苹果MR专题报告VRAR有望迎iPhone时刻-硬件顶配、生态丰富

苹果MR专题报告VRAR有望迎iPhone时刻_硬件顶配、生态丰富（报告出品方/作者：中信建投证券，刘双峰，杨艾莉，王天乐）核心观点：据彭博社等多家海外媒体报道，苹果料在今年6月6日-10日开发者大会上，面世其第一代MRTNUMBERUSB产品1）从硬件参数来看，仅约至行业“顶上分体式”：涵盖Micro-OLED显示屏、电脑级M2芯片、十余颗摄像头和传感器等，能够同时同时实现VR/AR切换、眼动/手动追踪功能。2）从内容生态来看，兼容、智能、多元就是关键词。1）兼容性：可以与iPhone、iPad等其他苹果设备无缝切换；2）智能性：大力支持Siri语音输入创建物品，非常大增加UGC门槛；3）多元性：布局身心健康、教育、游等戏、音像四大内容品类。我们此前也前瞻明确提出，快速发展的AI技术，料助推VR/AR行业奇点，我们看到：1）SAM模型助VR/AR内孟更好分解成，也革新了VR/AR的可视化体验；2）AI提升VR内容的制作效率，提升供给。在全球智能手机出货量大幅大幅下滑背景下，手机龙头公司苹果的第一代MR产品意义非凡，制胜的硬件参数和丰富兼容的内容生态，由此可见其对VR、AR市场的著重与资金投入程度。我们看空苹果MR发布，以及AI技术的快速发展，对VR、AR行业的助推。我们看空苹果MR发布，以及AI技之术的快速发展，对VR、AR行业的助推。第一章硬件升级，行业顶上分体式，打破VR与AR的界限1.1、MRTNUMBERUSB就是一个什么样的产品？第一代头显自2015年左右已经已经开始研发，配备了性能可以相媲美最新款Mac的一流处理器，而且乘坐所载了强于高分辨率屏幕。目前设备步入量产准备工作工作阶段。第二代AppleAR/MR预计2025年上半年备货，零组件供应商预计2024年下半年供货。库克则则表示AR就是一个像智能手机一样有意思的看法，苹果希望AR眼镜能在10年后替代iPhone，那么可以预计它未来的总销量将可以达致数十亿台。苹果AR/VR团队已构筑多年，具有彪悍的研发设计能力。苹果AR/VR团队已构筑多年，汇聚群英，团队规模和研发能力均为行业领先。2015年，苹果的AR/VR项目成立，团队负责人就是前杜比继续执行副总裁MikeRockwell，目前苹果AR/VR技术团队人数约为2000人，该团队不仅存源于NASA和源于游戏、图形和音频行业的关键员工，除了iPhone、iPad和Mac的前硬件和软件工程师。苹果为AR/VR（HMD头戴式说明设备）积累了大量有关专利。苹果自从2014年已经已经开始，即为AR/VR（HMD头戴式说明设备）积累了大量专利。其中涵盖说明类、加载类、手部识别、眼球追踪、音频、导航系统、监测、AI算法、操控、识别等多方面技术。硬件方面均为高规格。第一代MRTNUMBERUSB“RealityPro”硬件方面均为高规格。据TheInformation、VR陀螺，苹果MRTNUMBERUSB屏幕为两块1.4英寸、4K级高分辨率的Micro-OLED屏幕，供应方为索尼；芯片搭载了基于苹果M2打所造的2枚处理器芯片，采用5nm工艺打造出，已被应用于MacBookPro等产品；光学方案采用了Pancake卷曲光路，Fov少于120；摄像头和传感器方面，苹果MRTNUMBERUSB配备了十余颗摄像头和传感器，其中每只眼睛各一颗，以同时同时实现眼动追踪和注视点图形功能还搭载了如今应用于iPhone和iPad设备的LiDAR传感器，以同时同时实现SLAM等功能。