VR、AR产业研究：5G时代VRAR将成智能穿戴下一个爆品

VR、AR产业研究：5G时代，VRAR将成智能穿戴下一个爆品1、5G时代万物互联，VR/AR将成智能穿戴下一个爆品1.1、智能手环打开穿戴时代，TWS成首个智能穿戴爆品智能穿戴打开消费电子行业后续成长空间。智能穿戴即可穿戴设备，手机的

创新空间逐步收窄和市场增量接近饱和的情况下，智能可穿戴设备为智能终端产

业增添了动力。2020

年第

3

季全球穿戴式装置出货达

1.25

亿台，较

2018

年同期

增长

35.1%。目前全球智能穿戴板块中智能手表+耳戴式产品+智能手环占比超

90%，占比最高的是耳戴式，市占率为

55.67%。智能穿戴领域玩家主要仍是以苹

果为代表的手机巨头。智能穿戴市场最早追溯到

20

世纪

60

年代，

2008

年，Fitbit推出首款健身设

备，可穿戴产品开始进入普通大众的视野和生活。2014

年智能穿戴进入

“爆发

年”，各大电子知名终端和互联网公司相继进入智能穿戴领域。2014

年

Google发

布

AndroidWear和云健康管理平台

GoogleFit，Apple发布

HealthKit平台，公布

iWatch，正式推出第三方应用开发平台

WatchKit；微软发布

MicrosoftHealth和

MicrosoftHand；三星发布健康监控手环

GalaxyGearfit及预装

Tizen

OS的智能手

表。国内企业也不甘落后，小米发布

79

元低价亲民手环，销量迅速超过

100

万，

直至

2019

年小米仍在印度手环市场保持

40%+的市场份额。手环是是穿戴板块热潮的首个大单品。2011

年

Jawbone

公司率先推出了第一

款智能手环

JawboneUP健身手环。该手环可追踪睡眠、运动、饮食状况，并与智

能手机的相关应用进行关联，售价为

130

美元，但由于产品本身缺陷匆匆下架。

2013

年，Fibit也尝试发布了相似功能的智能手环

FibitFlex，但很快就迎来了一

大波的退货危机，未能进一步大规模出货。2014

年，Jawbone、Fibit

再次发布新品引领智能手环的第二波浪潮，同时

Google发布了专为可穿戴设备打造的

AndroidWear平台，为安卓手机厂商进军可

穿戴设备市场提供机会。三星、索尼、微软、华为等传统手机厂商和小米等移动

互联网厂商，以及

Garmin

等无线技术公司也相继涉足智能手环市场，多款明星级

智能手环大量集中上市，并在各大厂商在各种渠道的大力推广下迅速“引爆”了智

能手环市场。到

2014

年底，仅中国智能手表市场上参与竞争的品牌数量就超过

50

家。但由于产品同质化严重、用户检测数据准确度低和创新不足，手环市场

2016

年底开始增长乏力，2016

年

Q3

智能手环市场整体销量为

2300

万只，仅保持了

3.1%的微弱增长。2018

年小米新推出手环

3，大幅增加了小米手环的使用场景，

发布还不到半年，全球销量就已经超越了

1000

万，小米手环

3

的爆火带领小米手

环销量重回高增长。无线蓝牙耳机崭露头角，TWS

应运而生。2001

年苹果划时代的推出了

iPod设备以及

iTunes服务，开启了音乐数字化的浪潮，可随时随地听歌的需求迅速拉

动了耳机行业的成长。2006

年，蓝牙

A2DP协议的普及大大提升了音质，使蓝牙

耳机听歌成为可能，无线运动耳机厂商

Jaybird顺势于

2008

年推出第一款蓝牙无

线运动耳机。2014

年，一家德国创业公司众筹生产了一款

Dash无线耳机，这是

第一款消费级的真无线耳机,集成内容存储、语音助手、运动检测、心率监控、实

时翻译等功能于一身。自此，蓝牙无线耳机产品创新不断，Beats

等品牌纷纷发布的真无线蓝牙耳机。

短短两年后，美国的蓝牙耳机市场份额已超过非蓝牙耳机。GfK中国的统计数据

显示，我国的蓝牙耳机市场份额从

2015

年的

39%提升到了

2017

年的

56%，蓝牙

耳机不断吞噬有线耳机市场份额。2016

年，苹果凭借其推出的

AirpodsTWS耳机产品的时尚外观设计、强大续

航能力和稳定便捷的使用方式以及与

iOS

生态的高度融合，迅速掀起了

TWS行

业热潮。TWS耳机让耳机从手机配件晋升为独立的智能终端产品，重新定义了新

耳机。据

Slice

Intelligence统计，苹果

Airpods在发售后仅用一个月就挤下

Beats夺走了无线耳机销量冠军的宝座。2019

年

10

