传媒互联网行业及海外VRAR深度报告：拐点已至抓紧趋势.pdf

VRAR 深度报告：拐点已至，抓紧趋势 传媒互联网及海外 Table_ReportTime2022 年 8 月 23 日 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 2 d 证券研究报告 行业研究 Table_ReportType 行业深度研究 Table_StockAndRank 传媒互联网传媒互联网 投资评级投资评级 看好看好 上次评级上次评级 看好看好 Table_Author 冯翠婷 传媒互联网及海外 首席分析师 执业编号：S1500522010001 联系电话：[phone] 邮 箱： Table_Author 刘旺 联系人 联系电话：[phone] 邮 箱： 信达证券股份有限公司 CINDA SECURITIES CO.,LTD 北京市西城区闹市口大街9号院1号楼 邮编：100031 Table_Title VRARVRAR 深度报告：拐点已至，深度报告：拐点已至，抓紧趋势抓紧趋势 Table_ReportDate 2022 年 08 月 23 日 本期内容提要本期内容提要:VR/AR 设备是元宇宙的入口，内容应用与技术双驱动，推动设备是元宇宙的入口，内容应用与技术双驱动，推动 VR/AR 产产品迭代升级。品迭代升级。对于元宇宙未来的发展，我们认为会有两条发展路径，一是以 VR 为代表的沉浸式宇宙，二是以 AR 为代表的虚拟与现实交互式宇宙。VR/AR 受到内容应用与技术双重驱动因素影响。技术方面，虚拟（增强）现实技术的成熟度逐渐进入了稳步爬坡复苏期。虚拟（增强）现实技术可以分为五大类：近眼显示、感知交互、网络传输、渲染计算与内容制作。其中，影响终端设备体验的关键技术，在过去两年都取得了重大突破，目前已经被主流设备采用。例如由内向外追踪定位（Inside-Out）、眼动追踪、6DOF 和六自由度视频制作等技术在过去两年都取得了重大突破。近眼显示方面，消费级VR的产品形态较为成熟，因延迟、刷新率和分辨率产生的眩晕基本消除。分辨率决定显示清晰度，刷新率决定了流畅性，双眼 4K 屏已经成为了如今 VR 的主流配置，刷新大多为 90HZ，高端产品出现8K屏120HZ刷新率的配置甚至更高，而光学模组方面的 Pancake方案也在逐步普及。AR光学方案是 AR产品的关键，技术仍在演进中，产业处于以硬件技术发展驱动为主的阶段。整体来看，目前行业发展刚好处于泡沫破裂以后开始缓慢的爬坡恢复期，所以会被人误认为是炒作，但是有许多科技公司可能在未来 1-3 年期间在技术端和设备端推出一些有所突破的产品。现象级产品引领市场，现象级产品引领市场，C 端迎来拐点。端迎来拐点。VR 设备进入一体机时代，头显进设备进入一体机时代，头显进一步轻薄化；一步轻薄化；AR以以行业应用为主，消费级行业应用为主，消费级产品产品处于起步阶段。处于起步阶段。硬件终端方面：1）VR设备经历过VR盒子时代、PCVR时代，目前处于VR一体机时代，是当前产业界的共识。现象级产品 Quest2 的成功带动了 VR 的整体销量提升，以 Quest 2的技术路径和类似形态为主的 VR头显层出不穷，并沿着轻薄化的方向不断迭代更新，VR头显已经完成了B端到C端的突破。Oculus Quest2 在 2022 年上半年销量为 590 万台，而 2022 年上半年 VR出货量为 684万台，Oculus的 VR 一体机销量已达近 2000万台，Quest 系列（含 1、2）累计出货量为 1770 万台。2）7 月发布的创维 VR 新品 Pancake 系列将于 8 月 26 日上线京东快手渠道，Pico Neo 4预计最快将于 22 年 9 月发布，系列新品均采用 Pancake 光学方案。Pancake 光学原理是图像源进入半透半反功能的镜片之后，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。Pancake 超短焦光学系统将传统的菲涅尔透镜或非球面镜的镜片到显示屏幕距离从 35-45mm，缩减到 10-20mm 左右，极大程度地减少VR产品体积和重量。3）AR终端销售仍集中在B端市场，以行业应用为主，成本高、终端价格高，上游供应链仍在攻坚，消费级产品处于起步阶段，2022年上半年全球AR头显出货量 29.6万台，2021年全球AR头显出货量为 57 万台，较 2020 年增长 44%。随着光学方案的进步，AR眼镜有望在 2024 年大规模进入消费级市场。