元宇宙VR行業(yè)研究報告

元宇宙VR行業(yè)研究報告導(dǎo)語在由PC電腦、智能手機及互聯(lián)網(wǎng)主導(dǎo)的第一大計算機科技浪潮中，掌握了核心環(huán)節(jié)與關(guān)鍵技術(shù)的團(tuán)隊成長為科技巨頭，如蘋果、谷歌、Facebook、微軟等。1.前言：VR/AR將開啟第二次計算機科技文明VR/AR將開啟第二次計算機科技文明，以計算機技術(shù)為驅(qū)動的生產(chǎn)力發(fā)展將全方位提升。我們目前正處于計算機技術(shù)歷史第一次大浪潮的鼎盛時期，電腦、智能手機、云服務(wù)等性能健全，先后推動了桌面互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，帶來了前所未有的科技生活體驗，包括移動支付、移動業(yè)務(wù)、電商、新媒體、物流倉儲等。FacebookVR/AR團(tuán)隊的首席科學(xué)家邁克爾〃亞伯拉什在2017年提出，VR/AR是計算機歷史上的第二次大浪潮，其影響可能超過過去三十年（90年代至今）的個人計算機革命。未來數(shù)十年，VR/AR將帶來的顛覆性沖擊，既包括ToC大眾消費市場，也包括各行各業(yè)的ToB市場，第二次計算機科技文明的成果將全面滲透至農(nóng)林漁牧業(yè)、制造業(yè)、住宿餐飲、金融、地產(chǎn)、建筑業(yè)、教育、科技、交通運輸、零售電商、文化娛樂等。為什么是由VR/AR開啟，而非區(qū)塊鏈、人工智能等革命性計算機技術(shù)？云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等計算機技術(shù)都需要依托其它產(chǎn)品而存在，其存在是為了補充強化其它產(chǎn)品，如更快捷、易用、強大的服務(wù)器；更聰明、智能的電子設(shè)備，更高效、準(zhǔn)確的信息分析系統(tǒng)；更不易篡改的信息記錄系統(tǒng)等。當(dāng)前所有未來的主要前沿計算機技術(shù)中只有VR/AR以“全新且獨立的產(chǎn)品形態(tài)”不需要依附于其它物品對象而存在。VR/AR將是繼PC電腦、智能手機之后的下一代消費級計算機科技產(chǎn)品，其產(chǎn)品形態(tài)將會遵循類似從PC電腦（VR/AR頭戴式顯示器，簡稱頭顯）到智能手機（智能VR/AR眼鏡）的發(fā)展路線。2020，VR/AR產(chǎn)業(yè)發(fā)展按下加速鍵；巨頭亮劍，新賽季排位之戰(zhàn)拉開帷幕。2020年因疫情造成的社交隔離激發(fā)了VR游戲、虛擬會議、AR測溫等需求崛起，Steam平臺VR活躍用戶翻倍增長，虛擬會議，云端展覽案例層出不窮。2020年全球VR頭顯出貨量達(dá)670萬臺，較2019年增長72%，AR眼鏡出貨量40萬臺，增長33%。2020年VR/AR產(chǎn)業(yè)投融資金額及數(shù)量回歸2017年高點水平，AR眼鏡、工具軟件、VR/AR游戲、教育培訓(xùn)等成為投融資的熱點領(lǐng)域。海外大廠蘋果、谷歌、Facebook均沿著戰(zhàn)略目標(biāo)進(jìn)行并購布局，蘋果仍在完善VR/AR產(chǎn)業(yè)鏈，谷歌意圖重回消費級AR市場，F(xiàn)acebook則以硬件反哺VR內(nèi)容生態(tài)。國內(nèi)VR/AR產(chǎn)業(yè)發(fā)展較海外晚一到兩年，但政府及行業(yè)均高度重視，產(chǎn)業(yè)扶持政策不斷出臺，傳統(tǒng)企業(yè)華為、歌爾、愛奇藝等穩(wěn)扎穩(wěn)打，初創(chuàng)企業(yè)Nreal、亮亮視野、瓏璟光電、小派、睿悅、MADGaze等具備產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)或關(guān)鍵地位，紛紛完成大額融資、發(fā)展提速。在由PC電腦、智能手機及互聯(lián)網(wǎng)主導(dǎo)的第一大計算機科技浪潮中，掌握了核心環(huán)節(jié)與關(guān)鍵技術(shù)的團(tuán)隊成長為科技巨頭，如蘋果、谷歌、Facebook、微軟等。VR/AR新賽季排位之戰(zhàn)已拉開帷幕，未來由VR/AR主導(dǎo)的第二次計算機科技浪潮會再次產(chǎn)生眾多核心環(huán)節(jié)與關(guān)鍵技術(shù)，涉及操作系統(tǒng)、芯片技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能、光學(xué)技術(shù)、開發(fā)引擎等。技術(shù)迭代將帶來產(chǎn)業(yè)鏈格局的重塑機會，掌握核心環(huán)節(jié)與關(guān)鍵技術(shù)的公司將獲得更大的話語權(quán)，成長為新一代科技巨頭。2.VR/AR產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：崛起前夜，如火如荼2.1.技術(shù)積累：產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟2.1.1.跨越低谷穩(wěn)步復(fù)蘇，產(chǎn)業(yè)規(guī)模化放量按照技術(shù)成熟度曲線擬合，VR/AR產(chǎn)業(yè)當(dāng)前已走出泡沫破滅低谷期，位于穩(wěn)步爬升復(fù)蘇期。

技術(shù)成熟度曲線（TheHypeCycle）專門用以擬合與描述新技術(shù)的發(fā)展階段，曲線橫軸是技術(shù)隨著時間的發(fā)展的成熟度，縱軸則是技術(shù)的曝光度/業(yè)界的關(guān)注度。技術(shù)成熟度曲線能夠揭示新技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，我們以此擬合VR/AR產(chǎn)業(yè)的五大發(fā)展階段：1）技術(shù)萌芽期（1968-2012）：VR/AR新技術(shù)被提出并開始逐步進(jìn)入大眾視野。1968年，美國計算機圖形學(xué)之父IvanSutherlan組織開發(fā)首個計算機圖形驅(qū)動的頭盔顯示器及頭部追蹤系統(tǒng)。2）期望膨脹期（2012-2016）：大眾企業(yè)/研究機構(gòu)開始倉促進(jìn)入VR/AR領(lǐng)域，意圖抓住新的增長點以占領(lǐng)先機，VR/AR設(shè)備大量涌現(xiàn)。2012年，谷歌推出GoogleGlass的一代眼鏡產(chǎn)品。2013年，F(xiàn)acebook以20億美元收購Oculus并推出VR頭盔。2014年，VR/AR概念進(jìn)入市場視野，被認(rèn)為是替代智能手機的下一代通用計算平臺。Facebook、微軟先后進(jìn)入VR/AR領(lǐng)域，Sony、三星、HTC等多家大廠也推出相關(guān)硬件產(chǎn)品。2015-2016年，VR/AR市場熱度達(dá)到高點，2016產(chǎn)業(yè)元年Sony、HTC、Oculus推出第一代面向大眾消費市場VR終端“三劍客”（PSVR、HTCVive、OculusRift）。谷歌以5億美元投資MagicLeap，Microsoft推出面向垂直行業(yè)市場的AR終端Hololens。3）低谷期（2016-2019）：受限于商業(yè)模式仍不明晰，網(wǎng)絡(luò)、硬件及內(nèi)容的瓶頸均未突破，人們逐漸修正對VR/AR“光明前景”的到達(dá)預(yù)期，資本市場熱度下降、收緊投資，VR/AR行業(yè)退潮、進(jìn)入寒冬。市場中缺乏競爭力的企業(yè)失去資本造血，留存企業(yè)積蓄力量、韜光養(yǎng)晦。2019年起Oculus、HTC、Valve、華為、Microsoft等密集發(fā)布新一代硬件產(chǎn)品。4）復(fù)蘇期（2019至今）：基于第一波產(chǎn)品的失敗經(jīng)驗教訓(xùn)，新技術(shù)逐步改進(jìn)、產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，產(chǎn)品體驗及性價比明顯提升。2019年底隨著全球5G正式展開部署，VR/AR作為5G核心的商業(yè)場景重新被認(rèn)識及重視，行業(yè)重回升勢；同年QculusQuest發(fā)售，VR游戲《BeatSaber》全球銷量超100萬份。2020年，VR/AR行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成熟度提升，疊加疫情推動居家需求上升，以Facebook發(fā)布的QculusQuest2為代表的消費級VR設(shè)備需求增長強勁，爆款VR游戲《Half-Life：Alyx》引爆行業(yè)。2020年VR/AR產(chǎn)業(yè)投融資活躍，金額及數(shù)量均回到2016年的高點水平。5）生產(chǎn)穩(wěn)定期：