月底苹果发布的高阶

TWS耳机

AirPodsPro，添加主动抗噪和防水等功能解决了消费者的痛点，一度一机难求。

华为、小米以及传统耳机厂商也都纷纷跟进，推出自家

TWS降噪耳机，据

IDC数据，2019

年第二季度我国

TWS耳机出货量占比达到了

66%。1.2、5G为

VR/AR铺路，场景更加完善VR（Virtual

Reality）指虚拟现实，利用计算机模拟虚拟环境给用户沉浸感，

是一种创建与体验虚拟世界的仿真系统，VR中不包含真实信息，用户将自己的

意识代入一个虚拟的世界。AR（Augment

Reality）指增强现实，是一种将虚拟信息融合叠加在真实世界上的技术，利用计算机将文字、图像、三维模型等信息仿

真后应用到现实世界中，虚拟信息与真实信息互相补充，实现对现实世界的“增

强”作用。VR和

AR统称

XR。AR和

VR区别主要体现在两方面：1）设备区别：鉴于

VR是纯虚拟场景，VR装备多配有位置追踪器、数据手

套、动作捕捉系统、数据头盔等，用于用户与虚拟场景的互动。而

AR是虚拟与

实景的结合，所以设备一般都配有

3D摄像头，严格来说，只要安装了

AR软件，

智能手机等带摄像头的产品都可以进行

AR体验。3）应用场景不同：VR的虚拟现实特性使其具有沉浸感和私密性，决定了其

在游戏、娱乐以及教育社交等领域会有天然优势，而

AR的增强现实特性决定了

其更偏向于与现实交互，适用于生活、工作、生产等领域。VR/AR

产业链较长，包括硬件、软件、内容、应用和服务四个环节，其中硬

件环节包括各种零部件和整机的创造、生产和销售，软件主要指各种操作系统、

应用和工具软件等，内容包括内容制造和分发两个环节，应用则分为消费侧和企

业侧，服务属于支持环节，主要是云服务和通信网络。5G

为虚拟现实的服务环节提供了基础设施支撑。2019年是中国5G商用元年，

2020

年

5G建设进程大幅提升，仅中国全年新建开通

5G基站超

60

万个。5G时

代网络主打超高速、低延时、海量连接、泛在网、低功耗，能在节省能源、降低

成本的同时提高系统容量和大规模设备连接能力。5G

的传输速度可以实现在云端

完成虚拟现实交互应用所需要的渲染，帮助用户获得可以媲美

PC级的渲染质量。5G网络的铺设结合云端和人工智能等技术的进步，为物联网、车联网、云游

戏、云视频等应用场景都创造了可能性，以可穿戴设备、虚拟现实、智能家居、

智能医疗、车载智能终端等为代表智能硬件，在

5G推动下会带来蓬勃发展。2、VR场景技术逐渐成熟，苹果新品有望引爆市场2.1、技术内容趋于成熟，VR行业快速发展VR

产业发展可分为三个阶段：概念期、热潮期和发展期。20

世纪

50

年代，

美国人

MortonHeilig发明了第一台

VR设备

Sensorama，被称为

VR设备的鼻祖，

90

年代任天堂等游戏设备公司开始陆续推出

VR设备。但在

2012

年之前，VR基

本以概念为主。2012

年，OculusRift和

GoogleGlass问世，VR

产品在成本、延迟、视域和

舒适度方面得到了显著改善，行业进入了产业元年，2016

年虚拟现实被列入“十

三五”信息化规划等多项国家政策文件，国内厂商也纷纷入局，乐视头盔、暴风

魔镜、掌网科技、大朋等等，整个

VR

行业处于井喷状态。但由于技术不成熟和

价格高企，2017-2018

年，行业进入严冬。2019

年-2020

年，随着

VR内容生态的

完善和

Oculus产品的爆卖，行业进入高速发展期。沉浸感是让人专注在当前的目标情境下感到愉悦和满足，而忘记真实世界的

情境,沉浸感要求人的感知和认知的统一,沉浸感是判断

VR发展阶段的重要指标。

沉浸感包括多个维度的指标，包括单眼屏幕分辨率、视场角（FOV）、角分辨率

（PPD）、可变焦显示和时延等。除了无沉浸以外，VR

沉浸体验可以分为、初级

沉浸、部分沉浸、深度沉浸和完全沉浸四个层次。沉浸感主要决定因素包括视场

角

FOV、刷新率、延迟及自由度等。透镜的设计是决定视场角的重要因素，而刷新率和延迟则对屏幕和处理期的

性能及算力提出了较高的要求，而自由度越高，则传感器数量越多，因此沉浸感

的要求带来的是终端产品的体积重量和成本上的压力，在当前技术条件下，“沉浸

感-佩戴舒适度-性价比”组成“不可能三角”。我国

VR行业仍处于第二级，即部分沉浸阶段，主要表现为

1.5~2k单眼分辨率、100~120

度视场角、百兆码率、20

毫秒

MTP

时延，4K/90

帧频渲染处理能力

等。当下

VR的体验已经有了较明显的提升，分辨率和图像渲染都能让用户有更

