中國VR行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展趨勢：VR產(chǎn)業(yè)鏈及5G助力VR發(fā)展分析[圖]

VR 王密 2019-05-17 05:59 來源：智研咨詢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是仿真技術(shù)的一個重要方向，是仿真技術(shù)與計算機圖形學、人機接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、等多種技術(shù)的集合。是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學科和研究領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計算機生成的、實時動態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應的數(shù)據(jù)，并對用戶的輸入作出實時響應，并分別反饋到用戶的五官。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。

在VR/AR方面具備包括ID、光學設(shè)計/光學元件、電子電路、結(jié)構(gòu)/散熱、聲學、無線/射頻、軟件、自動化等一站ODM/JDM服務能力，光學技術(shù)、量產(chǎn)能力尤其領(lǐng)先，具備VR/AR的全套零組件到整機量產(chǎn)能力和產(chǎn)能，預計今年有望引領(lǐng)行業(yè)推出輕量化產(chǎn)品。同時研布局發(fā)自由曲面、光波導、微顯示等前沿AR光學技術(shù)，與WaveOptics等合作能夠大批量設(shè)計并量產(chǎn)光波導，具有極強的先發(fā)優(yōu)勢。

VR/AR領(lǐng)域：Sony、Oculus、國內(nèi)安卓品牌均為公司客戶。2017年Sony、Oculus合計VR市場市占率為65.8%，為VR頭部絕對的廠商。

華為：明確表示今年將推出顛覆性的VR產(chǎn)品，為5G方面建設(shè)主力，云管端多維度發(fā)力，5G通訊端方面，華為是目前行業(yè)內(nèi)唯一能提供端到端5G全系統(tǒng)的廠商，截至目前，華為5G基站發(fā)貨量從3月底的4.5萬個，增長到7萬個，5G建設(shè)步伐在提速、商用在加速。5G消費端方面，華為看好萬物感知、鏈接和智能的多硬件生態(tài)，虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域看好VR板塊（CloudVR），判斷云VR將在娛樂、社交等個人家庭場景以及工業(yè)、醫(yī)療、教育、零售等行業(yè)場景中衍生出全新應用。目前，華為已經(jīng)在終端、物聯(lián)網(wǎng)智能家居、VR等領(lǐng)域發(fā)力，早于17年10月推出華為VR2。

蘋果：公司客戶蘋果則不斷發(fā)力AR，一級方面收購PrimeSense、Linx、Metaio、Flyby、AkoniaHolographics、發(fā)布ARKit等，有望在20/21年推出AR設(shè)備。

人才方面：前杜比執(zhí)行副總裁MiKeRockwell擔任蘋果內(nèi)部AR團隊的負責人，長期任職iPhone部分的Frank調(diào)往AR部門擔任產(chǎn)品營銷主管；技術(shù)方面，蘋果不斷通過一級投資項目補充AR技術(shù)，如收購加拿大增強現(xiàn)實(AR)頭盔創(chuàng)業(yè)公司Vrvana、丹佛AR設(shè)備鏡頭公司AkoniaHolographics等；據(jù)已經(jīng)披露的專利來看，蘋果公司掌握AR頭盔、AR眼鏡、AR光路設(shè)計光波導、AR三維內(nèi)容構(gòu)建和呈現(xiàn)的技術(shù)等AR相關(guān)專利；同時發(fā)布ARKit1.0/2.0，構(gòu)架AR平臺，因此判斷蘋果推出AR設(shè)備為大概率事件，硬件設(shè)備最早有望于19年底發(fā)布，判斷蘋果AR設(shè)備的推出產(chǎn)生示范帶動效應，助力其他品牌跟進推動AR行業(yè)發(fā)展。

VR產(chǎn)業(yè)鏈主要分為硬件、軟件、應用、服務四大塊。硬件方面，零部件主要由四大部分的電子元器件組成：芯片、傳感器、顯示系統(tǒng)、光學器件(透鏡、鏡頭、全景相機等）、外殼結(jié)構(gòu)件組成；設(shè)備分為輸出設(shè)備及交互設(shè)備，輸出設(shè)備按照形態(tài)分為頭盔、眼鏡、一體機，交互設(shè)備包含動作捕捉、頭部追蹤、收拾識別、聲音感知及全景視頻。以O(shè)culusRift為例，整體OculusRift的BOM成本約為206.1美金(包括組件成本組裝測試)，其中頭盔單元成本為138.56美金，占比67.23%，代工測試成本則為6.5美元。從結(jié)構(gòu)來看，VR內(nèi)部組件數(shù)量及復雜程度遠高于智能手機，組裝代工難度更高，根據(jù)OculusRift內(nèi)部的組件超過200個，而智能手機（平均組件在40-50個）。