1.2、芯片方案：苹果单独为MR设备研发订做多颗芯片苹果可以为崭新类别终端设备单独研发订做芯片，比如智能手机的A系列芯片，智能手表的W系列芯片，Airpods的H系列芯片以及PC的M系列芯片。由于MR设备对算力的市场需求非常大，苹果将单独为MR研发订做芯片，预计可能将将就是M2的更新换代。另外苹果为MR设备单独设计了代号为Bora的图像处理芯片和代号为Golay的无线芯片，用做驱动内部显示屏和设备与基站间的数据传输。1.3、说明方案：硅基微说明方案料逐步赢得广泛应用硅基微显示器更加符合XR领域市场需求，大幅提高说明体验，料逐步赢得广泛应用。在XR领域，用户希望具备尺寸更大、清晰度更高、刷新速度更慢、功耗更高的设备回去同时同时实现海量信息的抒发，得至身临其境的体验。传统显示器通常就是基于非晶硅、多晶硅薄膜场效应晶体管（TFT）工艺的，像素密度通常不高于1000PPI。随着CMOS工艺技术的发展，出现了向单晶硅为衬底的硅基微说明器，在单晶硅CMOS工艺条件下，单像素点距仅约10m以下，像素密度提升至5000PPI以上，可以生产出尺寸更大的显示器，生产良率也大幅提高。Fast-LCD屏幕量产均衡、性价比高，目前已变成消费级VRTNUMBERUSB的主流屏幕。Fast-LCD技术使用代莱液晶材料（铁电液晶材料）和闯红灯驱动技术（overdrive）回去有效率提升刷新率，同时也具有较高的量产稳定性和良率，性价比较低，OculusQuest2即采用一块改良后的Fast-LCD替代了上代产品中的两块AMOLED。Fast-LCD刷新率、PPI、功耗整体整体表现未超过至理想状态，说明技术仍仍须升级。目前主流VR搭载FastLCD屏幕，刷新率在90-120Hz，单眼PPI（像素密度）约1000，较之理想状态（刷新率120-240Hz，单眼PPI2000-4000）仍存非常大提高空间，此外由于Fast-LCD说明仍须全亮背光层，功耗也比较大。中长期来看，Fast-LCD受限于工作原理，已经较难跟上VR设备升级说明性能的建议。硅基液晶（LCoS）就是一种新型的反射衰败液晶投影技术，它采用涂抹存液晶硅的CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片。传统的LCD就是搞出在玻璃基板上，LCOS则就是搞出在硅晶圆上。前者通常用反射式认知的方式，光利用效率只有3%左右，解析度难于提高；LCOS则采用反射式认知，光利用效率仅约40%以上，而且可以随其半导体制程快速的微细化，逐步提高解析度。LCOS的优势就是结二重紧凑型、均衡可靠、分辨率高，缺点就是对比度严重不足以及功耗较低。LCoS器件结构：液晶器件制作于单晶硅基底上，通过反射光形成图像。硅基底中内置CMOS驱型喊叫电路，表面通过化学机械抛光（CMP）等工艺形成像素电极，在电极上制作定向层，砖上覆有ITO电极的玻璃，放入液晶形成。MicroOLED说明性能有所提高，料变成中短期内的替代方案。不同于LCD和OLED采用的玻璃基板，MicroOLED就是单晶硅晶圆基板，显著增加像素尺寸，仅有前者1/10，可以有效率提升像素密度和角分辨率仅。MicroOLED分辨率仅约3000PPI以上，响应时间可以少于微秒级。苹果第一代MRTNUMBERUSB采用索尼供应的MicroOLED，达致极致说明效果。苹果即将发布的MR将配有2块4K的Micro-OLED。LGDisplay的一位高管曾则则表示，硅基OLED将就是未来元宇宙设备使用的主要显示屏。MicroLED就是高度内置的自闪光器件，在CMOS驱动芯片上内置微小尺寸的LED阵列，形成MicroLED微显示器，每个LED像素点单独以太网点亮形成图像。