深度的沉浸效果，也减少了眩晕，但目前真实度仍有待提升。VR

产品就硬件产业链而言，包括产品形态、处理器、显示、光学、追踪定

位、操作系统等方面。就形态而言，VR可分为一体机和非一体式（PC/手机），

其中自身无显示屏且需要借助手机显示屏的即手机

VR，内置显示屏但要连接电

脑使用的是

PCVR，单独内设显示屏也内设处理器的是

VR

一体机，目前大部分

高端的

VR设备以一体式

VR为主。目前

VR

处理器分为手机芯片和专用芯片，以骁龙

820、MTK、三星、麒麟

等为代表的手机芯片性能优越，但其功耗和散热问题难以解决，且成本较高，2018

年高通专门为

VR和

AR一体机而设计的芯片

XR1，其性能比骁龙

845

XR版稍弱，

少了基带集成，成本更低，基本达到沉浸式

VR

体验的最低标准。2019

年骁龙发

布

XR2

芯片，相比于上代产品，CPU、GPU性能翻倍，视频带宽提升至原来的

4

倍、分辨率是原来的

6

倍，AI性能更是提升至

11

倍之多。目前大陆产的

VR芯片较少，主要包括瑞芯微

Rockchip、全志

H8、INFOTM等，2017

年全志科技发布首个专用

VR芯片

VR9，其牺牲部分

CPU成就超强的

音频效果，内置

VR专用低延时加速模块

Portal1.0

以及双引擎直驱双屏专用系统，

突破性达到全景

6K

解码播放能力，目前全志科技配套的

VR终端均以中低端定

位为主。2020

年

5

月华为海思发布

XR芯片平台，推出首款支持

8K

解码能力的

XR芯片，但目前由于受美国制裁，后续前景仍不明朗。屏幕是决定沉浸体验最重要的决定因素之一，目前主流为

FastLCD与

AMOLED技术。屏幕显示最大的难点是要解决纱窗效应+时延，即对分辨率/PPI和刷新率要求极高。人单眼等效的

VR

屏幕分辨率是与

16K分

辨率的规格（15360

x8640，1.32

亿像素)最为接近，OculusQuest2

显示器可提供

每只眼睛

1832

x1920

像素的分辨率，爱奇艺的奇遇

2pro等能达到单眼

4K的分辨

率，但距离人视网膜分辨率的差距仍较远。纱窗效应跟次像素排列密度

PPI有关。纱窗效应是指在像素不足的情况下，

实时渲染引发的细线条舞动、高对比度边缘出现分离式闪烁现象。造成纱窗效应

的原因跟次像素排列密度有关，次像素之间的间距并不发光，间距越大，不发光

的部分越明显，在

VR中看起来就像是在眼前蒙了纱窗一般有种模糊感，影响

VR的沉浸感和视觉清晰度。高刷新率使画面更加平滑，减少画面延迟、重影，而且也能缓解眩晕感。一

般而言

VR设备如果想不眩晕，至少要有足够高的

120Hz及以上刷新率以及足够

高的分辨率（4K及以上）。延迟时长为刷新率的倒数，90HZ

的刷新率对应的是

11.1ms，以人眼的感官而言，人眼可以明显察觉

90-120Hz到

160-180Hz的提升，

超过

250Hz

后，人眼对刷新率提升的敏感程度将逐步递减。目前主流的

VR屏幕均以

FAST-LCD

屏幕为主。一般

OLED屏幕的刷新率明

显有优势，但纱窗效应较明显，且成本较高，LCD屏幕的次像素间距比

OLED要

小，纱窗效应会减轻很多，目前改良的

FAST-LCD时延大幅降低，具备性价比优

势，目前主流的

VR屏幕均以

FAST-LCD屏幕为主。仅

2018

年，京东方

VR专用

显示模组出货量就达

100

万片，涉及

VR整机产品已超

20

款，包括

Oculus和华

为

VR。VR

产品的光学主要包括视场角和光学方案两块。视场角即

FOV，一般指水

平方向的视场角，显示器边缘与观察点（眼睛）连线的夹角，人眼正常睁眼看左

右环境是

120

度的视场角，视场角以外的区域就是黑色区域。视场角一般要与屏

幕大小相匹配，如果视场角远小于屏幕匹配的效果，VR

世界有黑边，影响沉浸

感，但如果想升级视场角，则需要缩短与透镜间的距离，或增加透镜的大小，但

屏幕

PPI

不够的情况下，放大倍率太高，屏幕的颗粒感会越严重。在保证视场角的情况下，屏幕离眼睛越近，所需要的屏幕面积则越小，越省

成本且更轻便，但人晶状体是凸透镜，太近的画面会失焦，因而需要在面部和显

示器之间设置一个透镜或一系列的透镜，使观看更舒服。市面上光学方案包括非

球面透镜和菲涅尔透镜，目前菲涅尔透镜是主流。菲涅尔透镜即螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注塑而成，镜片表面一面为光面，