20 年全球 VR、AR 终端出货量占比分别 90%、10%，中国信通院预测 24 年分别为 45%、55%。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 3 Counter point 预计到 2025 年全球 XR 出货量将超 1 亿台。优质内容与应用是加速器。优质内容与应用是加速器。C 端的应用包括游戏、视频、端的应用包括游戏、视频、直播、社交、直播、社交、健身等。健身等。而而 B 端端则则赋赋能百业，行业能百业，行业+VR/AR 逐渐成为标配。逐渐成为标配。内容生态建设是 C 端市场发力重点，内容生态包括了创作工具软件、内容平台和内容应用等。重磅IP星球大战和Half-Life:Alyx都直接拉动了设备的销售。随着硬件出货量的市场持续提升，创作工具日趋完善，VR 内容和应用快速增加，C 端应用包括游戏、社交、健身、视频、直播等，获得新的内容发行和变现的渠道。国外 Oculus、Steam 等 VR 内容生态颇有成效，国内 Pico 在字节跳动加持下逐渐发力。截至 2022 年上半年末，Steam以 6574 款游戏和应用，继续成为 VR 内容总数量最多的平台。和SideQuest 和 VivePort 则分别以 3352 和 2819 款游戏和应用位列榜单第二和第三。2021 年，Quest 平台注册用户规模为 1200 万，陀螺研究院预计 2022年注册用户规模可以达到 2200万，2025年用户规模超 1亿。2021 年 Quest 平台内容销售流水为 4.8 亿美元，自 2019 年 Quest 平台上线以来，累计收入流水达到 7.38 亿美元，陀螺研究院预计 2022 年Quest 平台内容销售流水超 10 亿美元。B 端赋能百业，通过行业+VR/AR，应用场景不断拓宽。VR在教育医疗文旅地产等领域，AR在安防巡检、工业生产、军事等领域逐渐成为行业标配。内容生态内容生态呈现百花齐放态势，游戏是主要内容和变现方式之一呈现百花齐放态势，游戏是主要内容和变现方式之一，视频、视频、直播和社交有望拓宽应用场景直播和社交有望拓宽应用场景。内容和应用呈现百花齐放态势，内容生态需要多维度多场景的完善，部分场景属于疫情影响下的再次兴起，如VR 直播、VR 社交，也有新潮流出现，如虚拟演唱会、虚拟蹦迪等新场景，还有很多场景仍在探索和验证的过程中。游戏是主要内容和变现方式之一。游戏厂商原本在主机游戏、手机游戏拥有的优势有利于制作虚拟现实内容。VR 游戏在设计思路上与传统游戏存在差别，向虚拟现实内容转移时，更强调沉浸式体验中玩家的移动和交互，还要寻找合适的品类和参照物；VRAR 游戏的另一个特点是偏向长周期；受制于算力的约束，一体机的游戏多以轻度游戏为主，在重度游戏玩家市场，多以串流方式，享受 PC 和主机原有内容平台的红利。独占 IP 可能会成为游戏内容竞争的核心环节。VRAR 社交主要是元宇宙社交，对技术、产品、运营、用户基数等方面的要求高，是互联网下一长期赛道。视频已经开始进入 PC/手机/TV/VR 四端同步的时期，视频平台有大量内容储备可以投放，并且 VR 视频技术逐渐成熟，制作成本降低，通过 VR 摄影方式制作的视频可以进一步提高沉浸感。王晰、郑均、汪峰等VR演唱会取得了较好的用户反馈，随着VR直播及网络带宽条件等逐渐成熟，越来越多的直播、体育比赛、演唱会、现场演出将会采用 VR 形式。VR 消费消费级级市场进入补贴模式，巨头发力内容生态建设。市场进入补贴模式，巨头发力内容生态建设。从市场格局来看，手机和互联网厂商以不同方式进入市场，22 年上半年开始，围绕消费市场的 VR 拉锯战逐渐拉开帷幕，字节跳动、梦想绽放（爱奇艺）、NOLO,以及大朋、创维等公司，加上可能入局的腾讯和部分未对外正式公布的企业，VR 拉锯战可能即将到来。手机厂商不断进入硬件市场，由于VR与手机供应链高度重合，经验可以复用，手机厂商以手机为核心构建生态，一般以分体式 VR/AR 作为第一步，优势在于拥有完善的手机生态、分发渠道和供应链整合能力。互联网厂商倾向于一体机，开发者生 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 4 态和内容是其核心优势。VR 的主要模式仍然是通过硬件补贴降低终端价格甚至低于成本价销售，以及内容补贴促进内容繁荣等手段。内容生态建设方面，一方面引进优质内容和 IP，独占的内容和 IP 意味着对稀缺内容的控制力，可以进一步稳定硬件终端的市场地位；一方面扶持开发者，增加内容供给，从而吸引用户。