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　　一、乘“元宇宙”東風(fēng)，VR 軟硬件生態(tài)加速成熟

　　1、虛實共生從夢想到現(xiàn)實 ，VR 熱潮從未消退

　　“元宇宙”能消除數(shù)字和實體之間的界限，打造人類“虛實共生”的數(shù)字世界。

　　“元宇宙”（Metaverse）指的是一個源于現(xiàn)實世界，與現(xiàn)實世界平行并相互影響的、可持續(xù)的虛擬世界，人類可以在其中以高自由度形式進行娛樂、社交、生產(chǎn)生活?；谔摂M現(xiàn)實（VR）或混合現(xiàn)實（MR）終端所實現(xiàn)的“元宇宙”是人類通信交互經(jīng)歷了文字、語音、圖像、視頻之后的下一代升級方向，即實現(xiàn) 3D 實景信息的共享。MR 設(shè)備商業(yè)化的嘗試從未停止，其中 VR 涉及技術(shù)相對成熟，早于 AR 試水消費級市場，并有望在 AI、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)催化下進入爆發(fā)期。

　　VR 設(shè)備最早可以追溯到上世紀 50 年代，一位美國攝影師發(fā)明了第一臺 VR 設(shè)備，此后，第一臺頭顯（俗稱“達摩克里斯之劍”）等一些原始設(shè)計相繼涌現(xiàn)。20 世紀 90 年代，商用設(shè)備開始出現(xiàn)，例如任天堂的 Vortual Boy 游戲機，1991 年甚至出現(xiàn)了 VR 街機。另外，軍事領(lǐng)域的應(yīng)用也是 VR 設(shè)備發(fā)展的重要驅(qū)動力。但當(dāng)時的技術(shù)沒有跟上市場的想象，游戲畫質(zhì)差、設(shè)備價格高、畫面延遲、設(shè)備計算能力不足、使用不舒服等缺點難以攻克，阻礙了 VR 設(shè)備的進一步發(fā)展，即使到了當(dāng)下，這些問題仍是 VR 產(chǎn)品的核心痛點。

　　2、Quest2 累計銷量破 1000 萬臺，消費級硬件配置初成型

　　2020 年 9 月，F(xiàn)acebook 發(fā)布 Oculus Quest2，10 月 Quest2 上市，根據(jù) SuperData 數(shù)據(jù)，Quest2 4Q20 銷量超過 100 萬臺，對比排在第二的 Sony PlayStation VR，銷量僅為 12.5 萬臺，是 VR 頭顯中銷量增速最快的產(chǎn)品。根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，Quest 2 在 2021 年總計賣出 870 萬臺，累計出貨超 1000 萬臺。早在 2019 年，扎克伯格曾推斷：當(dāng) VR 設(shè)備普及度超過 1000 萬時，虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)將來到其發(fā)展的“奇點”，一旦突破這個數(shù)額“生態(tài)系統(tǒng)將會得到跨越式發(fā)展”，產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。

　　我們認為 Quest2 成為第一個累計銷量超 1000 萬臺的 VR 設(shè)備主要有三個原因：

　　1）疫情期間宅家電子娛樂需求旺盛。以 Switch 銷量為例，Switch 于 2017 年一季度發(fā)售，排除 2018 財年因低基數(shù)帶來的高增長，疫情高峰期，即 2021 財年（2Q20-1Q21）銷量增速達到歷史最高 37%。全球 PC 市場（包括平板電腦）2020 年第四季度出貨量達到 1.44 億臺，同比增長 35%，連續(xù)第三個季度實現(xiàn)年度增長。2020 年總出貨量增長 17%，達到了 4.58 億臺，創(chuàng) 2015 年以來歷史最高。

　　2）技術(shù)迭代進入普通消費者（以主機玩家為主）期待區(qū)間，不存在明顯短板。

　　Quest2 之前，面向消費者的 VR 設(shè)備都存在明顯技術(shù)短板，難以讓用戶產(chǎn)生再次使用的意愿，如依賴于 PC 設(shè)備的 Oculus Rift 和 Vive 價格高昂，需要 1000 多美元，且 Outside- in 定位安裝復(fù)雜。即使是 PSVR，作為 2020 年之前發(fā)布的，最受歡迎的 VR 頭盔，也存在處理上限低、運動跟蹤效果漂移、游戲保真度低、眩暈感嚴重、必須依賴 PS 主機等問題。而 Quest2 引入了 Inside-out 方案，避免了使用前的復(fù)雜準備，并實現(xiàn)了完全獨立于其他設(shè)備的無線化，同時也是第一款使用 VR 芯片驍龍 XR2 的設(shè)備，在清晰度、刷新率、定位、散熱、追蹤、性能優(yōu)化上都達到了較為平衡的狀態(tài)。