另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏

度和接收角度要求来设计,

每个凹槽都可以一个独立的小透镜，把光线调整成平

行光或聚光,也能消除部分球形像差。普通的透镜会出现边角变暗、模糊的现象，菲涅尔透镜优势显著，但菲涅尔

透镜精度较差，成像效果一般，非球面镜头成像效果较好，但镜片厚重量大。2019

年华为推出超短焦方案（Pancake），利用折叠光路设计和多层镀膜，让光线在镜

片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返，最终从反射式偏振片射出极大

减小眼镜的重量和体积。追踪定位方案主要是为了在虚拟场景里的空间定位，以实现更多的人机交互。

VR的定位技术在实现上主要分为两类,即“outside-in”和“inside-out”，前者需要

外置多个定位点设备，设备发出红外线等通过三角定位的方法确定佩戴者的位置

和移动方向。后者则是利用设备自身，而不依靠外部的传感器等配件，实现虚拟

场景里的空间定位，以及更多的人机交互。前者比较精准但放置定点设备不方便，

后者则更方面，目前

inside-out是主流定位方案。与

VR内的场景交互涉及到自由度

DoF，主要是对物体的运动方式的追踪，

自由度分为

3DoF和

6DoF，3DoF是指戴着

VR

头显的玩家的头部回转动作，即

上下、左右、前后回转动作，而

6DoF则在

3DoF的基础上添加了身体的上下、左

右、前后动作。3DoF

的设备可以用来看

VR电影和进行一轻度

VR游戏，6DoF的设备能在玩游戏时与场景深度交互，体验到越障、跳楼、登山、滑雪等真实感

受，大幅提升沉浸感。疫情增加居家时间，VR内容+技术相互促进升级。2020

年疫情导致居家时间

变长，而一体机、高刷新率、6DOF技术升级带来的体验感上升，眩晕效果大幅

降低，VR行业进入爆发期。VR

游戏也不断丰富，截止

2020

年底

Steam平台

VR内容数量达到

5554

款，加上

Oculus和

VIVE、PICO

等平台，目前主流游戏平台

上

VR内容已超过万款。VR已经进入了“用户增加-设备开发商/内容开发者收入

提高-设备体验感上升/内容持续丰富-用户持续增加”的正向循环。半衰期游戏大火，2020

年

VR

游戏收入同比增长

25%。

2020

年发布的《半衰期：爱莉克斯》单款游戏收入超过了

2019

年所有

VR游戏

收入之和，2020

年全球

VR游戏收入同比增长

25%达到

5.89

亿美金。2020

年

SteamVR的会话数量达到

1.04

亿次，新增用户达到

170

万（初次使用

SteamVR的用户数量），VR游戏时间比上年增加了

30%。Steam平台的月连接

VR设备数量不断创新高，Oculus已占据半壁江山。

Steam

年度报告指出

2020

年平台新增

VR用户

170

万，月活

VR用户

205

万，根

据

RoadtoVR的测算，目前

Steam

平台的月连接

VR设备数量已经超过

250

万，

且不断创新高。Facebook占比

VR消费市场半壁以上江山，2021

年

3

月

Steam平

台

58%的月连接

VR设备均为

Oculus产品。2.2、Oculus产品供不应求，苹果新品有望引爆市场Oculus

成立于

2012

年，创始人帕尔默是

VR迷，2012

年，OculusRiftDK1

上线国外众筹网站

Kickstarter

众筹，筹集超

240

万美元的资金，2013

年，游戏天

才约翰·卡马克宣布加入

OculusVR公司任

CTO一职，2013

年

Oculus发布首款

VR设备

OculusRift。Facebook以

20

亿美元的价格收购

Oculus。2014

年公司陆续

发布了

DK2、CrescentBay两代开发者版本，三代开发者版本的重量逐渐减轻，

刷新率有所提升，使用体验逐步向消费级产品靠近。首款消费者版

VR面世后，Oculus创新不断。Oculus

于

2015

年

6

月正式发

布了消费者版

Rift虚拟现实头显，上市时售价为

599

美元。2018

年

5

月，Facebook

在海外市场推出的

OculusGo是

Oculus第一款无需匹配

PC使用的一体化

VR设

备。为探寻

VR

未来发展方向，Facebook在

2019

年

5

月同时发布了

OculusRiftS和

OculusQuest

两款产品，分别为系留

VR（PCVR）和一体机

VR（移动

VR），