MicroLED的闪光效率高、色彩多样、器件均衡、响应速度极快，能在近眼说明领域赢得较好应用领域。但目前MicroLED技术尚不明朗，在外延技术、PCB结构、Waferbonding、全彩方案、功耗等方面仍存仍须解决的问题。预计MicroLED逐步明朗量产之后，将接力赛MicroOLED推动微说明技术稳步升级。1.4、光学方案：Pancake为TNUMBERUSB稳步“瘦身”，变成VR光学技术的未来发展方向融汪光学为TNUMBERUSB稳步“瘦身”,Pancake为极容易量产方案。融汪光学按照视场角的大小可以划分为民主自由曲面和基于反射偏振的卷曲光路技术两种方案：民主自由曲面透镜加工工艺繁琐、成本更高、应用领域条件更为苛刻，难以量产；而卷曲光路技术（Pancakelenses）量产潜力非常大，目前就是融汪光学的主要解决方案。Pancake目前市面上多为两片式，其生产工艺建议直观，成本THF1，就是目前大多数VR眼镜所采用的长焦光学方案。基于Pancake技术方案的VR眼镜，图像源升空光线步入半反半透的镜片之后，光线在镜片、增益延后片以及反射式偏振片之间多次掉头，最终从反射式偏振片。同时同时实现了将光路“卷曲”，压缩光学镜头与显露出示屏之间的距离，非常大地减小了产品体积。光学方案：Pancake在瘦身、提高沉醉在度方面具备非常小潜力。突破视场角和分辨率管制。菲涅尔透镜方案，理论视场角上限为140，单眼分辨率上限为4K，应用领域该方案的主流设备视场角平均值为90-110，单眼分辨率已经少于上限；而Pancake方案，理论视场角上限少于220，单眼分辨率可实现视网膜级。提升光学效果。菲涅尔透镜方案，边角可以存暗角、模糊不清和畸变；Pancake方案，女团透镜提高透镜边缘光学质量，增加图像畸变，提高光学对比度、清晰度和轻盈度，并大力支持0-700屈光度调节。稳步推动轻薄化。根据YVR，Pancake模组相对菲涅尔方案厚度可以减少一半，大幅增加TNUMBERUSB重量。HTCVivePro2和OculusQuest2采用菲涅尔透镜方案，重量为785/503g，厚度为73.5/80.1mm；而HuaweiVRGlass和ArparaVR采用卷曲光路方案，重量为166/200g，厚度为26.6/30.0mm。光学方案：Pancake工艺优化空间仍然非常大，未来仍须进一步研发，光路损失较低：在卷曲光路设计模式下，光线仍须经过两次半皱半抵膜，每次强度损失50%，因此Pancake方案理论最高光学效率只有25%，加之反射偏振膜也可以损失10%，整体光学利用率只有10-20%，因此Pancake方案仍须配有高亮度说明屏幕，如MicroOLED、MicroLED等。存伪影现象：在双折射效应下，光线在透镜中掉头时难产生伪影，仍须通过偏振膜以消除影响，而准确的偏振膜对材料、耐热性、高精度加工等的建议较低。生产难度、成本高：Pancake中的核心光学膜，对材料和多片镜片相符工艺建议较低，全球只有3M、旭化成等企业能够满足要求，且生产良率较低、成本高，一组透镜（单目）的光学膜成本相符100元人民币。实际效果未超过至理想：受透镜直径被压缩等因素影响，目前分辨率和视场角整体整体表现还未超过至理想水平。现有Pancake方案VR产品说明效果随已同时同时实现或超越菲涅尔透镜产品，但是距离理论上限（200）仍存非常大差距。1.5、IPD调节：根据相同使用者进行瞳距调节，提高视觉体验瞳距调节：瞳距因年龄、性别、人种和体型差距非常小，自动瞳距调节可使XRTNUMBERUSB不断扩大使用佩戴人群。