VR/AR新技術(shù)的性能/效果最終能滿足消費者需求時，將進(jìn)入實質(zhì)的普及生產(chǎn)階段。VR/AR出貨量增長顯著，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化放量增長階段。比之2018-2020年相對平緩的終端出貨量，隨著FacebookQuest2、微軟Hololens2等標(biāo)桿VR/AR終端迭代發(fā)售、電信運營商虛擬現(xiàn)實終端的發(fā)展推廣，以及平均售價從當(dāng)前2500/9700元進(jìn)一步下降，2021-2022年VR/AR終端規(guī)模上量、顯著增長。全球VR/AR市場規(guī)模已近千億，未來五年CAGR達(dá)54%。據(jù)IDC等機構(gòu)統(tǒng)計，2020年全球VR/AR市場規(guī)模約為900億元，其中VR市場規(guī)模620億元，AR市場規(guī)模280億元。中國信通院預(yù)測全球虛擬（增強）現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)規(guī)模2020-2024五年年均增長率約為54%，其中VR增速約45%，AR增速約66%，2024年二者市場規(guī)模接近、均達(dá)到2400億元。VR奇點已現(xiàn)：消費級硬件銷量持續(xù)強勁，即將跨過1000萬臺臨界點。Facebook的創(chuàng)始人扎克伯格認(rèn)為，在一個平臺上需要有約1000萬人使用及購買VR內(nèi)容才能使開發(fā)人員持續(xù)研發(fā)以及獲利，而一旦超過這個門檻，內(nèi)容與生態(tài)系統(tǒng)將會實現(xiàn)跨越式發(fā)展。這一臨界點，VR有望于2021年達(dá)到。據(jù)IDC統(tǒng)計，2021年第一季度VR頭顯全球出貨量同比增長52.4%。其中，Oculus憑一己之力推動全球整體VR市場的增長，2021年第一季度其產(chǎn)品占據(jù)全球VR出貨量的近三分之二，OculusQuest2自2020年第四季度發(fā)布以來在消費者市場表現(xiàn)搶眼。除Oculus外，中國VR本土廠商DPVR、Pico在2021年第一季度也表現(xiàn)不俗，DPVR位居第二，出貨量同比增長108.6%；Pico位居第三，出貨量同比增長44.7%。DPVR、Pico立足中國穩(wěn)固的本土市場的同時致力于通過教育等商用領(lǐng)域布局開拓國際市場。此外，2021年第一季度，HTC、Sony在VR全球出貨量中分列廠商第四、五位。HTC、SONY份額下降較快主要系當(dāng)前兩公司的在售產(chǎn)品款式較老，新款產(chǎn)品發(fā)售后即將成為Oculus的有力競爭者，市場份額排名有望上升?，F(xiàn)象級消費產(chǎn)品OculusQuest2累計銷量超出此前各代之和，預(yù)計2021全年銷量500~900萬臺。OculusQuest2作為Facebook最新一代VR一體機，上市之初即表現(xiàn)不俗，2020年9月發(fā)布之初預(yù)定量就達(dá)初代5倍。據(jù)FacebookRealityLabs副總裁AndrewBosworth，OculusQuest2發(fā)售半年時間內(nèi)累計銷量就已經(jīng)超過歷代OculusVR頭顯總和。SuperData統(tǒng)計OculusQuest22020Q4單季度銷量達(dá)109.8萬臺；RecRoom根據(jù)新增用戶數(shù)預(yù)測2020Q4單季度銷量為200-300萬臺。假設(shè)21Q1-21Q3單季度銷量維持100萬臺，Q4旺季銷量200萬臺，得到2021年OculusQuest2保守預(yù)計銷量500萬臺；假設(shè)21Q1-21Q3單季度銷量維持200萬臺，Q4旺季銷量400萬臺，得到2021年OculusQuest2樂觀預(yù)計銷量900萬臺。綜上，OculusQuest22021全年銷量有望達(dá)到500~900萬臺。AR靜待培育：產(chǎn)品策略由TOC轉(zhuǎn)向TOB，核心技術(shù)尚在攻關(guān)階段。由于技術(shù)問題，面向C端市場的GoogleGlass、MagicLeapOne等產(chǎn)品銷量遠(yuǎn)不達(dá)預(yù)期，隨后大部分廠商紛紛轉(zhuǎn)向B端行業(yè)應(yīng)用市場。同時，AR的上游核心技術(shù)包括微顯示、光學(xué)、芯片等還并不成熟，諸多技術(shù)環(huán)節(jié)尚處于攻關(guān)階段。2.1.2.VR/AR產(chǎn)業(yè)地圖：硬件、軟件、內(nèi)容、應(yīng)用從硬件、軟件、內(nèi)容/平臺、應(yīng)用四大維度建立VR/AR產(chǎn)業(yè)鏈分析框架。芯片：高通芯片一家獨大，國產(chǎn)芯片奮力追趕1）高通驍龍XR2成為VR主力芯片。最早應(yīng)用到VR/AR設(shè)備的芯片是高通針對手機的SOC方案821、835、845，其中835、845均針對VR/AR設(shè)備作相應(yīng)優(yōu)化，2018年5月，高通推出VR專用芯片驍龍XR1，其性能與驍龍手機芯片660相近。2019年12月，高通發(fā)布基于驍龍865衍生的XR2，集成了高通的5G、AI及XR技術(shù)。2）瑞芯微、全志、華為海思等國產(chǎn)芯片待突圍。目前大陸產(chǎn)的VR芯片較少且影響力較弱，主要包括瑞芯微Rockchip、全志VR9、INFOTM等。2017年全志科技發(fā)布首個專用VR芯片VR9，內(nèi)臵VR專用低延時加速模塊Portal1.0以及雙引擎直驅(qū)雙屏專用系統(tǒng)，突破性達(dá)到全景6K解碼播放能力。2020年上半年電信推出的天翼小V一體機使用VR9芯片、主打低端觀影市場；RokidGlass2搭載晶晨Amlogic905D3芯片，12納米制程；DreamGlass4K則使用瑞芯微Mali-T864GPU。2020年5月，華為海思發(fā)布XR芯片平臺，推出首款支持8K解碼能力，集成GPU、NPU的XR芯片，首款基于該平臺的AR眼鏡為RokidVision。華為海思XR芯片具有一流的解碼能力，但目前由于受美國制裁，海思芯片后續(xù)應(yīng)用前景尚不明朗。操作系統(tǒng)：VR安卓占據(jù)主流，AR則乾坤未定1）VR一體機目前主要使用安卓系統(tǒng)。早期的VR一體機基本沿襲手機端的計算芯片與操作系統(tǒng)，如OculusGo采用高通驍龍821芯片，ViveFocus采用高通驍龍835芯片，操作系統(tǒng)則是在安卓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化及定制。類似地，分體式VR包括PCVR、PSVR以及華為VRGlass、創(chuàng)維V601等超短焦手機VR，其運行的操作系統(tǒng)仍以連接的主機為主，包括微軟WMR、索尼PS及安卓系統(tǒng)。2）AR操作系統(tǒng)系生態(tài)占領(lǐng)制高點。目前市場上的創(chuàng)業(yè)型公司AR眼鏡自身缺乏系統(tǒng)研發(fā)能力，當(dāng)前仍以多以安卓系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化與定制?？萍季揞^將AR操作系統(tǒng)視為戰(zhàn)略制高點，如微軟HoloLens采用以WindowsNT為基礎(chǔ)的Windows10Holographic系統(tǒng)，HoloLens2則采用全新多平臺操作系統(tǒng)WindowsCoreOS；MagicLeap自研專為空間計算設(shè)計的LuminOS。國內(nèi)企業(yè)虹宇科技2020年發(fā)布自研VR/AR3D多任務(wù)系統(tǒng)IrisOS，可以呈現(xiàn)2D、3D的窗口及全景應(yīng)用，支持多人多設(shè)備協(xié)作，兼容各類芯片平臺及光學(xué)模組。公司致力于將IrisOS打造為開放的VR/AR操作平臺，目前已與OPPO、vivo、TCL等廠商展開合作。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：海外巨頭積極加入，國內(nèi)廠商動作較慢OpenXR是一個由Khronos組織聯(lián)盟開發(fā)的開放式、無版權(quán)費用的XR行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，旨在簡化VR/AR軟件開發(fā)，打通游戲引擎及內(nèi)容底層連接，塑造具備互通性的開放生態(tài)。OpenXR最大的意義是，游戲開發(fā)者使用一個API接口就能讓游戲在不同品牌的VR/AR中運行；硬件廠商則可利用現(xiàn)有OpenXR內(nèi)容降低市場進(jìn)入門檻，為消費者提供更豐富的內(nèi)容體驗。