目前仍然处于“买用户”的阶段，通过硬件终端帮助公司占领入口，以后续销售内容盈利可能会成为主要竞争策略。但对整个行业来说，有利于促进产业链的成熟、技术的迭代和内容生态的打造，形成正循环。国内外对比来看，Oculus 内容生态相对成熟，国内 Pico 有望重点发力内容生态建设。投资建议：投资建议：VRARMR 全产业链布局的科技公司，建议关注：海外的【Meta、Microsoft、Apple】，以及国内的【字节跳动、腾讯、华为】等。上游硬件产业链建议关注：海外的如计算芯片领域的【高通、英伟达】等，A 股的如供应链代工相关的【歌尔股份、立讯精密、国光电器】等，元器件相关的公司，例如涉及光学方案和显示方案的相关的【歌尔股份、舜宇光学科技、三利谱、水晶光电、京东方、隆利科技、美迪凯、鸿利智汇】等，摄像头和摄像头模组相关的【韦尔股份、水晶光电、闻泰科技、高伟电子】，PCB和 FPC 相关的【鹏鼎控股、长盈精密】，传动电机电池等其他零配件相关的【兆威机电、紫建电子、欣旺达、帝奥微】，以及发布VR终端产品的【创维数字】等。VRAR游戏建议关注：【腾讯控股、网易-S、三七互娱、吉比特、完美世界、心动公司、宝通科技、恺英网络、富春股份、凯撒文化、紫天科技、恒信东方、顺网科技、姚记科技】等；VRAR 社交产品对技术、产品、运营、用户基数的综合要求高，是互联网下一长期赛道，建议关注：海外的【Meta、Against Gravity（Rec room）、SNAP】，国内的【腾讯控股、百度、字节跳动、Soul、陌陌】；VRAR 视频建议关注【芒果超媒、快手、哔哩哔哩、爱奇艺、优酷、乐华娱乐、捷成股份】；VR 线下游艺设备的【华立科技】；VRAR 健身相关的公司【Keep、任天堂】；布局 B 端的【风语筑、锋尚文化】等公司。风险提示：风险提示：新技术术发展不及预期风险；内容生态建设缓慢的风险；宏观经济下行影响 VRAR 消费需求；监管政策不确定风险；早期产品盈利能力不确定性风险。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 5 目 录 1.元宇宙的入口：沉浸式宇宙和交互式宇宙.8 1.1.以 VR为代表的沉浸式元宇宙.8 1.2.以 AR为代表的交互式元宇宙.8 2.VR/AR 的发展：技术和内容双驱动.10 2.1.虚拟现实技术的成熟度：稳步爬坡复苏期.10 2.2.沉浸度体验的发展阶段.17 2.3.VRAR 产业链.18 3.现象级产品引领市场，C端迎来拐点.19 3.1.VR：进入一体机时代，头显进一步轻薄化.19 3.2.AR：行业应用为主，消费级处于起步阶段.21 3.3.现象级产品引领市场，生态逐渐完善，C端迎来拐点.22 3.4.政策层层推进，国家标准引领发展.29 3.5.硬件产品未来发展趋势.31 4.优质内容与应用是加速器.34 4.1.内容平台.34 4.2.C 端的应用包括游戏、社交、视频、健身、直播等.36 4.2.1.游戏.36 4.2.2.社交.38 4.2.3.健身、视频、直播、体育等其它应用场景.39 4.3.B 端赋能百业：行业+VR/AR逐渐成为标配.42 4.3.1.军事领域.43 4.3.2.工业领域.43 4.3.3.教育领域.45 4.3.4.医疗领域.46 5.重点企业动态：手机与互联网厂商以不同方式进入产业.48 5.1.Meta.48 5.2.Apple.51 5.3.字节跳动.53 6.投资逻辑及投资建议.59 6.1.全产业链布局的公司.59 6.2.上游硬件.59 6.3.中下游平台和内容生态.59 7.风险因素.61 表 目 录 表 1：Oculus Quest 2，Pico neo 3 用户体验对比.25 表 2：Oculus Quest 2，Pico neo 3 具体参数对比.26 表 3：Apple MR 供应链结构.28 表 4：虚拟现实、增强现实相关国家政策梳理.30 图 目 录 图 1：电影Ready Player One中的现实世界.8 图 2：电影Ready Player One中的虚拟世界.8 图 3：手游Pokemon GO中玩家在手机上和宝可梦互动.8 图 4：手游Pokemon GO中玩家可以看到实时画面.8 图 5：钢铁侠 Tony Stark 的操作台.9 图 6：Tony Stark 穿戴钢铁侠战甲之后的视角.9 图 7：Gartner 技术成熟度曲线.10 图 8：虚拟现实技术成熟度曲线.11 图 9：PlayStation VR 外向内追踪定位识别光点.12 