端，将为相关电子产业链环节创造增量空间。VR、AR存在技术原理上的区别，MR强调虚拟与真实 世界的

2、实时交互。技术原理使VR （Virtual Reality,虚拟现实） 与AR （AugmentedReality,增强现实）相区别，VR通过计算 机绘制虚拟图像，显示方面强调画面逼真、高清晰度，AR那么 要求计算机基于对现实世界的理解绘制虚拟图像，显示方面强 调与现实交互。共性方面，VR和AR均服务于用户的虚拟体 验，在图像渲染、网络传输、内容制作、感知交互等底层技术 方面存在共性。占据60-80%的AR显示器件份额，待MicroLED技术成熟后 再逐渐被替代。图表75: AR与VR近眼显示牙案承注差方(a) VRNED(a) VRNED(b) AR NEDReal world sceneV

3、irtual information 三柒未来皆库Display-LLens -Human eyeoAR显示光学器件方面，Birdbath适配2c端AR市场。Birdbath光学设计使显示源光线分别经过分光镜、凹面合成器 反射，从而将光线导向眼睛。Birdbath因设计难度低、本钱低 成为消费级AR的首选，2021年有RokidAir、Nreal Air. TCL NXTWEARG采用Birdbath光学方案.自由曲面光学设计使光 线直接射至凹面合成器从而反射回眼内，自由曲面显示效果、 光效性能优异，但量产难以保证较高精度而导致真实世界扭曲 和水波纹样畸变。光波导技术因其轻薄、对外界光线的高穿

4、透特性，将成 为下一代主流光学方案。光波导的传输原理是在不同折射率的 介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周 围有限区域内传播，波导使AR眼镜的光学环节可以移到额头 顶部或侧面，降低对外界光线的阻挡。光波导总体上可以分为几何光波导(GeometricWaveguide)和衍射光波导(Diffractive Waveguide)两种，二者工作原理不同。几何光波导运用传统几何光学设计理念，通 过阵列反射镜堆叠实现图像的输出和动眼框的扩大，衍射光波 导又包括利用光刻技术制造的外表浮雕光栅波导(SurfaceReliefGrating)和基于全息干涉技术制造的全息体光栅波导 (Volu

5、metricHolographic Grating) o几何光波导技术制造工艺繁冗，可量产性和良率均较差, 衍射光波导在设计和成产上更具灵活性，其中又以外表浮雕光 栅波导最具成熟量产条件，已上市的流AR眼镜产品HoloLens 2. Magic Leap One均采用该技术。同时，2021年小 米、OPPO、Snap、Rokid.影目等多家厂商的AR眼镜新品采 用光波导方案。图表82: YR头显空间定位技术分类依赖外置设备进行定位追踪依赖外置设备进行定位追踪无需外置设备，只依赖VR头显本身进行定位追踪高速光线扫描(激光、红外线等)360覆盖用户活动范围，通过捕捉光线，将感知光线的时间间隔转化为

6、角度/坐标，计算用户位置高速光线扫描(激光、红外线等)360覆盖用户活动范围，通过捕捉光线，将感知光线的时间间隔转化为角度/坐标，计算用户位置用头显摄像头检测外部环境，并配合惯性传感器，使用SLAM视觉算法计算空间位置数据，推理头显位置被动式、主动式被动式、主动式结构光、相疏亲I密宗来智库3.2、感知交互：Inside-out头手6DOF成标配，眼球追 踪是技术热点VR头显的感知交互技术主要包括空间定位、交互两大类, 空间定位用以确定设备位置和运动轨迹，交互用以识别用户动 作并形成输入。空间定位方面，Inside-out凭借无需外设的便携性成为主 流。Outside-in工作原理为通过外置设备