目前微軟在HoloLens、WMR頭顯均提供OpenXR支持；Unity推出OpenXR支持預(yù)覽版；Epic宣布虛幻引擎5不再支持SteamVR、Oculus等平臺，轉(zhuǎn)而支持且僅支持OpenXR標(biāo)準(zhǔn)；Oculus推薦游戲引擎使用OpenXR等。國內(nèi)廠商中華為、兆芯、Pico等也加入OpenXR聯(lián)盟參與標(biāo)準(zhǔn)的討論與制定工作。平臺：Steam盤據(jù)一方，Quest平臺異軍突起平臺競爭主要取決于內(nèi)容影響力與硬件滲透率，目前VR平臺中影響力最大的為Steam（內(nèi)容驅(qū)動）與OculusQuest（硬件驅(qū)動）。Steam平臺受益于3A級VR游戲《半條命：Alyx》的推動，2020年VR活躍用戶大大增長，ValveIndex頭顯也供不應(yīng)求。截至2020年12月，Steam官方數(shù)據(jù)顯示Steam平臺會話數(shù)量達(dá)1.04億次，總游戲時長增加30%，新增用戶達(dá)170萬，VR收入增長71%，VR月活超200萬人。Quest平臺則隨著Quest2銷量暴漲，活躍用戶數(shù)及平臺收入一路暴漲，據(jù)VRFocus稱，截至2021年2月，F(xiàn)acebook公布Quest平臺有超過60余款游戲收入達(dá)100萬美元，其預(yù)計到2021年底平臺累計收入將超過5億美元。2.1.3.VR：硬件趨于成熟，靜待內(nèi)容與應(yīng)用百花齊放硬件VR終端的硬件主要由芯片處理器、屏幕及光學(xué)器件、聲學(xué)器件、存儲、殼料、輔料等構(gòu)成。

其中，芯片處理器、存儲、光學(xué)顯示器件在VR終端成本中占比較高，與智能手機重合度較高，許多領(lǐng)域的技術(shù)積累可以復(fù)用，硬件產(chǎn)業(yè)鏈相對比較成熟。VR目前的主要的使用場景是游戲及視頻，以圖像處理與顯示為功能重點，因此硬件成本中屏幕占比36%、光學(xué)器件占比6%，光學(xué)顯示器合計占比約40%；同時VR也需要較高的內(nèi)存，存儲成本占比27%；負(fù)責(zé)計算、渲染和圖像處理的CPU、GPU處理器占比16%左右。以O(shè)culusQuest2為例，Quest2采用高通驍龍XR2芯片組、閃迪內(nèi)存、JDI、夏普的LCD顯示屏、兩片菲涅爾透鏡、國產(chǎn)鋰電池組、4個外部攝像頭實現(xiàn)6DOF頭部交互，產(chǎn)品具備更輕的質(zhì)量、更緊湊的結(jié)構(gòu)、更準(zhǔn)確的交互及更高的圖像性能。產(chǎn)品形態(tài)：VR一體機成為主流方案，設(shè)備價格進(jìn)一步下探。近一年VR新品頻出，以O(shè)culusQuest2為代表的VR一體機持續(xù)暢銷。一體機已經(jīng)成為消費級VR主流技術(shù)方案，一體機體積小、重量輕、更便攜，應(yīng)用場景更加豐富與廣泛，符合消費類電子產(chǎn)品的演進(jìn)趨勢。同時觀察到VR設(shè)備價格進(jìn)一步下探，2020年10月9日發(fā)售的華為VRGlass定價1999元，2021年5月24日發(fā)售的NOLOSonic定價1999元，VR終端實現(xiàn)價格下沉，有望進(jìn)一步提升市場滲透率。根據(jù)VR終端的硬件組成將其拆解為以下四大模塊：計算模塊、定位模塊、光學(xué)模塊、顯示模塊。VR終端基于四大模塊采用不同性能的組件、不同路徑的技術(shù)方案進(jìn)行組合構(gòu)成了目前市場上各有差異的設(shè)備。我們依次對四大核心模塊進(jìn)行拆解分析，VR硬件產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)具備較高的成熟度，且各個模塊仍具備邊際改善的升級空間。1）計算模塊：高算力為便攜性松綁，高通XR芯片完成迭代VR徹底構(gòu)造三維虛擬空間需要巨大的算力支持，這往往通過PC機的高性能CPU與顯卡才能勉強實現(xiàn)。然而，這類高性能計算設(shè)備往往難以做到小型便攜化，VR顯示設(shè)備外接高性能設(shè)備變?yōu)楸厝悔厔?，采用線纜連接方式造成的行動區(qū)域受限大幅削弱了VR的發(fā)展空間。目前VR處理器分為手機芯片及專用芯片，以驍龍820、MTK、三星、麒麟等為代表的手機芯片性能優(yōu)越，但其功耗與散熱問題難以解決且成本較高；以高通驍龍865為基礎(chǔ)的XR專用芯片是目前VR一體機的絕對主力芯片。高通于2018年推出專門為VR/AR一體機設(shè)計的芯片XR1，其性能比驍龍845XR版稍弱，但成本更低，基本達(dá)到沉浸式VR體驗的最低標(biāo)準(zhǔn)。2019年高通驍龍發(fā)布5G+XR芯片XR2，驍龍XR2是以驍龍865為基礎(chǔ)針對VR/AR設(shè)備進(jìn)行改造的專用芯片平臺，結(jié)合了高通5G、AI及XR領(lǐng)域的最新技術(shù)，相對XR1其性能得到顯著提升，目前新一代VR一體機OculusQuest2、VIVEFocus3、PicoNeo3系列等均采用XR2平臺。根據(jù)高通官方介紹XR2芯片性能：1）在視覺體驗方面，XR2平臺的GPU可以1.5倍像素填充率、3倍紋理速率實現(xiàn)高效高品質(zhì)的圖形渲染；支持眼球追蹤的視覺聚焦渲染；支持更高刷新率的可變速率著色，可以在渲染重負(fù)載工作的同時保持低功耗；XR2的顯示單元可以支持高達(dá)90fps的3K×3K單眼分辨率；在流傳輸與本地播放中支持60fps的8K360度視頻。2）在交互體驗方面，XR2平臺引入7路并行的攝像頭支持及定制化的計算機視覺處理器；可以高度精確地實時追蹤用戶的頭部、嘴唇及眼球；支持26點手部骨骼追蹤。3）在音頻方面，XR2平臺在豐富的3D空間音效中提供全新水平的音頻層以及非常清晰的語音交互；集成定制的始終開啟的、低功耗的HexagonDSP；支持語音激活、情境偵測等硬件加速特性。4）除硬件平臺外，高通還提供包括平臺API在內(nèi)的軟件與技術(shù)套裝以及關(guān)鍵組件選擇、產(chǎn)品、硬件設(shè)計資料的參考設(shè)計。2）定位模塊：Inside-out+6DoF，打破固定場景限制當(dāng)前Inside-out已經(jīng)取代Outside-in成為VR主流追蹤技術(shù)架構(gòu)。定位追蹤技術(shù)在實現(xiàn)上主要分為兩類，即“Outside-in”和“Inside-out”。Outside-in追蹤定位技術(shù)需要在房間里布臵傳感器的擺放或者懸掛位臵，最早實現(xiàn)產(chǎn)品化并開始大量用于體驗館、線下門店等商業(yè)場景。2017年微軟Hololens采用Inside-out技術(shù)方案后，這種擺脫外部設(shè)備的追蹤技術(shù)受到關(guān)注，隨后越來越多的大型廠商推出以Inside-out為基礎(chǔ)的設(shè)備。Inside-out追蹤定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的無繩化，隨著機器視覺算法的逐步成熟，Inside-out方案僅靠VR頭顯上的攝像頭即可準(zhǔn)確定位，有效降低了硬件成本及上手難度。基于手柄的“6+6”頭手交互為當(dāng)前主流交互方式。定位技術(shù)的原理簡單概括，就是“信號源+傳感器”，使用相應(yīng)的算法計算出物體的位臵信息（包括三軸及旋轉(zhuǎn)共六個自由度，6DOF）。隨著算法及算力的成熟，VR設(shè)備從初期的3DOF向6DOF演進(jìn)，如ViveFocus升級為6DOF手柄的ViveFocusPlus；Oculus推出首款6DOF一體機OculusQuest；Pico將其3DOF的Pico小怪獸一體機升級為6DOF的PicoNeo。目前手柄控制依然是主流，融合Inside-out6DOF頭動+6DOF手柄交互的“6+6”交互路線是主流方案，代表廠商包括OculusQuest、Pico、Nolo、Ximmerse等。各廠商的VR手柄設(shè)計有較大不同，通常都會配臵搖桿，小型觸摸板，A、B操作按鈕，以及握柄部分的電容感測，可識別壓力、觸感、以及光學(xué)數(shù)據(jù)。裸手交互是未來的發(fā)展趨勢。裸手交互（原生手勢識別）方案需要識別出手部骨架的21或26個關(guān)鍵點，并將每個點用3個自由度衡量，輸出21/26*3維的矢量，并由專業(yè)算法來識別手部的姿態(tài)和位臵。裸手交互的硬件方案包括RGB攝像頭、3D攝像頭（TOF、結(jié)構(gòu)光、雙目視覺）和數(shù)據(jù)手套等，業(yè)界標(biāo)桿是以LeapMotion與uSens為代表的雙目紅外相機方案，支持雙手交互、單手26DOF跟蹤，廣泛用于一體式、主機式虛擬現(xiàn)實終端，而在手機式產(chǎn)品方面，華為AREngine利用結(jié)構(gòu)光器件實現(xiàn)單手26DOF交互方案。