　　3）內(nèi)容端 19-20 年 VR 精品游戲頻出。根據(jù) Steam 上用戶推薦度排名，前 10 名除了 Half-Life 2 是續(xù)作，9 款中 6 款是 2019-2021 年間推出的。尤其是 Half- life：Alyx，2019年 11 月22 日Steam發(fā)布《Half- life：Alyx》的詳細情報，根據(jù) Superdata 的 2019 年 VR/AR 市場數(shù)據(jù)，Valve Index 在 2019 年共賣出了 14.9 萬臺，并且其中有 10.3 萬臺都是在最后三個月內(nèi)售出的，在游戲口碑輻射下，許多美國家庭選擇 Vive Index 或其他能夠串聯(lián) Steam 的 VR 設(shè)備作為圣誕禮物。

　　3、對比智能手機發(fā)展歷史，VR 設(shè)備處于加速迭代期

　　回顧智能手機的歷史，現(xiàn)在“無所不能”的手機也是從看起來“并不智能”的階段發(fā)展而來，從 1994 年第一部智能機發(fā)售，到 2017 年季度出貨量首次下滑，前后約 23 年。期間大量廠商不斷創(chuàng)新，接受市場檢驗，最終保留市場需要的功能，這些功能由點，及線，至面，最終迎來行業(yè)大爆發(fā)：

　　原點萌芽期（1991 年~2000 年）：最核心的觸摸屏和網(wǎng)絡(luò)連接功能出現(xiàn)，但因配套環(huán)境不成熟難以推廣。1991 年 2G 正式商用，智能手機開始萌芽，1994 年，IBM 的 SPC 開始發(fā)售，它是世界上第一部智能機，僅具備觸屏和電子郵件等功能，笨重且并不“智能”；1996 年，諾基亞 Communicator，第一款帶有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器和 GSM 互聯(lián)網(wǎng)接入的智能手機問世，盡管互聯(lián)網(wǎng)接入功能具有劃時代的意義，后續(xù)大部分智能機都配備該功能，但由于當(dāng)時移動數(shù)據(jù)價格高昂，仍難以普及。

　　加速迭代期（2000 年~2007 年）：各品牌逐漸明確智能手機將成為移動終端的長期趨勢，手機功能開始高頻率創(chuàng)新迭代，期間不乏賣的不錯的款式，但并未形成全民換機需求。一些重要功能經(jīng)過市場的篩選，逐漸累計在智能手機上，比如彩屏、攝像頭、MP3 等。2000 年，多款帶有攝像頭的手機出現(xiàn)；2001 年，西門子推出了第一款帶有可更換存儲卡和集成 MP3 播放器的手機“Siemens SL45”；2002年，諾基亞推出了“諾基亞 7650”，是世界上第一款帶前置攝像頭的智能手機；同年，索尼愛立信 P800 發(fā)布，這是第一部搭載彩色觸摸屏的智能手機。

　　全面爆發(fā)期（2008 年~2017 年）：2007 年，專用手機系統(tǒng) IOS 和安卓推出，智能機的核心擴展能力出現(xiàn)，配合第一代 iPhone 的出世，智能手機基本穩(wěn)定了去物理鍵盤、可擴展應(yīng)用系統(tǒng)的成熟形態(tài)，在 C 端市場激發(fā)了客戶需求，形成強大的換機驅(qū)動力。2007 年 1 月，蘋果 CEO 展示了第一部 iPhone，將移動電話、iPod、電子郵箱、Internet 瀏覽器、導(dǎo)航和眾多其他功能結(jié)合在一起，并完全摒棄物理鍵盤，首推手勢控制，采用 3.5 英寸高清屏幕，在硬件和軟件方面都達到新高度。盡管 2007 年蘋果的銷量僅 139 萬臺，但蘋果開始改變消費者對手機的認知，2008 年 iPhone 3G 推出，全年銷量 1200 萬臺，同比增幅 737%；同年，Android 操作系統(tǒng)推出，App Store 和 Google Play Store 依次面世，智能手機進入爆發(fā)增長期。