图 10：显示技术路径和终端代表.14 图 11：光学方案对比.15 图 12：表面浮雕光栅波导衍射级次示意图.15 图 13：体全息光栅波导.15 图 14：六自由度示意图.16 图 15：TMELAND 虚拟音乐嘉年华.17 图 16：百度人工智能开发者大会.17 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 6 图 17：虚拟现实沉浸体验产业发展阶段.17 图 18：VRAR 产业链.18 图 19：虚拟现实终端发展部分里程碑事件.19 图 20：2014 年标志性的 VR 盒子.20 图 21：2016 年标志性的 PCVR.20 图 22：华为 VR Glass.20 图 23：Google Glass V2 企业版.20 图 24：Pancake 光学模组示意图.21 图 25：AR 的应用场景.22 图 26：VR 内容生态的飞轮效应.23 图 27：Oculus Quest 2.23 图 28：Steam 平台 VR 头显品牌份额（截至 2022 年 5 月）.24 图 29：Steam 平台 VR 头显品牌份额变化（截至 2021 年 11 月）.24 图 30：Oculus Quest 2 外观图.25 图 31：Pico neo 3 外观图.25 图 32：北京小鸟看看科技有限公司专利类型分布.26 图 33：青岛小鸟看看科技有限公司专利类型分布.26 图 34：Pico 官方旗舰店 5 月销售排名第 2.27 图 35：Apple MR 外形预测图.28 图 36：创维 PANCAKE 1.29 图 37：VR/AR 国家标准体系.31 图 38：全球 VRAR 设备出货量预测（百万台）.32 图 39：2020 年全球虚拟现实终端出货量结构占比.33 图 40：2024 年全球虚拟现实终端出货量结构占比.33 图 41：Steam 商场 2022 年新年游戏特卖.35 图 42：PS 平台的 VR 游戏Iron Man VR.36 图 43：Oculus Rift 制作的密室逃生类游戏I Expect You To Die.36 图 44：太空探索游戏Elite Dangerous.37 图 45：音乐游戏Beat Saber（或被划分为体育类）.37 图 46：在寻找合适的品类和参照物完成度很好的体育类 VR 游戏Bullet Train.37 图 47：Half-Life:Alyx中玩家操纵机器.38 图 48：Half-Life:Alyxz中玩家在墙壁上自由涂鸦.38 图 49：Horizon Worlds.39 图 50：在 Clubhouse 中建立社区.39 图 51：在 Rec Room 中派对.39 图 52：VR 内容出品与发行.40 图 53：VR 视频案例.40 图 54：PicoVR 演唱会直播.41 图 55：Next VR 直播.41 图 56：VR 直播与虚拟化身结合.41 图 57：AR 眼镜与体育赛事.42 图 58：家庭健身房中的 Peloton.42 图 59：Pico 视频.42 图 60：Hololens 2.43 图 61：基于 Hololens 打造出的 IVAS.43 图 62：亮风台 AR 远程通讯与协作平台 HiLeia.45 图 63：华菱湘钢工程师利用 AR 技术进行跨国远程装配.45 图 64：VR 教育.46 图 65：VR 手术教学.46 图 66：VR 医疗.47 图 67：Meta 元宇宙布局.49 图 68：Project Cambria.50 图 69：模拟面部表情.50 图 70：Horizon Workrooms.50 图 71：Apple 元宇宙布局.52 图 72：字节跳动元宇宙布局.53 图 73：虚拟偶像团体 A-SOUL.54 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 7 图 74：朝夕光年产品.55 图 75：Mobile Legends:Bang Bang（无尽对决）.55 图 76：元宇宙游戏重启世界已上线.56 图 77：派对岛 APP.58 图 78：派对岛 APP.58 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 8 1.