3）光學(xué)模塊：菲涅爾透鏡應(yīng)用成熟，攻堅折疊光路技術(shù)菲涅爾透鏡使VR頭顯設(shè)備能在短距離中實現(xiàn)有效圖像顯示效果，是目前主流VR頭顯透鏡光學(xué)部件。菲涅爾透鏡，又名螺紋透鏡，采用聚乙烯塑料注塑成型工藝，表面加工成一圈圈向外由小到大由淺到深的同心圓，剖面看似鋸齒狀。該設(shè)計能夠在保留常規(guī)透鏡光學(xué)特征的同時實現(xiàn)鏡片輕量化，即在構(gòu)造大光圈+短焦距的透鏡的同時具有較輕的重量與較薄的厚度。但菲涅爾透鏡由于焦距所限無法減少光學(xué)成像模組的整體厚度，同時其光學(xué)特性會在一定程度上影響成像質(zhì)量，使顯示器件的清晰度受損及曲率出現(xiàn)偏差。菲涅爾透鏡的制造工藝已經(jīng)較為成熟，生產(chǎn)成本也較常規(guī)透鏡低。折疊光路，又稱短焦距光學(xué)系統(tǒng)，其成熟應(yīng)用將帶來VR設(shè)備里程碑式的體驗提升。因為鏡頭需要將來自顯示器的光聚焦到用戶眼中，而光線的聚焦必須留以足夠的距離，所以VR頭顯必須保持一定的厚度。折疊光路的原理是使用偏振膜將光路壓縮、將距離“折疊”到其自身，使光線可以在更窄的空間內(nèi)穿越同樣的距離，以使得整體VR設(shè)備變輕薄。同時折疊光路也可以實現(xiàn)更好的成像效果以及更廣的視場角，有望進(jìn)一步提升VR設(shè)備的整體體驗。但折疊光路也存在諸多技術(shù)難點，包括1）光學(xué)設(shè)計復(fù)雜；2）光效較低、光線經(jīng)多次折返后強度下降；3）輕薄設(shè)計與廣視角難以兼得等。軟件1）系統(tǒng)軟件：3D化與實時性成為現(xiàn)有操作系統(tǒng)技術(shù)面向虛擬現(xiàn)實優(yōu)化創(chuàng)新的重要技術(shù)方向。正如iOS基于UNIX，Android基于Linux，虛擬現(xiàn)實OS并非獨立于現(xiàn)有操作系統(tǒng)發(fā)展而來，在操作系統(tǒng)和底層軟件上繼承了移動端特性，是基于移動OS定制優(yōu)化的嵌入式實時系統(tǒng)。一方面，結(jié)合近眼顯示等特點，虛擬現(xiàn)實OS有望成為首個3D化操作系統(tǒng)。當(dāng)前移動OS主要面向傳統(tǒng)手機應(yīng)用設(shè)計，用戶視野較小，UI控件和Layout布局方式均面向2D，對多任務(wù)系統(tǒng)的執(zhí)行并不迫切。虛擬現(xiàn)實OS可能不再有“桌面”概念，用戶目之所及即為操作界面，更加強調(diào)空間思維，在3D圖形渲染、3D內(nèi)容傳輸、3D顯示乃至基于glTF等新興3D格式等方面變化甚巨。另一方面，結(jié)合感知交互等需求，虛擬現(xiàn)實OS凸顯穩(wěn)態(tài)、實時、緊耦合的發(fā)展特性。傳統(tǒng)移動OS是一個“待命式”系統(tǒng)，系統(tǒng)基于用戶有意識主動操作進(jìn)行響應(yīng)，且各子系統(tǒng)相對獨立，如傳感與渲染子系統(tǒng)、圖像輸入與渲染子系統(tǒng)，并無傳感器直接同渲染處理耦合，系統(tǒng)設(shè)計存在諸多緩存邏輯。虛擬現(xiàn)實OS更像穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，不論用戶主動操作與否，從姿態(tài)到渲染保持實時穩(wěn)定運行，20msMTP時延約束成為其中核心技術(shù)挑戰(zhàn)，體現(xiàn)在如下方面。在圖形渲染方面，由于復(fù)雜合成系統(tǒng)將帶來過高渲染延遲，不同于移動OS用戶界面2D圖層合成的方式，虛擬現(xiàn)實OS渲染方式存在顯著差異。在傳感融合方面，移動OS交互方式以觸屏為主，基于這一交互技術(shù)的事件體系在虛擬現(xiàn)實中無法使用，此外，移動OS系統(tǒng)架構(gòu)中缺少高精度高頻率的傳感融合實現(xiàn)，架構(gòu)的復(fù)雜性導(dǎo)致傳感延遲較高。在內(nèi)容應(yīng)用方面，移動OS圖形驅(qū)動均為C++庫，上層應(yīng)用采用Dalvik虛擬機作為運行時，與實際圖形驅(qū)動較遠(yuǎn)，效率較低，且移動OS的事件回調(diào)機制難以滿足虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的實時性需求。2）工具軟件：3D開發(fā)工具系核心是生產(chǎn)與創(chuàng)作工具，逐步走向簡單化、輕量化、可視化。

目前市場核心的3D開發(fā)引擎包括Unity的U3D、EpicGames的UnrealEngine，以及FrostbiteEngine寒霜引擎、起源引擎等，主要用于游戲、影視等PGC的內(nèi)容生產(chǎn)。由于Metaverse需要簡單易用的生產(chǎn)工具，3D開發(fā)工具也逐步走向簡單化、輕量化、可視化，如Roblox平臺的開發(fā)工具RobloxStudio，《我的世界》MCStudio等。目前，VR/AR均已脫離了基于廠商原始SDK的簡陋低效開發(fā)階段，而步入了第三方技術(shù)支持的高效開發(fā)新紀(jì)元。VR大型應(yīng)用開發(fā)已得到各類圖形庫平臺供應(yīng)商的支持。VR開發(fā)不再拘泥于OculusSDK、OpenVR等原始SDK，而是可以通過Unity、Unreal等成熟圖形引擎、游戲引擎實現(xiàn)快速高效開發(fā)。平臺/內(nèi)容VR內(nèi)容題材日益豐富，促進(jìn)VR體驗向消費者滲透普及。截至2020年12月，Steam、OculusPC、Viveport、SideQuest、Pico、OculusQuest平臺的VR應(yīng)用總數(shù)分別達(dá)到5554、1755、2513、931、578、235款。截至2020年9月，F(xiàn)acebookQuest平臺內(nèi)容收入已達(dá)到1.5億美元，35款游戲收入達(dá)到百萬美元，沉浸聲、手勢識別與虛擬化身等特色內(nèi)容制作SDK陸續(xù)發(fā)布。隨著VR內(nèi)容的豐富、設(shè)備體驗的升級以及售價的不斷下探，VR產(chǎn)品將進(jìn)一步向消費者滲透普及。應(yīng)用游戲之外，視頻、直播、電競、社交等商業(yè)場景亦多點開花，呈現(xiàn)廣闊前景。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，消費類VR主要包括游戲、視頻、直播、影院、電競、社交、音樂等領(lǐng)域，而商業(yè)類VR主要是教育、文旅、醫(yī)療、家裝、房產(chǎn)、零售等。其中基礎(chǔ)的VR娛樂產(chǎn)品如游戲、視頻、直播等需要用戶具有高沉浸感，從而達(dá)到“身臨其境”的體驗，這對于VR內(nèi)容的品質(zhì)要求非常高；而對于商用場景，用戶對產(chǎn)品的關(guān)注點更多的在于能否達(dá)到相應(yīng)的效果，因此，商用VR的內(nèi)容門檻相對用戶端要低，內(nèi)容制作成本也相對較低，同時一些商業(yè)模式也已經(jīng)跑通，我們預(yù)計商業(yè)VR將迎來高速發(fā)展。據(jù)微軟預(yù)測，至2025年，企業(yè)市場規(guī)模（184億美元，占比43.64%）將超過消費市場（159億美元）。當(dāng)前企業(yè)市場主要由一線工人（FLW）類需求主導(dǎo)，且主要集中在離散制造、流程制造相關(guān)行業(yè)，但坐辦公室的信息工人（IW）類企業(yè)市場也正開始受益于AR/VR帶來的工作潛力，包括如協(xié)作場景、虛擬會議和設(shè)計評估等。從具體落地來看，根據(jù)IDC的預(yù)測，我國VR市場企業(yè)IT支出規(guī)模預(yù)計將在2024年達(dá)到921.8億元，2020-2024年CAGR約為39.5%，行業(yè)處于高速增長期，具體到細(xì)分行業(yè)，從2019年數(shù)據(jù)來看，VR教育占比最高，達(dá)到25.1%，其次是制造、零售、消費及服務(wù)業(yè)。政策方面，教育部印發(fā)的《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》中將VR技術(shù)納入教育信息化的年度重點工作任務(wù)。產(chǎn)業(yè)方面，根據(jù)華為AILab于2018年6月發(fā)布的VR教育白皮書，國內(nèi)的訊飛幻境已與40多家公立學(xué)校開展VR教育合作。2.1.4.AR：部分環(huán)節(jié)尚存技術(shù)難點，但發(fā)展?jié)摿薮笥布鈱W(xué)與顯示領(lǐng)域仍是AR硬件的重要突破點，光學(xué)與顯示占據(jù)1000美元級AR硬件成本的43%。