两款产品的屏幕材质、芯片、刷新率等较

OculusGo

有了明显提升，沉浸感更强。Quest产品供不应求，Oculus成

VR赢家。Oculus

首款

Quest大获成功，开

售两天冲到了多国亚马逊畅销榜前三。2020

年

9

月，Facebook发布了新款一体机VR：Oculus

Quest2，同时支持以有线/无线方式连接

PC使用，分辨率显著提升，

刷新率提升至

90Hz，仅

299

美元的起售价极具吸引力，还提供给玩家大量质优价

廉的游戏,产品极具性价比，该产品

2020

年

Q4

销量为

109.8

万台，而同价位的索尼

PSVR销量仅为

12.5

万台，排名第二。OculusQuest2

预期销量持续上修，首款千万级别

VR设备诞生。Facebook

RealityLabs副总裁安德鲁称

QculusQuest2

的销量已经超过了

OculusRift、OculusRift

S、OculusGo和

OculusQuest1

的销量总和，根据产业链追踪，Oculus持续

上修订单，预计今年

Quest2

销量有望超

700

万台，Quest2

将成为史上第一款超

千万销量的

VR设备。苹果作为消费电子行业的标杆企业，其

VR新产品的发布有望引爆市场。2015

年

2

月苹果的第一份

VR/AR相关专利曝光，专利内容为一款观看沉浸式媒体的头

显，截止

2021

年

1

月，苹果已有

330

多项公开可查的

VR/AR相关专利。2019

年

苹果内部会议曝光的

N301，外形类似

OculusQuest，具备

VR、AR

混合功能，苹果将在

2021

年

6

月的开发者大会

WWDC上发布一款混合现

实头显，配置和功能方面想象空间颇大。配置方面，除了已知的外观专利、散热和光学专利，苹果还曾向索尼订购了

1280x960

分辨率的

0.5

英寸

Mirco-OLED显示屏，另外

ToF镜头也可以被内置到

头显中以实现手部动作追踪。功能方面，VR/AR切换、近视支持、心率及温度测

量、虚拟键盘投射和

6DoF手写触控笔等功能专利均在

2020

年对外公开，有望被

用于苹果的

VR新品。iPhone和

iPad近年来陆续新增

UWB和

Lidar模块，为推出

VR/AR铺路。苹

果

iPhone11

系列之后手机均搭载

UWB超宽频芯片，高效传播速率、高精度定位、

传输距离适中、低能耗等性能优势明显。2020

年新款的

iPad和

iPhone均配置了

Lidar镜头，可以快速扫描获取身边世界的

3D

信息来分析和构图，苹果在相关生

态链产品中陆续增加精准定位和

3D信息获取相关的配置，为

VR/AR产品的推出

铺路。2.3、行业进入爆发期，巨头跑马圈地2020

年全球

VR头显出货量为

670

万台，到

2025

年

VR用户市场有望超过

9000

万。2020

年全球

VR头显出货量为

670

万台，同比大增

72%，预计

2022

年

将达到

1800

万台，其中销量大增主要由于

Oculus

Quest一代和二代产品的爆卖。

2020

年全球

VR用户数量已超过千万，到

2025

年将达到

9000

万，苹果等巨头的

相继入场给市场更大想象力空间。2.3.1、索尼索尼

HMZ系列试水

3D头戴显示设备，正式进军

PSVR。2011-2013

年，索

尼分别发布了

HMZ-T1、HMZ-T2、HMZ-T3

三款产品，HMZ系列主打“头戴

3D个人影院”概念，主要功能是

3D

观影，虽然也属于头戴显示设备，但并不是真

正的

VR。2016

年发布第一款

VR设备：PSVR。截止

2019

年

2

月，官方公布的

全球总销量为

420

万台，2020

年

Q4

季度

PSVR的销量仅

次于新发布的

OculusQuest2，广受欢迎。PSVR

与一般

PCVR不同，其只能配合

PS使用，但其优势也相对明显，主要体现在：1）体验门槛。与同时期的

OculusRift和

HTCVIVEPSVR相比，PSVR通过

处理器连接

PS4

后可以直接使用，不需要复杂的配置，也不需要专门购买价格远

高于

PS4

主机的高性能

PC。2）用户。PC

用户数量虽要高于

PS4，但

PS4

的用户诉求全部集中于游戏娱

乐，与

VR产品本身的定位非常契合，因此

PS4

用户对于

PSVR

的接受度更高。

此外，

截止

2019

财年，PS4

全球累计销量达

1.104

亿台，用户数量较为可观。

就用户的消费习惯而言，相对封闭的