元宇宙的入口：沉浸式宇宙和交互式宇宙 VRAR 设备是元宇宙的入口，对于元宇宙未来的发展，我们认为会有两种理解，或者说设备是元宇宙的入口，对于元宇宙未来的发展，我们认为会有两种理解，或者说有两条发展路径，一是以有两条发展路径，一是以 VR 为代表的沉浸式宇宙，为代表的沉浸式宇宙，二是二是以以 AR 为代表的虚拟与现实交为代表的虚拟与现实交互式宇宙。互式宇宙。VR（Virtual Reality）,即虚拟现实，通过构建数字化虚拟世界，佩戴设备的人依靠先进的人机交互设备沉浸在虚拟世界中。AR（Augmented Reality）/MR(Mixed Reality)，即增强现实技术，也被称为混合现实，强调虚拟与现实的混合和交互。1.1.以 VR 为代表的沉浸式元宇宙 在以在以 VR 为代表的沉浸式元宇宙里，场景中所有的物品都是虚拟的。为代表的沉浸式元宇宙里，场景中所有的物品都是虚拟的。如电影 Ready Player One头号玩家所展现的，现实世界混乱破败，但是在通过 VR 设备进入虚拟世界“绿洲”之后，玩家可以享受超级跑车、美味佳肴，甚至变身高达和哥斯拉，探索The Shining 酒店等物理世界中不存在的东西。图图 1：电影：电影 Ready Player One 中的现实世界中的现实世界 图图 2：电影：电影 Ready Player One 中的虚拟世界中的虚拟世界 资料来源：Ready Player One，信达证券研发中心 资料来源：Ready Player One，信达证券研发中心 1.2.以 AR 为代表的交互式元宇宙 元宇宙未来发展的另一条路径元宇宙未来发展的另一条路径，则是强调虚拟和现实之间交互的增强现实，则是强调虚拟和现实之间交互的增强现实，AR 为基于为基于现实的拓展，通常是通过设备将数字世界叠加到物理世界上。现实的拓展，通常是通过设备将数字世界叠加到物理世界上。任天堂、The Pokemon Company、Niantic Labs 联合制作开发的宠物养成对战类 RPG 手游 Pokemon GO 在2016 年爆火，让全世界认识了增强现实技术。在这款游戏中，玩家可以在现实世界中不同场景（地理位置和景色），发现和抓捕宝可梦（数字宠物），进行喂食等互动和养成。图图 3：手游：手游 Pokemon GO 中玩家在手机上和宝可梦互动中玩家在手机上和宝可梦互动 图图 4：手游：手游 Pokemon GO 中玩家可以看到实时中玩家可以看到实时画面画面 资料来源：hk.portal-pokemon，信达证券研发中心 资料来源：hk.portal-pokemon，信达证券研发中心 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 9 电影 Ironman 2 中展现的钢铁侠 Tony Stark 的操作台是一种基于投影的增强现实，钢铁侠可以利用手势将投影出的物体展示在真实空间中。而在 Avengers 中，Tony Stark 穿戴战甲之后可以在实时看见现实世界的同时与人工智能互动，利用人工智能甄别视线范围内的攻击目标。图图 5：钢铁侠：钢铁侠 Tony Stark 的操作台的操作台 图图 6：Tony Stark 穿戴钢铁侠战甲之后的视角穿戴钢铁侠战甲之后的视角 资料来源：Ironman 2，信达证券研发中心 资料来源：Avengers，信达证券研发中心 各类艺术作品给我们展示了沉浸式元宇宙和交互式元宇宙的愿景。各类艺术作品给我们展示了沉浸式元宇宙和交互式元宇宙的愿景。包括多样化的的应用场景、高度的沉浸感、丰富的人机交互形式。虽然短时间内，科学技术无法完全达到电影中所展现的效果，但是伴随着科技水平的不断发展，元宇宙有望不断包含在娱乐、工业等各种场景之中。在元宇宙中人的创造力是无穷的，时间和空间可以被有效的延伸，在现有宇宙中人类受时空的限制做不到的事情可以在虚拟现实的宇宙当中实现。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 10 2.VR/AR 的发展：技术和内容双驱动 2.1.虚拟现实技术的成熟度：稳步爬坡复苏期 Gartner 技术成熟度曲线技术成熟度曲线解释了一项新技术出现之后，在媒体的曝光频率和技术的发展随着时间而变化的过程。技术成熟度曲线都将技术的生命周期划分为五个关键阶段。技术萌芽期技术萌芽期：在技术萌芽期，潜在的技术突破即将开始。早期的概念验证报道和媒体关注引发广泛宣传。通常不存在可用的产品，商业可行性未得到证明。期望膨胀期期望膨胀期：早期宣传产生了许多成功案例，通常也伴随着多次失败。某些公司会采取行动，但大多数不会。泡沫破裂谷底期泡沫破裂谷底期：随着实验和实施失败，人们的兴趣逐渐减弱。技术创造者被抛弃或失败。