AR眼鏡的光學(xué)與顯示模組包括近眼顯示（即光學(xué)鏡片）、微顯示器及與二者相關(guān)的景深技術(shù)。光學(xué)顯示是AR眼鏡組成的核心部分，影響最終成像效果，光學(xué)顯示之于AR眼鏡相當(dāng)于屏幕之于手機。AR眼鏡其余供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)與智能手機重合度較高，量產(chǎn)及普及的壁壘較低。以HoloLens為例，主要硬件包括全息處理模塊、2個光導(dǎo)透明全息透鏡、2個LCos微型投影以及6個攝像頭，總成本1500美元。其中LCos微型投影設(shè)備與透明全息透鏡達(dá)570美元（中國部分廠家單個LCos微型投影儀成本500-1000元不等）、占比43%，全息處理單元（CPU、GPU、HPU）成本約400美元、占比31%，存儲設(shè)備200美元，6個攝像頭及傳感器成本100美元，電池30美元。產(chǎn)品形態(tài)：AR眼鏡一體式與分體式并存，主流產(chǎn)品逐步具備手勢識別功能。AR眼鏡尚未形成統(tǒng)一的產(chǎn)品形態(tài)與技術(shù)路徑，當(dāng)前一體式、分體式并存。一體式AR眼鏡由于需要將電池、芯片等集成在眼鏡中，當(dāng)前難以做到輕量級。手勢識別功能是AR感知交互的重要方式，也是AR眼鏡的基礎(chǔ)性功能配臵，當(dāng)前HoloLens2、MagicLeapone、Nreallight等較為主流的AR眼鏡均具備手勢識別功能，而配臵深度攝像頭模組是具備手勢識別的剛性要求。1）光學(xué)（成像）模塊：升級路徑明確，光波導(dǎo)為最終發(fā)展方向AR的光學(xué)元件與VR有很大不同。AR需要SeeThrough，與真實環(huán)境發(fā)生交互。AR的近近眼顯示是不能直接放在眼前而是放到眼睛旁邊，因此需要一組光學(xué)元件將屏幕的像耦合到眼前。AR光學(xué)元件正在由自由曲面/Birdbath等向光波導(dǎo)演進(jìn)。短期來看，由于成本可控，工藝較為成熟，自由曲面/Birdbath仍會在C端AR市場占有一席之地。長期來看，由于光波導(dǎo)輕薄性及顯示效果優(yōu)勢，一旦突破量產(chǎn)瓶頸后有望實現(xiàn)快速滲透。光波導(dǎo)可以分為兩類技術(shù)方案，幾何光波導(dǎo)與衍射光波導(dǎo)。幾何光波導(dǎo)成像效果好但量產(chǎn)難度高，衍射光波導(dǎo)具備基礎(chǔ)量產(chǎn)條件有望成為主流技術(shù)方案。幾何光波導(dǎo)由一系列半透半反鏡面組成，鏡面是嵌入到玻璃基底里面并且與傳輸光線形成一個特定角度的表面，每一個鏡面會將部分光線反射出波導(dǎo)進(jìn)入人眼。幾何光波導(dǎo)的概念最先由以色列公司Lumus提出并一直致力于優(yōu)化迭代，市場上還未出現(xiàn)大規(guī)模的量產(chǎn)眼鏡產(chǎn)品。幾何光波導(dǎo)運用傳統(tǒng)幾何光學(xué)設(shè)計理念、仿真軟件及制造流程，沒有牽扯到任何微納米級結(jié)構(gòu)，因此圖像質(zhì)量可以達(dá)到很高的水準(zhǔn)。但是，整體工藝流程比較繁冗，包括半透半反鏡面陣列的鍍膜工藝。衍射光波導(dǎo)可進(jìn)一步細(xì)分為全息光波導(dǎo)與表面浮雕光柵波導(dǎo)，主要原理為通過衍射光柵替代傳統(tǒng)幾何光學(xué)器件，采用鏡片表面的光柵結(jié)構(gòu)實現(xiàn)光束的擴展和耦出。通過合理的設(shè)計光柵結(jié)構(gòu)，光柵波導(dǎo)技術(shù)可以實現(xiàn)出瞳的二維擴展。衍射光柵是一個具有周期結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，周期可以是全息技術(shù)在材料內(nèi)部曝光形成的“明暗干涉條紋”（全息光波導(dǎo)），也可以是材料表面浮雕出來的高峰和低谷（表面浮雕光柵波導(dǎo)）。全息光波導(dǎo)方案通過雙光束全息曝光技術(shù)在介質(zhì)中形成干涉條紋，從而可以獲得折射率周期性變化的光柵結(jié)構(gòu)。全息體光柵并不是通過結(jié)構(gòu)圖型而是通過材料的不同制作光柵，理論上全息光柵的衍射銷率可以達(dá)100%，有更好的成像效果。但全息體光柵材料和量產(chǎn)工藝是當(dāng)前門檻。材料端合成難度大，且多用于軍用對我國禁運。量產(chǎn)工藝激光脈沖法不適用于規(guī)模量產(chǎn)。全息體光柵方案廠商需要具有IDM能力，提供從材料到量產(chǎn)完整的解決方案，代表公司包括蘋果公司收購的Akonia、Digilens、Sony等。表面浮雕光柵波導(dǎo)方案通過使用亞波長尺度的表面浮雕光柵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的折反射元件作為光波導(dǎo)中耦入、耦出和擴展區(qū)域的光學(xué)元件，從而實現(xiàn)對光束的調(diào)制。根據(jù)凹槽的輪廓、形狀和傾角等結(jié)構(gòu)參數(shù)的不同，常用的表面浮雕光柵可以分為一維光柵與二維光柵。一維光柵根據(jù)剖面形狀劃分為矩形光柵、梯形光柵、閃耀光柵和傾斜光柵等，二維光柵常用的結(jié)構(gòu)有六邊形分布的柱狀光柵。目前通過納米壓印技術(shù)，表面浮雕光柵波導(dǎo)已具備成熟批量生產(chǎn)條件，代表公司包括微軟HoloLens2，MagicLeapOne等。衍射光波導(dǎo)技術(shù)與幾何光波導(dǎo)相比，其主要優(yōu)勢在于光柵在設(shè)計與生產(chǎn)更具靈活性，不論是利用傳統(tǒng)半導(dǎo)體微納米制造生產(chǎn)工藝的表面浮雕光柵，還是利用全息干涉技術(shù)制成的體光柵，都是在玻璃基底平面上加鍍一層薄膜然后加工，不需要像幾何光波導(dǎo)中的玻璃切片和粘合工藝，可量產(chǎn)性及良率要高很多。2）顯示模塊：LCOS是當(dāng)前主要方案，MicroLED是遠(yuǎn)期最佳解決方案AR有四類顯示方案：LCOS、DLP、硅基OLED、MicroLED，其中LCOS是當(dāng)前主要方案，波導(dǎo)+MicroLED是遠(yuǎn)期最佳解決方案。LCOS硅基液晶（liquidcrystalonsilicon），將液晶分子填充于上層玻璃基板和下層金屬反射層之間，金屬反射層和頂層ITO公共電極之間的電壓共同決定液晶分子的光通性，而顯示驅(qū)動電路直接在硅基板上完成制備。LCoS的顯示原理為入射的S偏振光經(jīng)過液晶層，若液晶不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，達(dá)到底部金屬反射層反射回來時仍為S偏振光，穿過液晶層射出。隨后經(jīng)過PBS棱鏡反射回到原來光路，光線不進(jìn)入投影光路，即此像素呈現(xiàn)“暗態(tài)”。反之，若液晶發(fā)生偏轉(zhuǎn)，入射的S偏振光在經(jīng)過液晶層時會發(fā)生偏振，可穿過PBS棱鏡是，將進(jìn)入投影光路，即呈現(xiàn)“亮態(tài)”。LCoS的制作工藝主要為通過半導(dǎo)體工藝進(jìn)行刻蝕與沉積制造將液晶層和各種保護(hù)反射層制備到硅基驅(qū)動。目前由于LCOS量產(chǎn)工藝成熟，大部分參數(shù)都適配光波導(dǎo)，其目前是AR主要方案。DLP數(shù)字光處理（DigitalLightProcessing），原理與LCoS類似，但是不是通過液晶對光學(xué)進(jìn)行處理，而是通過棱鏡。DLP核心在于DMD（DigitalMicromirrorDevice），該核心MEMS器件由TI長期壟斷。制作工藝主要為通過半導(dǎo)體工藝制作MEMS系統(tǒng)控制楞鏡偏轉(zhuǎn)，從而控制光路。硅基OLED（OLED-on-Silicon）方案，原理與傳統(tǒng)OLED方案相似，由于在玻璃基板上很難驅(qū)動小尺寸的像素，從而使用CMOS工藝來替代。但由于OLED方案的光亮度小，如果配合光波導(dǎo)在戶外使用效果不佳。硅基OLED方案會限制AR的使用場景，配合光波導(dǎo)效果不佳，目前看不是主流方案。Micro-LED高集成半導(dǎo)體信息顯示技術(shù)，指以自發(fā)光的微米量級的LED為發(fā)光像素單元，將其組裝到驅(qū)動面板上形成高密度LED陣列的顯示技術(shù)。由于microLED芯片尺寸小、集成度高和自發(fā)光等特點,在顯示方面與LCD、OLED相比在亮度、分辨率、對比度、能耗、使用壽命、響應(yīng)速度和熱穩(wěn)定性等方面具有更大的優(yōu)勢。