VR頭顯產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計包括形態(tài)、顯示、交互、感知、計算、通訊。按形態(tài)來看，VR主要分為一體機、主機式以及移動式VR；顯示方面主要分為直視顯示以及微顯示，直視顯示可用于手機、平板、筆記本、TV等，較大的直視型設(shè)計肉眼可見；微顯示一般對角尺寸小于1英寸，需要配搭放大光學系統(tǒng)；兩種顯示在亮度、尺寸、放大倍率、重量等方面有差異，直視顯示器通常400至800ppi、尺寸范圍為3.5”-5.5”、需要較小的放大倍率和大光學系統(tǒng)、更重更耗電；而微顯示一般為2,000至3,300ppi、尺寸為0.2”-1”、需要更多的放大倍率。具體來看，直視顯示分為LCD及OLED，微顯示分為DLP、LCD、OLED、LCos。

VR產(chǎn)業(yè)鏈

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硬件領(lǐng)域資本冷淡，2019年Q1公開報道的VR相關(guān)投融資事件共14起，同比下降54.8%；領(lǐng)域集中在VR內(nèi)容和應用技術(shù)。小企業(yè)沒有足夠資金支持研發(fā)和參展，因此行業(yè)展會上VR展品同比減少，19年CES參展商較18年減少50%，新品較少，多為現(xiàn)有產(chǎn)品功能升級，19年MWC參展同樣較少，除HTC外，幾乎無硬件新品展出；但品牌廠商仍堅定VR道路，促進VR內(nèi)容和技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展。

2019年品牌AR，新品密集推出更新，上市新品品牌有：國外：Microsoft、Google、Dreamglass、Vuzix，國內(nèi)；Rokid、RealMax乾、亮風臺、Nreal等，此外，軟件/平臺/內(nèi)容方面建設(shè)也有較大的進展。

2017年VR品牌市占率

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Microsoft：“智能云+邊緣終端”戰(zhàn)略正加速推進、混合現(xiàn)實生態(tài)不斷完善。邊緣終端：19年發(fā)布HoloLens2代，HoloLens2在硬件、視覺、舒適度、開放性等方面較1代更優(yōu)，HoloLens2為HoloLens第一代后時隔四年的更新版本，預計售價為3500美元。硬件方面，其配置了高通驍龍850處理器、包含了全新的全息處理單元（HPU）和AI協(xié)處理器。頭顯有兩個透明波導鏡頭，具有自動IPD校準功能，顯示分辨率：720P升級至2K；視場角：35°升級至52°，視覺方面：配置眼球追蹤傳感器，全手勢識別，舒適度方面，設(shè)備采用輕質(zhì)碳纖維材料，更加輕薄化；同時發(fā)布AzureKinectDK開發(fā)平臺助力VR/AR生態(tài)的構(gòu)建。企業(yè)應用：Dynamics365服務包括RemoteAssist、Layout和Guides三款應用，它將主要與Azure云服務結(jié)合，增強HoloLens的功能；智能云：AzureSpatialAnchors和AzureRemoteRendering是首批推出的Azure混合現(xiàn)實服務，它們將支持跨平臺、具有空間場景的企業(yè)級混合現(xiàn)實應用。

Google：硬件方面：19年6月發(fā)布GlassEE2，為時隔2年的更新版本，性能上小幅升級，設(shè)計上磁吸式數(shù)據(jù)線換成了USB-C端口、規(guī)格上：支持LTE、攝像頭升級至32M、內(nèi)存升級到3GB；移動AR：19年時隔一年再次升級ARCore1.7，加入了自拍AR濾鏡和動畫API。

Facebook：重視AR板塊，獨立成立事業(yè)部，儲備核心專利（大視場角光學、小型化集成電路）。

AR增強現(xiàn)實是指透過攝影機影像的位置及角度精算并加上圖像分析技術(shù)，讓屏幕上的虛擬世界能夠與現(xiàn)實世界場景進行結(jié)合與交互的技術(shù)。按照產(chǎn)品形態(tài)，AR可以分為一體式、分體式AR眼鏡、ARBOX，主要側(cè)重于低功耗、全天可佩戴、外觀輕便。主要玩家有Google、Microsoft(HoloLens)、Epson、Vuzix、MagicLeap等。AR關(guān)鍵技術(shù)主要有近眼顯示、感知交互、處理計算、網(wǎng)絡傳輸。