　　回顧近幾十年 VR 頭顯商業(yè)進程，我們認為 VR 行業(yè)現(xiàn)階段對應(yīng)智能手機的加速迭代期。2012 年前，對應(yīng)智能機原點萌芽期，產(chǎn)品核心開始商業(yè)化嘗試，Oculus 等品牌開始研發(fā)原型機，從實驗室走向市場；2013 年后，行業(yè)進入加速迭代期，各大廠商開始重視 MR 成為下一代終端的潛力，F(xiàn)acebook 收購 Oculus，三星、Google、HTC 相繼發(fā)布產(chǎn)品；2017-2020 年，更多的企業(yè)宣布進入 VR 行業(yè)，硬件迭代加速，一些高質(zhì)量 VR 游戲出現(xiàn)；2021 年，疊加疫情推動的電子產(chǎn)品消費需求，Oculus2 成為圣誕節(jié)期間最受歡迎的 VR 設(shè)備，累計銷量突破 1000 萬臺，并形成了較為完善的內(nèi)容生態(tài)體系，但非電子發(fā)燒友或游戲玩家的用戶大范圍購買的需求并未出現(xiàn)。

　　VR 內(nèi)容和硬件都還需要大量的資本投入支持技術(shù)迭代，即使是銷量最好的 Quest 短時間內(nèi)也無法盈利。4Q22Meta 凈利潤 46.52 億美元，同比下降 55%。其中，元宇宙部門 Reality Lab 繼續(xù)虧損，4Q22 實現(xiàn)營收 7.27 億美元，同比下降 17.1%，1-4 季度分別虧損 29.6、28.06、36.72、42.79 億美元，全年虧損 137 億美元，2021 年虧損 102 億美元。若考慮 2019-2020 年未披露年份，Meta 元宇宙總虧損近 300 億美元。

　　Meta 的業(yè)績不佳，導(dǎo)致 4Q22 至今大量裁員，并削減 23 年預(yù)算，降低 50 億至 890-950 億美元，但 Meta 已經(jīng)做好了未來四年的產(chǎn)品規(guī)劃。根據(jù) The Verge 信息，AR 產(chǎn)品方面，Meta 計劃推出第二代和第三代智能眼鏡 Ray-Ban Stories，并于 2027 年推出代號為 Orion 的 AR 眼鏡；VR 產(chǎn)品方面，Meta 計劃于 2023 年推出 Quest 3，并將在未來幾年陸續(xù)發(fā)布更便宜的頭顯 Ventura，以及代號為 La Jolla 的頭顯。

　　一級市場方面投融資持續(xù)活躍。2020 年，疫情沖擊下，盡管以 Quest 2 與 HoloLens 2 為代表的新一代高性能 VR 終端推動了全球 VR 大眾消費市場的發(fā)展，但 VR 市場回報周期較長，并未吸引大量新增風(fēng)險資本進駐，2020 年全球虛擬現(xiàn)實風(fēng)險資本市場出現(xiàn)一定下滑。21 年國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)大廠入局，投融資規(guī)模和數(shù)量均迎來爆發(fā)，全球投融資總額 556 億元，同比增長 127.87%，事件 337 起。22 年全球元宇宙市場投融資加速，1H22 全球 VR/AR 產(chǎn)業(yè)融資并購規(guī)?？傤~為 312.6 億元，同比增長37%，事件數(shù)量為 172 起，同比增長 17%。

　　分國內(nèi)外來看，海外的融資金額與數(shù)量自 2017 年下滑之后每年穩(wěn)定增長。而國內(nèi)歷經(jīng) 2017 年到 2020 年 4 年的低迷期，2021 年出現(xiàn)了高速反彈。特別是去年字節(jié)收購 Pico 之后，國內(nèi)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)巨頭、手機企業(yè)、傳統(tǒng)上市公司對 VR/AR 的關(guān)注度顯著上升，國內(nèi) 2022 年上半年 VR/AR 產(chǎn)業(yè)融資并購金額為 61.9 億元，較去年同比上漲了 67%，發(fā)生數(shù)量為 68 起，較去年同比提升 45%。