只有幸存的提供商改进产品，使早期采用者满意，投资才会继续。稳步爬升复苏期稳步爬升复苏期：有关该技术如何使企业受益的更多实例开始具体化，并获得更广泛的认识。技术提供商推出第二代和第三代产品。更多企业投资试验；保守的公司依然很谨慎。生产成熟期生产成熟期：主流采用开始激增。评估提供商生存能力的标准更加明确。该技术的广泛市场适用性和相关性明显得到回报。图图 7：Gartner 技术成熟度曲线技术成熟度曲线 资料来源：中国信息通信研究院，VRPC，信达证券研发中心 根据 2021 年 3 月中国信息通信研究院的白皮书的技术分析，现在不同的技术都有所处的不同的环节。该图片编制于 2020 年 11 月，在过去 2 年里有些技术已经发生了巨大的进步。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 11 图图 8：虚拟现实技术成熟度曲线：虚拟现实技术成熟度曲线 资料来源：中国信息通信研究院，VRPC，信达证券研发中心 虚拟（增强）技术可以分为五大类：近眼显示、感知交互、网络传输、渲染计算与内容虚拟（增强）技术可以分为五大类：近眼显示、感知交互、网络传输、渲染计算与内容制作。近眼显示方面，制作。近眼显示方面，快速响应液晶屏、折反式(Birdbath)已规模量产，Micro LED 与衍射光波导成为重点探索方向。感知交互方面感知交互方面，内向外追踪技术已全面成熟，手势追踪、眼动追踪、沉浸声场等技术使能自然化、情景化与智能化的技术发展方向。网络传输方网络传输方面面，5G+F5G 构筑虚拟现实双千兆网络基础设施支撑，传输网络不断地探索传输推流、编解码、最低时延路径、高带宽低时延、虚拟现实业务AI识别等技术。渲染计算方面渲染计算方面，云渲染、人工智能与注视点技术等进一步优化渲染质量与效率间的平衡。内容制作方面内容制作方面，WebXR、OS、OpenXR 等支撑工具稳健发展，六自由度视频摄制技术、虚拟化身技术等前瞻方向进一步提升虚拟现实体验的社交性、沉浸感与个性化。感知交互：由内向外追踪定位（感知交互：由内向外追踪定位（Inside-Out）技术全面成熟）技术全面成熟：VR 头显的追踪定位技术可分为两类，一为 Outside-in 外向内追踪定位，另一种为Inside-out 内向外追踪定位。Inside-out 在过去两年已经被主流方案所采用。在过去两年已经被主流方案所采用。Outside-in 外向内追踪定位，又称为 Lighthouse 定位系统。Lighthouse 定位系统通常需要事先放置至少两个定位点设备，摆放在房间对称的两个位。两个定位器会发射出激光、红外线、可见光等覆盖两个定位器之间的空间，并建立三维位置信息，通过三角定位的方法确定佩戴者的位置和移动方向。Outside-in 外向内追踪定位是目前主流定位中最精准的定位方式之一，并且稳定性较好。无论是玩大型动作游戏，还是FPS游戏，效果都不错，可以通过增加定位器的数量，来扩大可移动定位的范围。Outside-in 外向内追踪定位的第一个缺点是不方便要做到 Outside-in定位需要提前架设好 Lighthouse定位基站，架设基站得需要一定的空间，对于较小的空间相对不太友好。其次，采用Outside-in 技术的头显，价格相对于 Inside-out 技术更昂贵。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 12 图图 9：PlayStation VR 外向内追踪定位识别光点外向内追踪定位识别光点 资料来源：VRPinea，信达证券研发中心 Inside-out 内向外追踪定位，相对于内向外追踪定位，相对于 Outside-in 外向内追踪定位来说最大的特点是无外向内追踪定位来说最大的特点是无需架设额外的定位装置，仅依靠需架设额外的定位装置，仅依靠 VR 头显内的摄像头进行定位。头显内的摄像头进行定位。Inside-out 的原理是依靠光学追踪在 VR 头显中安装摄像头，让设备检测外部环境的变化，再经过 SLAM算法计算出摄像头的空间位置。Oculus Quest 2 即为 Inside-out 内向外追踪定位头显，Oculus Quest 2 正面配备了 4 颗环境摄像头，当设备的位置发生变化的时候，通过计算位移就可以反向得出设备在空间中的运动坐标。经过 Oculus Quest 第一代的优化以后，Oculus Quest 2 定位方面更加精准，即便是在复杂光线的环境下，跟踪也基本上不会出现丢失的情况。除此之外，Oculus Quest 2 还支持手部追踪。