瞳距调节的技术逐步发展，2022年，自动IPD调节眼镜将首次步入消费级市场，随着苹果眼镜的上市，电驱IPD调节将逐步变成未来VR行业的“标配”。1.6、焦距调节：通过可以变焦技术，同时同时实现屈光调节和视力矫正可以变焦说明：可以变焦说明可以提高观看舒适度，具体内容涵盖机械式变焦和电子变焦（液晶透镜技之术）等，机械式可以变焦说明原理就是通过图像处理技术，定位瞳孔边线，利用内置算法测算人眼的注视点，通过电机+齿轮模组推动分光镜顺利完成可以变焦，同时同时实现镜片多个自由度的切换；电子变大汪液晶透镜应用光学光学原理，通过出现发生改变液体镜头的曲率回去出现发生改变焦距。根据目前海内外大厂的专利布局，我们表示短期机械式变焦调节将变成主流方案。1.7、眼动追踪：用做视觉可视化和优化图形，变成XR中不可或缺的功能眼动技术：通过对眼动轨迹的记录从中提取诸如注视点、凝望时间和次数、眼跳距离、瞳孔大小等数据,在XR设备中主要用做视觉可视化设计以及图像优化图形。视觉可视化：人类对客观世界的心智信息存70%就是源于视觉,用户不仍须做出显性的输入(比如页面),而是系统本身在用户的浏览中提取出眼动信息,并作出适应性的变化,图像优化图形：眼动追踪技术可实现将注视点态射熬过显露出的屏幕上或真实的空间环境中,最终实现人眼视觉中心看一看哪里,就重点图形注视点所在的区域,而其他外围区域则可以采用较太太少分辨率处理(较低的图像质量)。此举将大大降低处理器的计算能力。索尼的PSVR2运用Tobii眼动追踪技术,则表示其可以节省约72%算力。1.8、电池：外置电源与MagSafe技术头戴式设备重量过小巧和电池发烫问题。据MicroDisplay苹果MRTNUMBERUSB将面世专属移动电源，能佩穿着在用户腰部，降低头戴设备重量，能通过96WUSB-C外接式MagSafe磁吸电源线替头戴设备供电。移动电源体积大概就是两台iPhone14ProMax填入在一起大小，电池续航最长能提供更多更多2小时，且移动电源佩戴在用户腰部使用时，还能允许通过其中一块供电，同时替另一块移动电源进行补电，已延长设备使用时间。1.9、其他：一键切换VR/AR模式一键切换VR/AR模式：据MicroDisplay，苹果MRTNUMBERUSB将可以存两种模式：完全沉醉在在虚拟世界（VR模式）和将虚拟世界共振至现实世界两种模式（AR模式）。用户想要切换从VR模式切换至AR模式时，只仍须“转动”右侧相近AppleWatch的数位表冠（DigitalCrown），能够一键快速切换AR、VR两种模式，主要就是运用头戴设备上的6~8颗光学模组用来定位追踪和VST投影，假设用户沉溺在VR体验中，转换成AR模式后，交互式画面可以通过渐层步入转厂，并使用户能体会RealityPro周围站真实环境与交互式讯息和物体融合画面。有关专利于2018年第二季度提交：2020年8月，美国专利商标局公布关于苹果公司的关于协同相机和说明系统的增强现实覆盖层的专利，该专利牵涉到一种穿着在头上的设备，比如说混合现实眼镜，设备可能将将具有摄像头。在操作方式方式期间，照相机可以抓取用户周围的真实世界环境的运动图像，从而并使电子设备中的控制电路可以为用户说明真实世界的内容，此外还可以向用户提供更多更多计算机分解成的内容。第二章内容丰富，兼容性强，应用领域场景大幅增加2.1、苹果近年布局和全面全面收购动作频频，深入细致布局VR/AR诸多方面苹果通过全面全面收购有关企业深入细致方方面面布局AR领域。