7、发出扫描光线360。覆 盖用户活动范围，头显捕捉光线并将感知光线的时间间隔转化 为角度/坐标，从而计算用户位置。Inside-out工作原理为利用 头显摄像头检测外部环境，并配合惯性传感器、使用视觉算法 (SLAM)计算用户的空间位置数据。Inside-out相较Outside-in存在精度和追踪范围上的劣势,但因Inside-out无需外置设备的便捷性更加适配娱乐应用，已 成为约90%VR头显选择的主流空间定位方案。交互方面，语音、手势交互是主流技术，眼球追踪技术 是大厂布局热点。VR设备的交互方式可以分为手柄、语音、 手势、眼动和脑机五大类，其中手柄交互是目前VR头显设备 均在使用的技术，

8、另外分别有约75%、25%的VR设备支持语 音、手势交互，眼球追踪是大厂正在大力布局的热点技术，而 脑机交互仍处于实验室阶段。(1)手势交互：手柄6D0F交互功能有视觉、超声波、 电磁波等方案，Oculus Quest 2采用的基于计算机视觉的手柄 6DOF追踪方案是利用VR头显上的摄像头实现的，随后Pico Neo 3,爱奇艺奇遇3、HTCVIVEFocus3等均相继采用该方案。(2)眼球追踪技术：眼球追踪技术可以主要分为侵入式 和摄像头式两类，侵入式需要VR用户佩戴类似于隐形眼镜的 设备以判断眼球移动，该方法准确度较高，但缺点在于会影响 用户的用眼体验；摄像头式的工作原理是通过红外线和摄像

9、头 不断采样来分析眼球移动，准确度低于侵入式。目前眼球交互 仍然存在精确度低与体验感不佳的问题，但大厂布局眼球追踪 技术旨在实现其衍生作用，一方面，注视点渲染可降低GPU 压力和渲染延迟，提升帧率，降低眩晕感；另一方面，帮助实 现动态调节瞳距或焦距，提升清晰度同时缓解眼疲劳。MR （Mixed Reality,混合现实）将真实实体与虚拟信息 进行实时混合、互动，是AR技术的升级形式，XR（ExtendedReality,扩展现实）指所有由计算机技术和可穿戴 设备产生的真实与虚拟结合的环境和人机交互，包括VR、 AR、MR等所有实现形式，最终效果为令用户混淆虚实。VR加速2c端游戏领域渗透，当前

10、AR主要面向2B应 用。VR/AR市场增长方面，目前VR头显的功能定位集中于 作为电视、游戏机等传统文娱平台的产品演进形态，伴随高性 价比Oculus Quest 2产品价格下探至299美元的消费级水平， VR头显开启2c端渗透。而受限于主流AR头显产品在本钱 价格、沉浸度、佩戴舒适度等方面尚未到达消费级水平，AR 头显暂未有爆款消费级应用出现，目前落地场景集中在汽车、 医疗、军工、教育等2B端市场，应用方案大多作为一种工具 以解决客户痛点并提高效率。图表61: 2020年全球AR分应用领域市场份额Global Augmented Reality MarketMarket Share by A

11、pplication (%)AutomotiveHealthcareMilitary and DefenceEducationReuilEngineeringReal Estate，EntertainmentOthers根据VR陀螺研究院统计数据，2021年VR、AR头显出 货量分别到达1110万台、57万台，分别同比增长66%、43%o 未来，VR/AR应用将走向社交、元宇宙，成为下一代通用技 术设备。根据IDC数据，2020年全球VR/AR市场规模约为 188 亿美元，同比增长 78.5%。根据 ABI、TrendForce Super Data预测，2025年VR市场规模将到达1410亿