PS平台也要优于

PC平台，截至

2020

年

1

月底，PS4

全球累计游戏销量达到

11.81

亿套，较去年同期增加

2.57

亿套。3）内容。PS4

的内容质量相较于

Steam平台也不落下风，大量成熟的内容

IP对于

VR的推广有推动作用。目前

PSVR的第二代产品尚未发布，但新款主机

PS5

已经上市，PSVR可以

通过专门的连接器在

PS5

上运行其在

PS4

购买的游戏。2020

年夏季索尼提交了一

份用于

PSVR2

的关于降低

VR晕动症的技术专利，10

月又提交了一份“让观众

参与游戏并集成到虚拟现实内容中”的专利，观众可以在可用内容中进行选择，

为

VR用户增加游戏场景。2.3.2、HTCHTC联合

Valve开发

VR头显，产品系列丰富。HTC的

VIVE系列是由

HTC与

Valve联合开发的

VR头显，第一款开发者版本

VIVE在

2015

年的

MWC上发

布，消费者版本于

2016

年正式开始销售，该款产品发行

3

个月后销量接近

10

万台。VIVE

FocusPlus支持

2K分辨率、6

自由度操控和

Inside-Out定位追踪，无需连接

PC

或定位器即可使用，用户体验大幅提升。VIVEPro的色彩对比度更高，

且内置

3D立体音耳机，具备

100

平米内空间定位追踪功能，可满足大型游戏需

求。最新的

VIVECosmos拥有

VIVE系列中最高的分辨率，同时适用于各种

VR

应用程序，功能更加全面。HTC在

2018

年

Q1

的全球

VR行业销售收入的份额达到了

35.7%，第二名三星的份额为

18.9%。内容方面，截止

2021

年

3

月，Steam平台

VR独占游戏为

3871

款，其中

3727

款支持

HTCVIVE，2708

款支持

OculusRift，

HTC较有优势。2.3.3、华为华为于

2016

年

5

月正式推出了

VR头显，专门匹配荣耀

V8

手机使用，功能

较为简单。第二年又推出了第二代头显VR

2，使用3K显示屏，刷新率达到了90Hz，可配合电脑作为

PCVR使用，连接手机后也可使用手机的处理器转为分离式一体

机

VR。2019

年华为推出

VRGlass，机身厚度

26.6mm，重

166

克，厚度和重量均仅

为其他品牌

VR的

30%，配置超短焦光学系统，如三段式折叠光路等，同时支持

0-700

度屈光调节，可不戴近视眼镜直接佩戴，采用

1058

PPI的

Fast

LCD屏幕，

支持

3D音效、IMAX巨幕。但其非一体机，需要配合手机或电脑使用，连接电

脑使用时刷新率可达

90Hz。华为发布

CloudVR，解决便携和效果的冲突。当下

VR体验较好的大多需要

依赖

PCVR终端设备，行动不便，华为

iLab于

2019

年

2

月西班牙

MWC展览会

上，发布了最新的

VR解决方案——CloudVR，VR云化后，用户侧设备只需要最

基础的视频解码、呈现、控制信令接收和上传，可采用

STB解码，MobileVR播

放，实现无绳化，轻便、便于更多类型终端接入的优势。3、AR技术瓶颈不断突破，远期市场值得期待3.1、3D镜头普及，为

AR市场成熟创造条件1966

年增强现实之父萨瑟兰开发出第一套

AR系统，是人类实现的第一个

AR设备。谷歌于

2012

年宣布开发出

ProjectGlass，并于

2014

年正式发布

AR眼

镜

GoogleGlass，次年现象级手游

PokemonGo的风靡彻底让

AR出现在大众视野

中。随后，苹果、Facebook、华为、三星等大厂纷纷布局

AR，高通在

2019

年推

出了首款支持

5G的扩展现实设备芯片“骁龙

XR2”，AR爆发值得期待。面对发

展前景广阔的

AR市场，各大厂商进行了一系列收购和投资，Facebook、苹果和

谷歌等均发布了自己的

AR平台，提前布局

AR领域。AR领域在技术上需要从

0

到

1

的突破，技术实现难度总体高于

VR，由于是

虚拟场景与真实场景的叠加，如何识别和理解现实场景，如何在真实世界叠加虚

拟物品并实现感知交互，是

AR的首要任务。3DSensing为理解世界并交互的核

心技术。在交互领域，3D成像技术尤为关键。通过

2D向

3D的升级，可以获取全面

的三维信息，每个对象的三维轮廓、物理特征将更为充分识别。目前

3DSensing

已经在高端智能机中得到了运用，主要在人脸识别领域。前置

3DSensing获取的

是

3D人脸图像，未来后置

TOF

应用场景也更为广阔，比如之后的手势识别，以