近些年苹果动作频频，根据不完全统计数据，近年来苹果全面全面收购VR/AR有关的企业多达几十家，涵盖3D感应器以及动作捕捉技术公司PrimeSense、MicroLED公司LuxVue、动捕公司Faceshift、面部识别公司Emollient、硅基OLED公司eMagin、体全息光波导公司Akonia等，在光机、说明、动捕、面部识别、建模、内容方面均存深度布局。全面全面收购多家MR内容公司，多样内容生态，据无法完全统计数据，自2015年以来，苹果已经在过去7年时间里全面全面收购了多于7家创企，为其MR内容服务。2015年，苹果全面全面收购了座落在慕尼黑的Metaio，此前该公司主要为AR应用程序制作工具。同年，苹果还全面全面收购了专门从事面部动画和动作捕捉的Faceshift。2017年，苹果全面全面收购的初创公司FabricSoftware，也正是目前研发内容开发工具团队的前身。2020年，苹果全面全面收购了两家座落在南加州的初创公司，分别就是提供更多更多VR体育直播的NextVR和提供更多更多VR视频可以宪的Spaces。2.2、专有xrOS操作系统，或同时同时实现与其他苹果生态设备无缝切换专有xrOS操作系统，将大力支持iPad应用程序，可以作为Mac外接显示器。xrOS操作系统将存一个相近iOS的界面，增加用户操作方式方式门槛，同时将xrOS将与macOS内置，MRTNUMBERUSB可以在虚拟现实中当好Mac显示器，开拓使用场景。将大力支持数十万个iPad应用程序：苹果MR头显可在AR/VR场景中运转大部分苹果一方的iPad应用领域，涵盖MR优化版本Safri浏览器、照片、相机、通讯录、FaceTime通话、信息、文件、无边记（Freeform）、天气、家庭、邮件、地图、音乐、图书、劝诫事项、备忘录、股票等；并可以运转AppStore数十万个现有第三方iPad应用领域，无须内置或经过少量内置。作为Mac外接显示器，或打造出“空气键盘”：操作系统xrOS将与macOS内置，苹果MRTNUMBERUSB能够作为相连接Mac的外部显示器，还能在用户穿底下显露出之后，使用触控板或者鼠标、物理按键掌控设备。当用户仍须输入某些文本信息时，苹果MRTNUMBERUSB至少大力支持语音输入和按键输入两种输入方式，语音输入时，设备将轻而易举识别有关文本信息；按键输入时，利用iPhone、Mac或iPad等第三方设备的键盘通过物理按键输入文本信息。苹果还在研发“空气键盘”，并使用户可以用手在半空中写字。苹果MR设备或同时同时实现与其他苹果生态设备之间的无缝切换。2023年3月，欧洲专利局公布了苹果的“用做开拓现实(XR)系统的多设备Continuity”专利，该功能可实现在MR设备和其他苹果生态设备之间的无缝切换体验。Continuity功能的其他示例涵盖AirPlaytoMac、Sidecar、UniversalControl和ContinuityCamera。与iPhone协同：比如说一名佩戴MRTNUMBERUSB用户在iPhone屏幕上查询电子邮件时，iPhone的屏幕上可以出现一个飘浮的开拓邮件应用领域界面。通过手势或眼球的可视化掌控，用户随后可以将电子邮件传输至装设在其虚拟环境中的更大显示屏上，并通过头戴式摄像头检测至他们的手指移动回去稳步草拟电子邮件。