因为便携性一直都是与因为便携性一直都是与 VR 设备密不可分的因素之一，设备密不可分的因素之一，Inside-out 内向外追踪定位方案，内向外追踪定位方案，也是目前也是目前 VR 发展的主流方向。发展的主流方向。AR 领域，当前业内优秀的 AR 头显如微软 Hololens 和 Magic leap One，均有空间感知和交互的功能，能够展现出广阔的应用场景和市场能力，但是单价较高。inside-out 成为唯一主流技术路线，基于终端平台的差异，视频投射式 AR(video see-through)以苹果ARKit、谷歌 ARCore、华为 AREngine 以及商汤 SensAR 为代表的 AR SDK 普遍遵循单目视觉+IMU 融合定位的技术路线。光学投射式 AR(optical see-through)以微软Hololen2、Magic Leap One 为代表的 AR 眼镜普遍遵循双目/多目视觉+IMU 融合 SLAM的技术路线，可提供毫米级别精准度的定位输出和世界级规模的 6DoF 追踪定位，其中SLAM 算法的稳定性主要受光线与环境复杂程度影响。投屏 AR 眼镜是过渡性的产品，具备空间感知和交互功能的雷达眼镜是未来两三年的目标。感知交互：眼动追踪成为虚拟现实终端的新标配感知交互：眼动追踪成为虚拟现实终端的新标配 眼动追踪技术主要运用在三大方面：注视点渲染、感知交互和用户行为分析。注视点渲染：基于眼动追踪，仅对 XR 视野内用户注视的中心区域进行高精度渲染，而对视野内的其他区域进行低分辨率渲染，在降低 GPU 着色负载的同时保持高帧率，以此更好配置有限的算力资源，让用户获得出色体验。在搭载了 Tobii 眼动追踪系统的Pico Neo3ProEye 设备上所进行的基准测试显示，动态注视点渲染可将帧率提高 78%，请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 13 能耗降低 10%。眼动交互：眼动追踪有着交互成本低，交互路径短的优点。传统头显基于陀螺仪和手柄来锁定和选择目标，需要在特定的空间环境，对环境亮度、空间大小、私密性甚至用户体力等要求较高。采用眼动交互方式，头动仅控制视野，眼动锁定目标，令 XR 设备在更宽松环境下得以使用，用户体验更加轻松自然。用户行为分析：厂商和开发者可以借助眼动追踪信息进行用户行为分析，从而对产品、游戏制作等进行优化和定制。早期虚拟现实终端（如 HTC Vive、Hololens V1、Meta2 等)以 6DoF 头动追踪技术作为眼动追踪的近似替代，在达成沉浸体验门槛后，日益进阶的用户需求开始对眼动追踪提出了更高要求。眼动追踪主要涵盖注视点追踪、瞳孔位置尺寸追踪、眼睑数据采集、生物识别等，得益于该领域在虚拟现实融合创新与以人为中心研发思路上的技术潜力，眼动追踪日渐成为 VR/AR 终端的新标配，且应用场景趋于多元。例如，注视点追踪可用于眼控交互、可变注视点渲染与注视点光学、FOV 一致性补偿、可变焦显示系统中的辐辏调节冲突控制等任务场景。眼动追踪技术主要分为基于特征与基于图像的发展路径。两种方案均须红外摄像头与 LED完成，前者通过光线在角膜外表面上普尔钦斑(Purkinje image)反射以推算瞳孔位置，已成为 SMI(苹果)、EyeFluence(谷歌)、HololensV2、Magic Leap One、七鑫易维、Tobii 等代表性产品的技术方案。当前，眼动追踪技术发展的难点与焦点在于眼动算法如何基于所采集的原始眼动行为来“透视”用户意图。此外，除追踪精度指标外，用户个体与环境差异（眼球角膜、佩戴眼镜、周围光线等）对系统通用性提出了更高要求。时下多数眼动追踪系统须先行完成用户标定校准后方可使用，业界积极尝试在现有眼动系统架构中更多引入深度神经网络等人工智能算法，以期精简用户使用流程，并增强系统通用性。显示方案：消费级显示方案：消费级 VR 因延迟、刷新率和分辨率产生的眩晕基本消除因延迟、刷新率和分辨率产生的眩晕基本消除 消消费级费级 VR 的产品形态较为成熟，因延迟、刷新率和分辨率产生的眩晕基本消除。分辨的产品形态较为成熟，因延迟、刷新率和分辨率产生的眩晕基本消除。分辨率决定显示清晰度，率决定显示清晰度，4K屏已经成为了如今 VR的主流配置，刷新率决定了流畅性，刷新率决定了流畅性，如今的 VR 设备大多为 90HZ 甚至更高。近眼显示技术受限于核心光学器件与新型显示的的发展，随着市场需求日渐清晰，产业近眼显示技术受限于核心光学器件与新型显示的的发展，随着市场需求日渐清晰，产业内对近眼显示领域表现出更高期待。