Micro-LED是目前業(yè)界內(nèi)比較公認(rèn)的最佳解決方案，其刷新率、亮度、發(fā)光方式、像素密度等指標(biāo)都可以提供最佳性能指標(biāo)。但由于其像素尺寸，間距都是幾微米量級，給量產(chǎn)及全彩方案帶來了極大的挑戰(zhàn)。JBD已于2020年實現(xiàn)了點間距5μm，5000DPI的單色MicroLED晶圓量產(chǎn)；隨著海茲定律推動LED成本持續(xù)下探，芯片尺寸不斷下降，MicroLED正在快速落地，有望成為搭配光波導(dǎo)的最終AR顯示技術(shù)。Micro-LED的顯著優(yōu)勢構(gòu)建在復(fù)雜的工藝流程與嚴(yán)苛的技術(shù)門檻上。Micro-LED顯示主要包括外延生長、驅(qū)動背板制作、芯片制作、批量轉(zhuǎn)移等工藝流程。其中，芯片制造、巨量轉(zhuǎn)移、驅(qū)動是Micro-LED產(chǎn)業(yè)化的主要痛點，巨量轉(zhuǎn)移更是“難上加難”。目前，業(yè)界推出了Stamp轉(zhuǎn)移、激光轉(zhuǎn)移、自組裝轉(zhuǎn)移以及bonding、Interpose等轉(zhuǎn)移技術(shù)，但總體來看，轉(zhuǎn)移技術(shù)的成熟度和良率水平還有待提升，需要全產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)探索和優(yōu)化。軟件AR軟件已經(jīng)過各大互聯(lián)網(wǎng)公司打包整合，功能更加完善，技術(shù)支持更加充分。蘋果、谷歌都在開發(fā)者大會上推出了面向AR開發(fā)者的便捷化軟件開發(fā)工具。蘋果的ARKit：2017年6月的WWDC大會上，蘋果正式公布了自己的增強現(xiàn)實開發(fā)者平臺ARKit，它支持Unity、Unreal和SceneKit，具備動作追蹤以及平面、光線、范圍估算等特性便于AR游戲開發(fā)者、電影制作人或是品牌開發(fā)自己的作品。庫克直接把它叫做“全球最大的AR平臺”。谷歌的ARCore：2017年8月，谷歌宣布推出了和ARKit對標(biāo)的增強現(xiàn)實SDK，名為“ARCore”。2017年10月19日，三星和谷歌宣布了一項合作，將谷歌的增強現(xiàn)實開發(fā)平臺ARCore引入三星Galaxy智能手機系列。其他ARSDK軟件工具產(chǎn)品：在ARSDK生態(tài)系統(tǒng)中，除了ARKit和ARCore這兩棵大樹外，還存在一些輔助的SDK。國外有老牌ARSDKVuforia，2015年被蘋果收購的Metio，F(xiàn)acebook的ARStudio等；國內(nèi)ARSDK有百度AR，騰訊QAR，支付寶AR等。平臺/內(nèi)容AR開發(fā)成本降低，應(yīng)用內(nèi)容大幅增加。PokemonGo的火爆讓大眾第一次直觀感受到AR的魅力。得益于ARKit、ARCore等高效開發(fā)軟件，制作AR應(yīng)用的門檻和成本大幅降低。同時，AR應(yīng)用數(shù)量激增。AR應(yīng)用程序在2017年9月20日ARKit正式上線之初只有五十多款，而在3個月的時間就已經(jīng)有超過1000款應(yīng)用。AR應(yīng)用在內(nèi)容上也呈現(xiàn)多樣化的趨勢，既有類似PokemonGo這樣的AR游戲，也有傳統(tǒng)制造企業(yè)與AR的聯(lián)合，比如寶馬推出的BMWiVisualizer，樂高也發(fā)布了使用ARKit的來整合數(shù)字和實物的應(yīng)用ARStudio。應(yīng)用AR產(chǎn)業(yè)因產(chǎn)品形態(tài)與價格尚未達(dá)到消費級的水平，當(dāng)前仍在B端商業(yè)場景落地，2021年預(yù)計光波導(dǎo)鏡片與MicroLED微顯示屏幕良率及量產(chǎn)難題將有所突破，AR眼鏡在功耗、體積、重量、視場角會有大幅的改善及提升，AR眼鏡將越來越接近普通眼鏡形態(tài)，整體來看，AR產(chǎn)業(yè)進(jìn)入C端市場尚待時日，需蘋果、微軟等巨頭的推動和產(chǎn)業(yè)界共同努力?；贏R的遠(yuǎn)程協(xié)作解決方案將稱為未來幾年ARB端市場的重要落地場景。AR遠(yuǎn)程協(xié)作可通過AR眼鏡或具備AR功能的手機等采集聲音音頻，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_協(xié)助端進(jìn)行技術(shù)支持，具有低延遲、高畫質(zhì)的優(yōu)良特性?；贏R眼鏡的遠(yuǎn)程協(xié)作可以解放雙手，借助AR遠(yuǎn)程協(xié)作系統(tǒng)，可由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員協(xié)助運維人員進(jìn)行“面對面”的遠(yuǎn)程指導(dǎo)服務(wù)。當(dāng)下代表性的主流AR遠(yuǎn)程協(xié)作平臺包括：微軟Dynamics365、AtheerARMP、ScopeARWorkLink等。2.2.5G加速：基礎(chǔ)設(shè)施趨于完善5G網(wǎng)絡(luò)高速率、低時延的特性將大幅提升VR/AR用戶體驗。根據(jù)5G的性能指標(biāo)，5G移動網(wǎng)絡(luò)能夠達(dá)到20Gbps的峰值速率，是4G的20倍；能夠達(dá)到1Gbps的體驗速率，是4G的100倍；空口時延1ms，是4G的1/5。相較4G，5G在網(wǎng)絡(luò)傳輸、通信時延等方面均有較大技術(shù)提升，其技術(shù)革新將給VR設(shè)備的帶來更大的想象空間。據(jù)賽迪智庫對比5G與4G的關(guān)鍵性能指標(biāo)，5G網(wǎng)絡(luò)下畫面端到端延遲相比4G將減少10倍，將顯著減輕玩家眩暈感；5G傳輸信號下用戶體驗速率提升10-100倍，PCVR、主機VR將擺脫連線直接通過無線型號進(jìn)行傳輸，甚至直接將算力放至云端，可以減輕設(shè)備體積及重量。千兆帶寬+Wi-Fi6能夠較好滿足VR/AR網(wǎng)絡(luò)要求。我國目前已經(jīng)基本普及了百兆光纖入戶，未來將逐步開展城市千兆帶寬入戶示范。固定網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了5個階段的發(fā)展，目前已進(jìn)入以10GPON光纖技術(shù)為基礎(chǔ)的千兆時代。10GPON作為千兆網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù)，與前幾代固定接入技術(shù)相比，帶寬、用戶體驗及聯(lián)接容量三個方面均有飛躍式發(fā)展，上下行速率將高達(dá)對稱10Gbps，時延降低到100μs以下，實現(xiàn)全場景多業(yè)務(wù)覆蓋，滿足VR用戶的規(guī)模化發(fā)展。同時，下一代Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi6在傳輸速率、功耗、空間和性能等方面同樣具有較大提升。Wi-Fi6支持更高的傳輸速率，最高速率可達(dá)9.6Gbps；允許更多的設(shè)備接入，并且能夠加快每一臺設(shè)備的速度與容量；在連接相同數(shù)量設(shè)備的基礎(chǔ)上，速度是Wi-Fi5的近四倍。CloudVR能夠解決本地VR現(xiàn)存痛點，有助于加速行業(yè)普及。VR用戶體驗與終端成本的平衡是目前影響VR產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。本地VR受到用戶體驗與終端成本的制約，CloudVR能夠解決主要痛點。一方面，以HTCVIVE、OculusRift、SonyPlayStation等為代表的高品質(zhì)VR設(shè)備，其配臵套裝價格高達(dá)數(shù)千乃至萬元，過高的終端成本明顯制約了高品質(zhì)VR的普及。另一方面，目前VR的渲染主要在本地主機或終端進(jìn)行，如果連接電腦會損失便攜性；VR一體機配臵顯卡則相對體積大、頭顯重。此外，通過統(tǒng)一的CloudVR/AR平臺，可適配不同終端上的不同類型的內(nèi)容，解決VR內(nèi)容的分散性。2.3.Metaverse：指向下一代互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)2.3.1.VR是下一代媒體形式，AR是下一代計算平臺VR（VirtualReality）與AR（AugementedReality）互相競爭、互相成就。AR由于需要在用戶真實視覺場景中構(gòu)造出虛擬三維物體，本身就帶有一定的VR色彩，因而AR與VR常統(tǒng)一為VR/AR概念一并進(jìn)行討論。兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在：1）兩者的目的不同。