及为现实场景的建模。3D镜头未来将成为

AR眼镜标配。TOF与结构光主要区别在于算法，核心部件较为相似。3D

相机方案已经具

有多种应用方案，包括

TOF、双目识别、结构光（含固定式和可编码式）。双目

识别属于被动式方案，不需要激光源，精度低，效果较差。TOF和结构光预计将

会未来

3D

相机的主要选择。结构光是利用图像传感器获得光源投射到物体表面的图案机构，利用三角原理计算三维坐标；TOF则是利用计算从光源到物体、再

到接收端的时间进行测距，逐点计算测量相位差以获得物体表面信息。虽然二者

解码原理不同，但其所需要的核心部件基本相同，包括发射端的红外光源、微透

镜；接收端的透镜、窄带滤光片、传感器等。目前

TOF镜头在

AR眼镜中已大规模应用。2019

年发布的微软

HoloLens2，

对手势追踪模块升级为

AzureKinect，包含了一个

TOF深度传感器，最多可追踪

单手

25

个关节点，密度更高，覆盖更为全面，包括手指弯曲等细节动作也能捕捉

到。OPPOARGlass2021

搭载双目鱼眼摄像头，对单手做

21

个关键点标记，单

根手指

4

个关节标记点，可对双手实现毫秒级检测和追踪，精准识别手势，这样

可进行点按菜单、推开和拉近物体等手势交互。目前手机厂商纷纷导入

ToF镜头，为

AR铺路。2017

年

iPhoneX发布后，

3D成像开始在智能机上逐步渗透。2019

下半年至

2020

年，包括苹果、三星、华

为、SONY、OPPO、Vivo等，纷纷计划在后镜头搭载

ToF。配置

ToF镜头现阶段

一方面能取代景深镜头，并提供更好的拍照效果，长期而言，是着眼于未来

AR应用展开的铺路。3.2、技术不断突破，光波导是未来主流近眼显示技术是核心，成像系统叠加是关键。近眼显示系统（NED）是

AR设备叠加虚拟物品并实现交互的核心，是将显示器上的像素，通过一系列光学成

像元件形成远处的虚像并投射到人眼中。由于

AR

眼镜需要透视，既看到真实的

外部世界，也看到虚拟信息，所以成像系统不能挡在视线前方，需要多加一个或

一组光学组合器，通过“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体，互相

补充，互相“增强”。AR

设备的光学显示系统由图像源器件与显示光学器件组成，前者产生图像

并将图像投射到显示光学器件中，显示光学器件将图像反射到用户眼睛中。图像

源器件技术主要包括硅基液晶（LCoS）、AMOLED和

microLED，目前

LCoS一

直是

AR眼镜中应用的主要技术，AMOLED

具有自发光功能，设计更简洁，光视

效率更高，微型

LED光视效率更高、产品寿命更长、反应速度更快，更适合

AR眼镜，但目前

micro

LED技术量产尚不成熟。目前光学元件技术分为棱镜、自由曲面、光波导等，棱镜光学是

Google

Glass

采用的光学方案。通过投影到带有切割反射面的小棱镜上成像，棱镜将图像反射到人眼视网膜中，与现实图像相叠加成像，方案比较成熟，技术门槛低，但视场

角小、镜片厚且亮度不足。Birdbath方案和棱镜光学原理相近，采用

45

度角的分

光镜（具有反射和透射值），弊端也和棱镜方案类似。自由曲面指通过投影到表面不规则的带反射/透射（R/T）值的曲面反射镜，

然后反射回眼内，这种方案显示源一般在额头前方，自由曲面厚度较厚，外界透

光率较低，视场角也较小且体积较大。日本爱普生公司及美国梦境视觉

Meta系列

曾采用过该方案，Meta系列重量约

420

克（不计线缆和头部绑带）。光波导为目前主流方案，光波导可分为几何光波导（也叫阵列光波导）和衍

射光波导，根据不同的光栅元件，衍射光波导有利用光刻技术制造的表面浮雕光

栅波导和基于全息干涉技术制造的全息体光栅波导（也叫全息光波导）两种。几何光波导是通过阵列反射镜堆叠实现图像的输出和动眼框的扩大，代表光

学公司是以色列的

Lumus。几何光波导的光路设计是耦合光通过反射面或棱镜进

入波导，经过“半透半反”镜面阵列耦合出波导，再到达眼镜前方。几何光波导

没有牵扯到任何微纳米级结构，图像质量包括颜色和对比度可以达到很高的水准。

但是每个“半透半反”镜面都需要十几甚至几十层的镀膜工艺，总体良率不高，

量产性较差。与几何光波导不同，衍射光波导通过光栅结构实现光束的扩展和耦出，表面

浮雕光栅波导和全息体光栅波导的区别在于光栅的加工制作方式不同。HoloLens2

和

MagicLeapOne

均属于表面浮雕光栅波导，利用二元光学理论，在晶圆表面

纳米压印光刻极为精细的结构形成表面浮雕光栅结构，根据形状不同，表面浮雕

光栅有矩形光栅、倾斜光栅、闪耀光栅等。由于制作时无需将镀膜斜面“插入”