12、美元。2、Oculus Quest 2, Hololens 2 分别主导 VR、AR 头显市 场VR头显：Oculus Quest 2主导市场，21年新品实现视觉 效果优化。Oculus Quest 2累计销量超过1500万台，Steam平台份额 增至47.9%。(1)根据VR陀螺统计数据，2021年Oculus Quest 2销量达880万台，截至2022年5月其累计销量已超过 1500万台。(2) 2022年5月份SteamVR分布情况： 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产品迭代重视显示效 果升级。Rift系列PC VR：由Rift迭代至Rift S,显示方面, 屏幕由OLED更换为LCD,单眼像素提升至之前的1.4倍， 同时为防止提升对硬件的依赖，刷新率降低至80Hz。感知交 互方面，Rift S开始支持5摄Inside-out追踪、头手双6DOFo 但2020年Meta宣布停售Rift产品，标志其开始聚焦一体机 产品(通过Oculus Link和Air Link, Quest系列同样可与PC 相连)。Quest系列一体机：2020年9月上市的高性价比 OculusQ

14、uest2以299美元的价格到达VR头显消费级水平，同 时实现分辨率、刷新率、芯片算力等关键性能指标的提升。整 体而言，Oculus Quest新品迭代聚焦显示效果的升级：Quest 2 单眼分辨率为1832*1920,材质为LCD (次像素采用标准RGB排列），相较Quest单眼1440*1600,材质为OLED （次 像素采用PenTile排列，近距离观看时不如标准RGB排列的 细腻），屏幕PPI和实际显示效果均有所提升，LCD屏幕的 应用使Quest2清晰度更高、功耗更低，但同时带来屏幕拖影 等劣势。同时，Quest2搭载高通骁龙XR2芯片，实现最高支 持分辨率、屏幕刷新率的升级。_图表

15、68： Oculus Rift Quest历代产品规格比拟VR设备形态OcuI us Rift SOculus QuestOculus Quest 2|处理器一一高通骁龙835高通骁龙XR2显示屏幕OLEDFAST-LCDOLEDFAST-LCD分辨率单眼 1080*1200单眼 1440*1280单眼 1440*1600单眼 1832*1920刷新率90Hz80Hz72Hz90Hz光学光学方案菲涅尔透镜菲涅尔透镜菲涅尔透镜菲涅尔透镜视场角/较Rift有所扩大100100交互头部6D0F6D0F6D0F6D0F手柄双手DOF双手DOF双手DOF追踪方案Outs ide-inInside-out

16、Inside-outInside-out存储RAM一4GB6GBROM64GB/128GB64GB/256GB重量470g570g517g503g价格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一体机是VR设备主流形态，PC VR主打高端游戏玩家 市场。（1） VR 一体机：以2019年Oculus发布第一代6DOF VR一体机Quest为起点，独立算力、独立显示、独立内容平 台的VR 一体机开始成为VR设备主流形态，2021年有Pico Neo 3、爱奇艺奇遇 3、Nolo Sonic. HTCViveFocus3 等一体机

17、 新品发布。结合上文的Steam平台VR头显设备份额数据， Oculus Quest 2串流用户已占据Steam VR用户近半数份额， 预计未来一体机仍将主导VR头显市场，并有望挤占PC VR 份额。（2） PCVR： PCVR以高算力优势坐拥高质量运行的游戏内容，主打高端和重度游戏玩家市场，2021年原有产品系 列继续更新迭代，惠普Reverb G2推出眼动追踪版本、HTC 更新Vive Pro 2, 2022年索尼也将发布基于PS5的第二代PSVR 2产品。硅基OLED、Pancake等优化视觉效果的新一代技术开始 上机。(1)以Pico Neo 3为例，定价2000-3000元的VR头

18、显已普遍实现4K分辨率、90Hz刷新率、头手6DOF规格。(2) Vive Pro 2、ViveFocus3 搭载 FAST-LCD 屏幕实现双眼 5K分辨率，引入了 HTC的定制双堆叠镜头设计，支持120。 视场角，不会出现边缘失真或模糊，并支持IPD调节，高配 置也使HTC新品定价较高。其中Vive Focus 3主要面向2B端 市场，内置的Vive Business应用商店内均为商用软件。(3) 以arpara5KVR 一体机为例，其搭载Micro OLED屏幕实现5K 像素，使用Pancake光学方案实现头显轻薄化，能够实现视觉 效果优化的新一代显示、光学技术开始上机。图表69: 20