VR的目的是提供一個完全的虛擬化三維空間，令用戶深度沉浸其中而不發(fā)覺。AR的目的是為用戶提供在真實環(huán)境下提供輔助性虛擬物體，本質(zhì)只是用戶視野內(nèi)現(xiàn)實世界的延伸。2）兩者的實現(xiàn)方式不同?，F(xiàn)有的主流VR頭顯技術(shù)通過用戶位臵定位，利用雙目視差分別為用戶左右眼提供不同的顯示畫面，已達(dá)到欺騙視覺中樞制造幻象的目的。相比之下，AR技術(shù)則通過測量用戶與真實場景中物體的距離并重構(gòu)，實現(xiàn)虛擬物體與現(xiàn)實場景的交互。3）兩者的技術(shù)痛點不同。VR的關(guān)鍵在于如何通過定位與虛擬場景渲染實現(xiàn)用戶“以假亂真”的沉浸體驗，目前的應(yīng)用瓶頸在定位精度與傳輸速度。AR的關(guān)鍵是如何通過在虛擬環(huán)境里重構(gòu)現(xiàn)實世界的物體已實現(xiàn)“現(xiàn)實-虛擬”交互，目前的技術(shù)瓶頸主要在算法和算力上。4）兩者的服務(wù)對象不同。VR產(chǎn)品經(jīng)過多年發(fā)展，已逐步進(jìn)入商品化流程，目前零售產(chǎn)品報價在500-4000人民幣之間，面向終端消費者。AR產(chǎn)品仍然處于發(fā)展的初期，相關(guān)新品的報價在20000-50000人民幣之間，主要面向特定企業(yè)級用戶預(yù)訂。雖然VR、AR存在明顯的差異，但它們并非完全獨立的技術(shù)。VR和AR在互相競爭的同時也在互相成就。VR利用計算機生成的圖像完全取代現(xiàn)實世界，AR則將計算機生成的圖像添加到用戶周遭環(huán)境中。但最終兩種技術(shù)的競爭將會模糊化，同一設(shè)備可以兩種技術(shù)兼而有之。從VR與AR的區(qū)別上我們不難發(fā)現(xiàn)VR本質(zhì)上是更先進(jìn)的媒體形式，而AR卻是強大的計算平臺。VR主要應(yīng)用于游戲、娛樂方面，如同將游戲機放在眼前；而游戲、娛樂僅僅是AR應(yīng)用的子集，未來AR在醫(yī)療、工業(yè)、教育、零售等市場有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑR產(chǎn)業(yè)憑借消費級硬件產(chǎn)品、爆款VR游戲逐步向C端市場滲透。1）標(biāo)桿VR頭顯OculusQuest2在2020年完成迭代，同期銷量超一代5倍以上，Quest熱銷促進(jìn)了VR內(nèi)容消費的繁榮，Quest平臺累計銷售收入超1.5億美元，超60款VR游戲收入達(dá)100萬美元；2）《Half-Life：Alyx》VR游戲顯著帶動ValveIndex頭顯銷量，游戲宣布開售后ValveIndex頭顯相繼在31個國家售罄。2020年3月，在《Half-Life:Alyx》上線的推動下，steam平臺ValveIndex占頭顯設(shè)備比重從上月的7.69%增加至11.14%，環(huán)比增幅達(dá)3.48%。此外，RiftS、HTCVive占比均有所增加。在B端市場，VR同樣在教育培訓(xùn)、文化旅游、展覽展示等場景展示出強大的商業(yè)前景。AR產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品形態(tài)、價格尚未達(dá)消費級水平，仍在B端商業(yè)場景落地。2021年預(yù)計光波導(dǎo)鏡片、MicroLED微顯示屏幕良率及量產(chǎn)難題被突破，AR眼鏡在功耗、體積、重量、視場角會有大幅的改善及提升，AR眼鏡將越來越接近普通眼鏡形態(tài)?；贏R的遠(yuǎn)程協(xié)作解決方案是AR在B端市場的重要落地場景，AR遠(yuǎn)程協(xié)作可通過AR眼鏡或具備AR功能的手機等采集聲音音頻，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_協(xié)助端進(jìn)行技術(shù)支持，具有低延遲、高畫質(zhì)的優(yōu)良特性。AR產(chǎn)業(yè)進(jìn)入C端市場尚待時日，需蘋果、微軟等巨頭的推動及產(chǎn)業(yè)界共同努力。2.3.2.Metaverse指向下一代互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)Metaverse元宇宙并非一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)概念，目前尚無統(tǒng)一的定義，我們將其歸納為Metaverse為在虛擬環(huán)境中搭建的“現(xiàn)實世界”，人們利用數(shù)字分身Avatar在時間依然只能單向流動的世界中進(jìn)行同步實時交互，用共通協(xié)定的“貨幣”購買及出售由任何人/組織機構(gòu)創(chuàng)建的物品（可以是內(nèi)容、體驗、服務(wù)等）。Metaverse的關(guān)鍵特征包括永續(xù)性、實時性、無準(zhǔn)入限制、經(jīng)濟(jì)功能、可連接性、可創(chuàng)造性。行業(yè)所共識的一點是，Metaverse不會一夜之間出現(xiàn)。“Metaverse前”與“Metaverse后”不會有涇渭分明的界限，而且也不會是由一家公司打造與運行。Metaverse是互聯(lián)網(wǎng)的下一代形態(tài)，將由許多獨立工具、平臺和由共享基礎(chǔ)設(shè)施、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議支撐的世界不斷融合產(chǎn)生。拆解Metaverse為meta（表示超越）、verse（取自universe）。直觀理解，元宇宙的發(fā)展大概率會歷經(jīng)兩大階段：第一階段，超越真實世界，即真實世界中的公司借助數(shù)字化等技術(shù)手段搭建“分布式”的虛擬世界/平臺；第二階段，形成宇宙，分散的虛擬的世界/平臺在一定機制下實現(xiàn)互通，被一套系統(tǒng)串聯(lián)起來。真實世界中的各類型公司/各功能場景在虛擬世界中的交叉點或?qū)⒋呱^為成熟的Metaverse元宇宙。Metaverse（元宇宙）最初作為科幻概念被首次提出。1992年，科幻作家NealStephenson在其著作《雪崩》中的描述中，人類可以通過Avatar（數(shù)字替身），在一個虛擬三維空間中生活，現(xiàn)實世界的所有事物都可以被數(shù)字化復(fù)制到這一空間，作者將這個人造空間稱之為Metaverse（元宇宙）。Metaverse脫胎于現(xiàn)實世界，又與現(xiàn)實世界平行，并且始終在線。2018年問世的電影《頭號玩家》中的“綠洲”，進(jìn)一步具象呈現(xiàn)了Metaverse的可能樣貌，它具有完整運行的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、跨越實體和數(shù)字世界，數(shù)據(jù)、數(shù)字物品、內(nèi)容以及IP都可以在其間通行，用戶、公司都可以創(chuàng)作內(nèi)容、商品，讓Metaverse愈加繁榮。疫情隔離加速虛擬世界感知，為元宇宙概念做好鋪墊。因居家隔離需求，人們的生活場所被迫轉(zhuǎn)變成為基于真實世界的虛擬世界，將包括工作、生活、娛樂、學(xué)術(shù)等諸多線下行為投射到視頻會議、游戲等在線數(shù)字化場景中。具體來看，Zoom等在線視頻會議工具在疫情隔離期間得到廣泛應(yīng)用；加州伯克利大學(xué)選擇沙盒游戲《我的世界》（Minecraft）作為畢業(yè)典禮的舉辦場所，畢業(yè)生們以虛擬形象齊聚校園參加畢業(yè)典禮；美國著名流行歌手TravisScott在游戲《堡壘之夜》（Fortnite）中舉辦的一場虛擬演唱會容納全球千萬游戲玩家觀眾；全球頂級AI學(xué)術(shù)會議ACAI在游戲《動物森友會》上舉辦研討會并由演講者在游戲中播放PPT發(fā)表講話等。隨著線上線下行為的打通，真實世界與虛擬世界的邊界進(jìn)一步模糊，強化人們對虛擬世界的感知與想象力。Metaverse模胚《堡壘之夜》實現(xiàn)多IP、跨平臺聯(lián)動?！侗局埂酚螒?qū)崿F(xiàn)巨量的品牌IP包括漫威、DC、NFL（美國國家橄欖球聯(lián)盟）、喬丹等多個不同世界觀體系的IP同時上線?！侗局埂肪邆鋭?chuàng)意平臺屬性，隨著游戲在全平臺上線，主機、PC、移動端玩家無障礙互動，自由創(chuàng)造?！侗局埂分幸呀?jīng)出現(xiàn)一個完整的次級經(jīng)濟(jì)體，玩家可以構(gòu)建自己的內(nèi)容并將其貨幣化；小到數(shù)字服裝（“皮膚”）或舞蹈（“表情”），并迅速擴展到使用《堡壘之夜》的引擎、資產(chǎn)及美學(xué)創(chuàng)造所有新的游戲與體驗。