在显示技术领域，快速响应液晶与硅基内对近眼显示领域表现出更高期待。在显示技术领域，快速响应液晶与硅基OLED(OLEDoS)作为主流的显示技术，处于实质规模量产阶段，微型发光二极管作为主流的显示技术，处于实质规模量产阶段，微型发光二极管(Micro-LED)有望迅速发展。有望迅速发展。快速响应液晶被广泛用于 2020 年发布的新一代代表性 VR终端，如 Facebook Quest2 即采用一块改良后的 Fast-LCD 替换了上代产品中的两块AMOLED。当前快速响应液晶屏成为多数 VR 终端的常用选择，主要表现为以超高清（如 5.5 英寸 3840*2160 分辨率)、轻薄(2.1 寸 1600*1600)、成本(5.5 寸 2160*1440)为设计导向的三类技术规格。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 14 图图 10：显示技术路径和终端代表：显示技术路径和终端代表 资料来源：中国信通院，VRPC，信达证券研发中心 Micro-LED 成为继 LCD 和 OLED 后业界期待的下一代显示技术，广阔市场前景致使诸多行业巨头加速战略布局，苹果(LuxVue)、脸书(InfiniLED)、谷歌(Glo、Mojo Vision)、英特尔(Aledia)等纷纷投资或收购该领域初创公司，业界正在规划的规格以 1.3寸 4K*4K为主。当前 Micro-LED 显示技术正处在量产突破的前夕，梳理晶元光电股份有限公司、友达光电股份有限公司、镎创显示科技股份有限公司、三星等重点企业的发展进度可知，中国信通院预计其规模量产时间在 2022 年左右。在 VR 光学方案领域，视觉质量、眼动框范围、体积重量、视场角、光学效率与量产成本之间的权衡取舍优化组合，成为驱动技术创新的主要动因。超薄 VR（Pancake）利用半透半反偏振膜的双透镜系统折叠光学路径，将头显重量降至 200g 以内，体积缩小至传统终端的三分之一，同时保证了较好的显示效果和更大的视场角。AR 光学方案仍在演进中光学方案仍在演进中 光学光学方案方案是是 AR 产品的核心，光学方案仍在演进中，产业处于以硬件技术发展驱动为主产品的核心，光学方案仍在演进中，产业处于以硬件技术发展驱动为主的阶段的阶段。AR 的显示模组包含微显示屏幕和光学镜片两部分，微显示屏幕的选择取决于的显示模组包含微显示屏幕和光学镜片两部分，微显示屏幕的选择取决于采用的光学方案种类。采用的光学方案种类。2021年发布的AR眼镜中，采用 Birdbath和自由曲面光学方案的眼镜都采用了硅基 LED 屏幕，而采用光波导方案的 AR 眼镜，则选择了 Micro LED 和lcos 两种方案。光学方案是光学方案是 AR设备的关键和主要成本项。设备的关键和主要成本项。AR（增强现实）设备需要将光学输出显示在透明镜片上，需要技术难度较高的光学方案，主要技术路线有离轴光学、棱镜、自由曲面和光波导方案，其中光波导方案是公认的下一代方案。可进一步分为几何（阵列）光波导和衍射光波导两大技术路线。衍射光波导是目前业内的先进技术，可以分为两类：表面浮雕光栅波导和体全息光栅波导。但体全息光栅波导色彩均匀性差，且在产品化和产业配套等方面也远不如表面浮雕光栅波导，故表面浮雕光栅波导更受厂商青睐，被普遍认为是 AR 行业未来的主流显示技术路线。相较于棱镜、自由曲面、全息反射薄膜，几何光波导等显示技术路线，衍射光波导技术具有视场角大、眼动范围大、量产性强、图像质量最高等特点，并可减少设备镜片的厚度，使设备更加轻便。微软 HoloLens，Maigc Leap One，DAQRI 等 AR 头显采用的即是衍射光波导技术。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/ 15 图图 11：光学方案对比光学方案对比 资料来源：信达证券研发中心整理 但基于衍射光波导技术的 AR 头显设备制作工艺复杂、制造成本高昂、废品率较高，且有几率产生彩虹效应等因素，导致这一技术尚未被大面积应用，但随着技术进步与生产工艺发展，这些问题在未来有望得到解决。图图 12：表面浮雕光栅波导衍射级次示意图：表面浮雕光栅波导衍射级次示意图 图图 13：体全息光栅波导体全息光栅波导 资料来源：至格科技，信达证券研发中心 资料来源：彩色波导显示研究，信达证券研发中心 眼镜眼镜 6DOF、手柄、手柄 6DOF 以及六自由度视频带来了更加沉浸的体验以及六自由度视频带来了更