19、21年主流VR 一体机、PC VR新品规格比拟HTC Vive Focus 3Pico Neo 3arpara 5K VR 一体机HTC Vive Pro 2VR设备形态VR 一体机PC VR处理器高通骁龙XR2高通骁龙XR2高通骁龙XR2显示屏幕FAST-LCDFAST-LCDMicro OLEDFAST-LCD分辨率4896*24483664*19205120*25604896*2448刷新率90Hz90Hz90Hz90Hz/120Hz光学光学方案/菲涅尔透镜超短焦/视场角1209895120交互头部6D0F6D0F6D0F6D0F手柄双手DOF双手DOF双手DOF双手DOF追踪方案I n

20、s ide-outInside-outI ns ide-outOuts ide-in存储RAM8GB6GB8GB一ROM/128GB/256GB128GB一重量/390g380g/价格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月汜余姆木力罢/1年AR头显：微软Hololens 2主导市场，苹果持续布局MR生态由于AR头显聚焦的商用市场更注重硬软件整合效益， 故主导商业系统、软件及平台的厂商更优势。微软Hololens 2 已成为AR头显主流产品：（1）技术规格方面，HoloLens 2 采用骁龙850计算平台，能够提供2-3小时的电池

21、续航，提供 手部追踪、眼部追踪、语音命令、空间映射、混合现实捕捉、 6DoF追踪等功能，从而实现通过渲染高清全息影像，在真实 世界之上叠加数字影像。（2）应用方面，HoloLens 2适用于 制造业、创新零售业、医疗健康、军事等多领域。微软于 2021年H1获得高达219亿美元的HoloLens 2订单，将向美 军提供至少12万套军规级HoloLens2。美国陆军表示，已与 微软签订了订单合同，授权军规级HoloLens 2从快速原型开 发阶段转向量产和快速实战测试阶段。消费电子“重新定义者”苹果持续布局MR生态。苹果于 近年频频公布MR产品相关专利，涉及光波导、眼动追踪、 头戴设备设计、下游

22、应用等多领域，技术积累丰富。同时持续 布局软、硬件幅员，硬件方面，2015年收购AR初创公司 Metaio, 2017年、2018年先后收购AR初创公司Vrvana、AR 眼镜镜片公司Akonia；于2010年开始陆续收购面部识别、动 作捕捉、全息光波导等VR&AR相关核心技术公司。软件方面，2015年收购Metaio旗下AR SDK等软件技术，后推出 ARKit开发平台并不断更新，2017年就在苹果APP Store上线 超4000款AR应用。作为智能手机、TWS耳机领域的“重新 定义者”，苹果入局有望领导VR/AR设备明晰市场定位、带动产业完成快速渗透。3、光学显示、感知交互等环节技术革新

23、，为国内电子厂 商带来增量3.1、光学显示：Pancake光波导方案上机，MicroLED待量产五大VR视觉性能指标均存在一定优化空间，需依赖光学透镜、显示屏技术的精进来解决。影响VR头显视觉上沉浸体验感的指标主要包括视场角、焦距、分辨率、帧间时延、帧内时延五大指标，其中，视场角决定视野范围，自动变焦技术能减少成像不清晰与眼疲劳体验，分辨率缺乏会导致纱窗效应,帧间时延决定画面连续度，帧内时延决定画面是否拖影。图表72:与VR头显近眼显示相关的五大性能指标显示屏指标显示屏指标光学透镜指标视场角（F0V）视场角（F0V）焦距分辨率（PPD/PPI）帧间时延（刷新率）帧内时延（响应时间）定义特点深度沉浸要求水平方向上人眼所能 看到的角度人眼至透镜的距离PPD二分辨率/F0V,即每一 度视场角的像素数 PPI:每英寸的像素数每秒可捕捉画面数各像素点对输入信 号反响速度，即像