Roblox已具備Metaverse的初步基本框架。Roblox最早從兒童教育起家，逐漸發(fā)展成為大型多人游戲創(chuàng)作、分享及銷售平臺，通過開放式的平臺和創(chuàng)作機制、由玩家主導(dǎo)建立一個去中心化的世界，已經(jīng)逐漸搭建起Metaverse的基本框架。Roblox列出平臺具有通向元宇宙的8個關(guān)鍵特點：1）Identity（身份）：自由創(chuàng)造虛擬形象，第二人生；2）Friends（朋友）：跨越空間、多維社交；3）Immersive（沉浸感）：虛擬與現(xiàn)實世界無障礙連接；4）Anywhere（隨地）：低門檻+高滲透率+多端入口；5）Variety（多元化）：超越現(xiàn)實生活的自由；6）LowFriction（低延遲）：5G、邊緣計算，消除失真感；7）Economy（經(jīng)濟(jì)）：UGC創(chuàng)造價值、與現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)打通；8）Civility（文明）：最終發(fā)展方向，虛擬世界大繁榮。Metaverse元宇宙的重要性集中體現(xiàn)在1）新的增量價值；2）互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)化迭代；3）新的貨幣與資源的分配方式。1）新的增量價值：即使元宇宙達(dá)不到科幻小說作家的幻想愿景，但作為一種新的計算平臺或內(nèi)容媒體也可能產(chǎn)生數(shù)萬億美元的價值。但在它的全部愿景中，元宇宙成為大多數(shù)數(shù)字體驗的門戶，所有物理體驗的關(guān)鍵組成部分，以及下一個勞動力平臺。2）互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)化迭代：元宇宙是下一代互聯(lián)網(wǎng)功能性的“繼承者”，且覆蓋面更廣、花費時間更長、商業(yè)活動更多樣。元宇宙時代會誕生新的公司、產(chǎn)品和服務(wù)，重構(gòu)管理從支付處理到身份驗證、招聘、廣告交付、內(nèi)容創(chuàng)建、安全等一切商務(wù)活動。3）新的貨幣與資源的分配方式：在虛擬世界中，選擇居住在城市以外的潛在勞動者將能夠通過虛擬勞動參與“高價值”經(jīng)濟(jì)。隨著越來越多的消費者支出轉(zhuǎn)向虛擬商品、服務(wù)和體驗，我們還將看到我們生活的地方、構(gòu)建的基礎(chǔ)設(shè)施以及誰執(zhí)行哪些任務(wù)的進(jìn)一步變化。2.3.3.VR/AR是中場，Metaverse是終局元宇宙旨在構(gòu)建一個持久的虛擬共享空間，同時依然能夠保持對現(xiàn)實世界的感知和體驗。沉浸式交互設(shè)備為玩家進(jìn)入元宇宙提供完全真實、持久且順暢的交互體驗，是真實世界與元宇宙的橋梁，一方面最大限度地為玩家提供真實體感的沉浸式交互體驗，另一方面讓玩家保持對真實世界的感知。因此，元宇宙的構(gòu)建需要基于VR、AR及腦機接口技術(shù)的沉浸式設(shè)備作為必要的交互手段。沉浸式交互設(shè)備包括VR設(shè)備、AR設(shè)備以及腦機接口設(shè)備等。其中，VR/AR設(shè)備相對成熟、已經(jīng)能夠應(yīng)用于部分商業(yè)場景，如3D電影、3D演唱會、模擬駕駛訓(xùn)練、線上虛擬旅游等。然而，僅僅依靠VR/AR設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到完全理想的Metaverse元宇宙，尚無法為用戶提供順暢無阻、穩(wěn)定持久及虛擬共享的大規(guī)模交互與共享體驗。VR/AR終端復(fù)雜沉重，只能賦予人們局部感官的超現(xiàn)實體驗，并不能實現(xiàn)所有感官的共享與交互，腦機接口技術(shù)（Brain-ComputerInterface，BCI）因此脫穎而出。腦機接口技術(shù)是指通過人腦與其他電子設(shè)備之間建立直接的信號通道，從而繞開語言和肢體的方式實現(xiàn)與電子設(shè)備的交互。由于人類的所有感官最終都是通過將信號傳遞到大腦才形成的，如果通過腦機接口技術(shù)，原則上將能夠通過刺激大腦對應(yīng)區(qū)域從而完全模擬所有的感官體驗。相比于VR/AR設(shè)備，直接與人類大腦皮層相連的腦機接口更有可能成為未來元宇宙時代中玩家與虛擬世界之間交互的最佳設(shè)備。Metaverse從概念走向現(xiàn)實，VR/AR是必經(jīng)階段。一定程度上，VR/AR是Metaverse的技術(shù)基礎(chǔ)。Metaverse是一個共享的虛擬空間，允許個人與數(shù)位環(huán)境中的其他用戶進(jìn)行互動，讓人們可以以具體的虛擬形象存在其中，就如同活在與現(xiàn)實世界平行的世界。VR/AR技術(shù)將塑造網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)的新形態(tài)，VR技術(shù)將讓用戶在虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界中獲得更加真實、具體化的體驗，使虛擬世界與真實世界的運行模式更加相似；AR技術(shù)則可以將虛擬世界與現(xiàn)實融合得更緊密。Metaverse的發(fā)展也必將預(yù)示著VR/AR的崛起。技術(shù)的成熟伴隨著價格的下調(diào)，產(chǎn)品體驗從分級客戶逐漸轉(zhuǎn)向大眾消費，最終實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的完美融合，真正走進(jìn)全真互聯(lián)網(wǎng)時代。走向Metaverse，VR/AR的崛起需要一個漫長的過程，也蘊藏著巨大的利潤?；ヂ?lián)網(wǎng)時代，是驅(qū)動產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展的兩大重要規(guī)律——“飛輪效應(yīng)”與“網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)”同樣適用于元宇宙。元宇宙的內(nèi)容產(chǎn)業(yè)需要在品類、質(zhì)量上都具備足夠的吸引力以形成“網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)”，降低規(guī)模擴張的邊際成本；當(dāng)發(fā)展到生態(tài)足夠繁榮的階段將形成“飛輪效應(yīng)”，邁入生態(tài)自我促進(jìn)與優(yōu)質(zhì)內(nèi)容自我增殖的持續(xù)繁榮階段。2.4.圍繞硬件、軟件、內(nèi)容/平臺展開競爭VR/AR的競爭主要集中在三大領(lǐng)域：一是硬件（沉浸式終端設(shè)備）；二是軟件（操作系統(tǒng)、工具系統(tǒng)）；三是內(nèi)容/平臺（影視、游戲及其內(nèi)容集成平臺，虛擬社交平臺等）。體驗與性價比的平衡是決定硬件滲透率的關(guān)鍵；操作系統(tǒng)是決定用戶習(xí)慣與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)制高點，工具系統(tǒng)能極大提升開發(fā)效率；內(nèi)容/平臺的多寡則直接體現(xiàn)為在VR/AR市場占據(jù)的優(yōu)勢份額?？萍季揞^圍繞硬件、軟件、內(nèi)容/平臺三大競爭方向，利用自身優(yōu)勢搶灘VR/AR。在這一場日益緊張的競爭中，各科技巨頭依據(jù)自身資源稟賦的不同選擇不同的切入方向。2.4.1.Facebook：以消費級硬件切入，劍指VR社交硬件方面，F(xiàn)acebook在收購Oculus后相繼推出PCVROculusRiftCV，VR一體機OculusGo、VR一體機OculusQuest、PCVROculusRiftS、VR一體機OculusQuest2。其中OculusQuest2上線半年后銷量超過此前所有產(chǎn)品總和，預(yù)測2021年銷量為500-900萬臺。軟件方面，出于商業(yè)競爭及戰(zhàn)略安全的考慮，F(xiàn)acebook已經(jīng)加大投入構(gòu)建圍繞空間計算與3D的完整VR/AR操作系統(tǒng)，以應(yīng)對對安卓系統(tǒng)的依賴而受制于谷歌。自研操作系統(tǒng)有助于Facebook將社交、隱私與硬件深度結(jié)合，為其收購的公司以及合作伙伴構(gòu)建完善生態(tài)。內(nèi)容方面，Quest平臺采用嚴(yán)格的審核機制決定游戲上線，以高品質(zhì)內(nèi)容成就高口碑，上線以來收入規(guī)模穩(wěn)步增長，累計收入規(guī)模超1.5億美元，超60款游戲收入達(dá)100萬美元。此外，VR社交平臺《Faceboo