AR關(guān)鍵技術(shù)中近眼顯示設(shè)備的光學與顯示系統(tǒng)主要分為圖像源器件與顯示光學器件，圖像源器件產(chǎn)生圖像并將圖像投射到顯示光學器件中，顯示光學器件將圖像反射到眼睛中，其中針對AR顯示設(shè)備的圖像源器件一般指微顯示器。

AR光學顯示模組的組成

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微顯示：適合AR頭顯的微顯示技術(shù)主要有5種：LCoS硅基液晶、DLP、LBS、Micro-LED、Micro-OLED，各微顯示方案在成本、量產(chǎn)、性能方面具有差異，LCoS代表產(chǎn)品有HoloLens、MagicLeapOne，DLP代表產(chǎn)品有VuzixBlade，LBS代表產(chǎn)品有HoloLens2。

光學技術(shù)：AR光學技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)：離軸光學、棱鏡光學、自有曲面棱鏡、Birdbath方案、陣列/全息光波導、焦面、可變焦、多焦面、光場（仍停留在實驗室階段），離軸光學設(shè)計體積笨重、應用場景優(yōu)先、基本已經(jīng)被淘汰；棱鏡光學視場角最小，但工藝簡單、成本最低；光波導產(chǎn)品包括陣列和全息波導，在厚度、透光度、畫面效果有大的改進提升，然而量產(chǎn)難度高。具體來看，波導技術(shù)中，HoloLens、MagicLeapOne、Waveoptics、Vuzix采用表面浮雕光柵SRG，主要從波導設(shè)備中提取圖像；Digilens采用了布拉格光柵SBG、且采取了主動型全息波導，Lumus則為陣列波導廠商。

目前AR行業(yè)用的波導結(jié)構(gòu)可以分為四種：全息波導、衍射波導、偏振波導以及反射波導，其中應用最廣泛的是全息波導與衍射波導、陣列/反射波導。目前，HoloLens2采用衍射光波導光學方案，視場角可達到52°，蘋果收購的AkoniaHolographics則采取全息技術(shù)的全息光波導。

隨著5G建設(shè)推進、政府政策支持、技術(shù)創(chuàng)新加速、內(nèi)容生態(tài)多元以及產(chǎn)業(yè)鏈成熟成本下降，VR出貨量預計于2020年開始加速增長，2022年出貨量達到820萬臺；2018-2022年的CAGR為16.3%。AR:展望未來預計隨著5G的推進、核心技術(shù)的突破和內(nèi)容應用的積累，AR消費市場將2020年開始飛速發(fā)展，頭顯達到百萬級出貨量；2022年迎來拐點，出貨量突破千萬臺。

2018-2022年全球VR頭顯出貨量及預測（萬臺）

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據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，國外運營商均將在2019-2020年陸續(xù)實現(xiàn)5G商用。國內(nèi)來看，中國移動計劃在19年推出5G網(wǎng)絡、中國聯(lián)通和中國電信計劃在2020年商用5G服務。

虛擬現(xiàn)實涉及“五橫”技術(shù)架構(gòu)：“五橫”是指近眼顯示、感知交互、網(wǎng)絡傳輸、渲染處理與內(nèi)容制作，優(yōu)質(zhì)的VR體驗(初級、部分、深度、完全沉浸)對網(wǎng)絡環(huán)境有極高的要求：1)超清畫面實時傳輸對網(wǎng)絡帶寬的要求；2)低延時處理。5G適合VR/AR的特質(zhì)在于：1)高傳輸速率，5G網(wǎng)絡最高傳輸速度可達每秒數(shù)十Gb，有利于8K及以上超高清內(nèi)容的傳輸和實時播放；2)邊緣計算，處理下沉用戶，減少數(shù)據(jù)傳輸和反饋的時間，根據(jù)IMT-2020制定的指導方針，5G提供1.ms的OTA往返，延遲小于10ms，VR/AR優(yōu)質(zhì)體驗得以實現(xiàn)。

2018-2023年全球VR/AR行業(yè)市場規(guī)模及預測