镜片中，只需要在镜片表面加工光栅结构即可，表面浮雕光栅波导工艺相对简单，

批量生产成本低，未来发展潜力巨大。相比于几何光波导，衍射光波导能实现二维扩瞳。普通成像均只有一个图像

出口，而通过“半透半反”的镜面阵列和光栅，成像有了多个出口，眼睛横向移

动时候能都看到图像，横向可视范围变大，即实现了一维扩瞳。衍射光波导用的

半导体加工工艺相对简单，批量生产成本低，而且通过合理的设计光栅结构，可

以实现出瞳的二维扩展扩大可视范围，即二维扩瞳，二维扩瞳常见为六边形分布

的圆柱光栅。全息体光栅光波导使用全息体光栅元件（HolographicOptical

Element，HOE）

代替浮雕光栅，苹果公司收购的

Akonia公司采用的便是全息体光栅。相比较浮雕

光栅，全息光学元件是通过双光束激光全息曝光的方式，直接在微米级光聚合物

薄膜内干涉形成纳米级的光栅结构。HOE

具有高透明，高衍射效率特点，全息体

光栅光波导色彩表现更好，局限在于材料制备复杂、规模量产困难、长期可靠性、

材料稳定性难保证。三种光波导方案中，几何光波导的局限在于良率不高，量产性不强，全息光

波导则受全息体光栅材料制备复杂所限制。而表面浮雕光栅波导显示效果好，量

产可能性高，发展潜力也最大，未来很可能成为

AR

光学显示主流方案。目前国

内水晶光电、舜宇光学科技和歌尔股份在光波导相关解决方案上有布局。在主流光学方案之外，光场技术也是一种关注度较高的方案，光场光子产生

不同深度的数字光，并与自然光无缝融合，从而将逼真的虚拟物体叠加至真实世

界中，由于光场技术能够完全真实地模拟光线在现实世界的存在方式，其显示效

果要优于光波导，蚁视科技和

MagicLeap都曾申请过相关专利。蚁视科技在

2012

年的专利中，将光场显示中最小的显示单位定义为元光束，MagicLeap的技术方

案中，微型光纤投射器向不同方向投射元光束，与自然光线一样，无数元光束也

会在视网膜附近交汇成无数个点，人眼可以自主选择在不同的焦点成像，从而让

使用者感觉到像的深度，获得完整的空间信息。这种景深让成像更加真实，并且可以减少眩晕，有利于长时间佩戴。但是运

用光场技术的

AR产品存在价格昂贵、视场角小、体积较大的问题，MagicLeap的

AR

产品曾计划采用这一技术方案，最终未能成功，MagicLeapone也转向了

光波导方案，未来光场技术还有待进步。3.3、各大品牌加大布局

AR眼镜，抢占先机AR成为万物互联时代的新窗口。智能手表的屏幕+TWS

可以作为手机部分

功能的替代品，但智能手表的尺寸有限，屏幕太小，使用体验大打折扣。智能眼

镜则很好地弥补了这一缺陷，它可以通过投射将虚拟屏幕映射至眼前，用户通过

语音、手势或输入法进行操作，同时镜腿离耳朵距离较近，可以直接发挥耳机的

作用，实现声学和光学交互的合二为一。未来智能眼镜极有可能改变人类与现实世界的交互方式，让世界通过眼镜呈

现在眼前，彻底摆脱手机的束缚。龙头公司近年来一直在加大智能眼镜的研发，

抢占先机，智能眼镜有望成为下一代可穿戴设备爆点。3.3.1、苹果苹果从

2011

年就开始布局

AR，近年来收购多个相关公司，其发布的

AR平

台也已经在

2020

年迭代到

AR

Kit4，增加了工具的易用性、图像渲染的真实性。

同时，苹果

CEO库克频繁在公开场合发言对

AR产业表示看好，认为

AR市场将

达到智能手机的规模。苹果

ARKit功能日臻完善。在

2017

年

6

月的全球开发者大会上，苹果首次

推出

AR平台

ARKit，开发人员可以使用这套工具

iPhone和

iPad创建

AR应用程

序和游戏。2018

年

6

月

5

日，苹果对

ARKit进行升级，新增了

AR测量工具和

AR

多人互动等功能，可满足多个设备同时显示同一个虚拟场景，满足多人合作

游戏、工作的需求。2019

年，苹果推出更进一步的

ARKit3，能够通过

PeopleOcclusion功能在人物前后自然地呈现

AR内容，将人物动作整合到自己的

APP中。截至最新的

ARKit4，苹果

AR平台的功能丰富度提升明显。产品未动，专利先行。2019

年美国专利局公布苹果的数项专利，2019

年

2

月

26

日成功申请的

Patent#

US10217288

B2，其名为“在移动设备上以真实环境

的视角来表示兴趣点的方法”，兴趣点（Pointofinterest，POI）指的是真实环境中

的一个位置或真实物体。这项技术可以识别用户环境中的对象并激发潜藏的内容，

从而满足不同的玩法需求，举例来说，当用户在未知的地方时，可以用增强现实

来获取兴趣点相关的可视化信息。当搜索丢失的对象时，或者试图突出显示房间

中某些其它人可能不会注意到的内容时，这个技术会很实用。同日公布的另一项名为“头戴式显示器的光学系统”的专利，号码为

Patent#

US10203489

B2，该专利旨在设计一种更为紧凑、舒适的头戴式显示器。头戴式

显示器由于高倍镜头的布置，戴起来可能笨重又疲惫，而苹果试图通过一种反射

式光学系统来对此加以改进。3

月

7

日美国专利和商标局又公布了苹果在

AR领域的两项专利。一项名为

“具有调节机制的头戴式显示器”，描述了如何穿戴头显以及针对头显调节方式的

优化。此外苹果同时表示头显系统可以采用眼动追踪来监控透镜和显示组件与用

户眼睛之间的距离，有助于检测头显与眼睛的相对运动，从而帮助软件在用户运

动时产生更准确的视觉体验，而且同时告知系统头显穿戴是否足够紧密。另一项

专利则是和热量调节相关，用以提高设备舒适度。目前苹果在美国专利网上有超

过

2000

个

AR相关专利。苹果凭借其硬件生态系统优势及软件生态的优势，进入

AR时代优势显著。

硬件方面，苹果的手机、电脑、耳机、手表等都是获取用户信息的入口，也是眼

镜未来协同的生态圈，软件方面，苹果通过非开源系统，提升

APP质量，增强了

用户粘性的同时控制分发渠道，并形成护城河。此外，苹果推出了不支持逆向转换

USDZ的模型格式，主要用于

ARKit增强

现实内容的展示，并通过不断推出各种方便实用的新软件和工具吸