　　全球 VR 投融資重點逐漸從硬件轉(zhuǎn)向軟件。作為尚處在成長階段的新興行業(yè)，融資是大部分企業(yè)當(dāng)前生存和發(fā)展的資金來源，投融資活動反映了當(dāng)前的行業(yè)重點發(fā)展方向。據(jù)陀螺研究院統(tǒng)計，硬件是資本市場最先關(guān)注的領(lǐng)域，2016 年及之前，硬件端投資金額最大，隨著硬件端的逐漸成熟，2017 年之后應(yīng)用端獲得了最多的資金投入。2022 年上半年獲得投資金額最大的是軟件（工具）和應(yīng)用領(lǐng)域，其中增幅最大的是應(yīng)用領(lǐng)域，同比增長 143%。

　　4、AI——VR 的隱形核心技術(shù)，推動交互方式變革

　　AI 升級可能帶來人機交互的變革。在 VR 技術(shù)中，實現(xiàn)智能人機交互有三個關(guān)鍵要素——多模感知能力、深度理解能力和多維表達能力。精細的多模態(tài)、高智慧模型可以幫助 VR 頭顯以消費級的成本實現(xiàn)以語音控制為輔，以肢體動作為主的全新交互方式。通過引入多模態(tài)識別系統(tǒng)，在語音識別的基礎(chǔ)上，結(jié)合人臉識別、嘴部唇語識別、眼動追蹤，把多種維度的感知結(jié)合成為多模態(tài)系統(tǒng)，從而提升復(fù) 雜場景識別效果。

　　AI 在 VR 肢體定位和手勢交互技術(shù)上大有可為，讓高精度手勢識別成為可能。當(dāng)前，VR 設(shè)備主要通過紅外攝像頭+陀螺儀的硬件組合，結(jié)合機器學(xué)習(xí)來實現(xiàn)肢體定位，需要手柄輔助。存在成本高、配件多、缺失下半身等問題，精細度也較差，難以實現(xiàn)高精度手勢識別。我們認為未來肢體定位和手勢交互的升級主要依賴于算法模型的升級，2019 年 Meta 發(fā)布了手勢交互 1.0，可以進行一些簡單的裸手交互，但是用戶雙手重疊或移動過快都會造成跟蹤丟失，2022 年，Meta 發(fā)布手勢交互 2.0，解決了上述問題，并在公告中表示：主要是基于重新設(shè)計的計算機視覺和機器學(xué)習(xí)方法。

　　而在內(nèi)容方面，AI 可以縮短創(chuàng)作時間，為元宇宙提供底層支持。以虛擬人為例，AI 作為虛擬人驅(qū)動的大腦之一，既是虛擬人能夠在元宇宙感知行為并做出反饋的核心要素，也是其掌握與學(xué)習(xí)技能的關(guān)鍵所在。亞馬遜云科技的 AI 服務(wù)在此領(lǐng)域有很多的應(yīng)用實踐，包括圖像 AI 生成（自動上色、場景調(diào)整、圖像二次元化）、模型自動生成（動畫自動生成、場景道具生成）、游戲機器人（游戲 AI NPC、文本交互、語音驅(qū)動口型動畫、動作補抓、表情遷移）、偶像營銷運營（聊天觀察、流行搭配、反外掛）等。據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，預(yù)計到 2026 年中國 AI 數(shù)字人市場規(guī)模將達到 102.4 億元，市場將呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。

　　3D 模型創(chuàng)建屬于“勞動密集型”行業(yè)，也將受益 AIGC 升級。創(chuàng)建專業(yè)的 3D 內(nèi)容需要較高的藝術(shù)與審美素養(yǎng)及大量 3D 建模專業(yè)知識，門檻高，制作也耗時耗力，某種程度上屬于“勞動密集型行業(yè)”。2022 年 11 月，英偉達提交論文展示了可以通過文字生成 3D 模型的 Magic3D，例如輸入“一只坐在睡蓮上的藍色箭毒蛙”，Magic3D 即可生成一個紋理、造型兼?zhèn)涞?3D 模型。此外，它還可以具備將 2D 圖像樣式應(yīng)用于 3D 模型等能力。創(chuàng)作者只需要在 Magic3D 基礎(chǔ)上稍作修改，就可以當(dāng)做游戲或 CGI 藝術(shù)場景的素材了。

　　二、Oculus 生態(tài)初成，國內(nèi)廠商各有所長

　　2020 年 Oculus Quest2 發(fā)布以來，Meta 就穩(wěn)定維持 XR 頭顯銷量第一的地位，出貨量占比 70%以上，2022 年由于 Quest2 漲價和新品定價非消費級，導(dǎo)致占比略微下滑。根據(jù)維深的數(shù)據(jù)，2Q22 Meta VR 出貨量 182 萬臺（YoY 28%），市場份額 78.11%；Pico VR 出貨量 26 萬臺（YoY 767%），市場份額 11.16%；Valve VR 出貨量 2.5 萬臺（YoY -37.5%），市場份額 1.07%；NOLO VR 出貨量 2.1 萬臺（YoY 162.5%），市場份額 0.90%；愛奇藝 VR 出貨量 1.7 萬臺（YoY 240%），市場份額 0.73%。