2.3、身心健康、教育、游戏、音像四大场景内容布局身心健康方面，苹果或面世有助于冥想和锻炼身体的冥想应用领域“Wellness”，提供更多更多沉醉在感的视觉、缓解平静的音乐和背景音，之后将面世全新设计的适用于于于VR的Fitness+，可以并使用户在VR中进行锻炼身体；教育方面，苹果希望用户可以通过MRTNUMBERUSB打造出沉浸式MR文学创作；游戏方面，苹果已经创建了自己的底层引擎为MR游戏提供更多更多大力支持，但游戏内容仍然就是交付给第三方研发，将内置现有第三方开发者在其它苹果设备上（iOS、iPadOS等）的Top级游戏阵容；音像方面，苹果将为MRTNUMBERUSB打造出专用的视频观看功能，可以并使观众处于一个代莱观看环境，比如沙漠或者太空场景中观看视频，用户通过佩戴AirPods，可以获得完善的空间音频体验，体会环绕着立体声，或将面世专为交互式场景提供更多更多的体育赛事App。2.4、打造出内容开发工具，用户可以创建自己的AR软件苹果正在打造出了一款内容开发工具，可以并使用户随心所欲构筑自己的AR软件，并能够上线AppStore，提供更多更多给他人下载。据TheInformation，该软件可以帮助用户构筑一个代莱应用程序，比如说并使交互式动物在现实世界的房间里上上开始移动，还可以紧紧围绕在部分现实物体旁。利用该软件，用户无须从头开始设计动物模型，也无须排序该动物将比如何在存障碍物的3D空间中移动。这项内容创建工具相似“我的世界”和“Roblox”两款游戏，这些游戏中，用户可以通过直观的界面随心所欲构筑自己的3D世界和对象，与Meta的游戏创建应用程序HorizonWorlds二者相近。2.5、一对一视频会议大力支持全身图形视频会议，全身图形：据彭博社，苹果将重点打造出基于FaceTime的高级视频会议功能。TNUMBERUSB内的FaceTime软件将在虚拟世界中柔和地图形用户的面部和全身。用户将可以感觉自己和其同伴都处在同一个“房间”。考虑到全身图形所仍须的数据处理能力，全身图形功能仅在一对一视频聊天中所大力支持。如果要是多人进行FaceTime通话，其他用户仍以图标或者Memoji（Apple的自定义表情符号）的形象出现。2.6、海外体育VR内容—NextVR料与苹果MR硬件一同面世海外体育赛事VR直播尚无先例。海外VR直播平台NextVR自2012年转型内容，主要涵盖体育、音乐、娱乐、新闻等领域的VR直播和内容提供更多更多，涵盖NBA、国际冠军杯、温网等赛事，且NextVR应用程序已在HTCVive、PSVR、WindowsVR、OculusGo、GearVR和Daydream面世，硬件兼容程度较高。NextVR在2020年被苹果全面全面收购，2023年苹果即将面世旗下首款MRTNUMBERUSB设备，NextVR或将变成苹果系则内容生态的关键共同共同组成。第三章生成式AI发动，降XR内容制作门槛，革新可视化体验3.1、AI能为VR平添什么？摈弃可视化、提升内容生成式AI的快速发展将为XR设备销量的提升平添契机。一方面，大语言模型及SAM等模型平添的理解能力提升将为XR设备的语音可视化、物体识别等平添更多的可能将将，平添更具有沉浸式的可视化体验；另一方面，生成式AI增加了3D资产制作的成本和门槛，为VR游戏、VR视频、AR应用程序等专业内容制作降本增效，通过文字或语音即可建立3D模型甚至程序将极大丰富UGC。Meta发布图像分割模型，料互连XR设备识别物品。未来，SAM料互连XR设备，比如说可以用做通在过AR眼镜识别日常物品，用户仅仍须使用目光注释物体，SAM对用户看到的画面进行分割，协同AR眼镜应用领域，为用户展现出所注释物体的劝诫和说明。大语言模型极大提升文字理解能力，为XR设备实现深层次语言交互奠定基础。一方面，大语言模型能够理解更复杂的自然语言，完成更复杂的自然语言处理任务，进而能够听懂用户以语音形式给出的复杂指令并做出响应，使得XR设备除肢体、眼睛交互外增加一种深层次的语音交互方式，使得用户与设备之间的交互更加综合。另一方面，大语