　　1、Oculus：全球 VR 頭顯領(lǐng)導(dǎo)者，終端與內(nèi)容形成良好閉環(huán)

　　Oculus 是全球 VR 頭顯市場的領(lǐng)導(dǎo)者，2014 年 3 月，Oculus VR 憑借 Rift DK1 勾勒出的 VR 產(chǎn)業(yè)藍圖被 Meta CEO 扎克伯格看中，并用 20 億美金收購。隨后在 Meta 的大力支持下，7 年多花了數(shù)百億，完成了 Oculus Rift 開發(fā)者版、SDK、到消費者版進化，再到 Go、Rift S、Quest、Quest 2 等更新迭代，并成為全球 VR 頭顯標(biāo)桿。2022 年，Meta 首次推出一千美元以上的產(chǎn)品，區(qū)分了中低端機型。

　　內(nèi)容方面，Meta 已經(jīng)在內(nèi)容產(chǎn)生、技術(shù)更迭、終端放量間形成生態(tài)閉環(huán)。Oculus VR 軟件內(nèi)容包括 Quest Store 和 App Lab 兩大平臺：Quest Store 主要為 VR 內(nèi)容應(yīng)用分發(fā)平臺，面向獨立工作室、游戲工作室、發(fā)行公司等專業(yè) VR 游戲從業(yè)者；App Lab 則是基于玩家社區(qū)的，更側(cè)重前沿內(nèi)容、測試性 VR 應(yīng)用開發(fā)的平臺，App Lab 應(yīng)用并不顯示在 Quest 商店中，開發(fā)者只能通過鏈接在已有的分發(fā)渠道與用戶分享，比如 Side Quest 等。（Side Quest 平臺主要承接未在 Quest 上線的游戲）。Horizontal worlds 則一方面歡迎創(chuàng)作者建立虛擬世界，另一方面是內(nèi)容創(chuàng)作者和使用者同步交互的社交網(wǎng)絡(luò)，形成傳播效應(yīng)。

　　自 2019 年發(fā)布以來，Quest 內(nèi)容平臺收入已超 10 億美元。截至 22 年 2 月，Quest Store 應(yīng)用總數(shù)超 400 款，60%是游戲。其中，8 款內(nèi)容超過 2000 萬美元營收，14 款內(nèi)容超過 1000 萬美元營收，120+款內(nèi)容超過 100 萬美元。對比 2021 年 2 月，僅 60+款內(nèi)容超過 100 萬美元營收，數(shù)量實現(xiàn)翻倍。

　　但由于元宇宙項目持續(xù)虧損，對 Meta 股價而言是較大的壓制因素?；仡?Meta2016 年至今的股價和凈利潤：2015-2018 年 6 月（①）， 公司圍繞 Massenger、Facebook、Instagram 等核心產(chǎn)品推陳出新，廣告收入及凈利潤穩(wěn)步增長；2018 年 7 月-2019 年末（②③），公司一度深陷信息安全丑聞，隨著監(jiān)管問題得到妥善解決，公司凈利潤和股價回升；2020 年初-2020 年 9 月 （④）， 受疫情環(huán)境下宏觀經(jīng)濟不景氣影響，公司廣告收入下滑嚴重，隨著 5 月公司推出 Facebook Shop 切入新領(lǐng)域，利潤和股價回升；2021 年上半年（⑤），公司跟隨行業(yè) Beta 持續(xù)上漲，7 月，公司宣布 all in 元宇宙，股價在 2021 年 9 月 1 日達到歷史高點 384.44 美元；2021 年 9 月至今（⑥），美股科技板塊回落，美聯(lián)儲繼續(xù)加息，公司元宇宙部門持續(xù)虧損，截至 12 月 13 日，Meta 距高點累計下跌 68.74%。

　　2、Pico：國內(nèi)銷量領(lǐng)先，依靠字節(jié)跳動流量優(yōu)勢

　　從硬件角度而言，Pico 在 VR 一體機領(lǐng)域技術(shù)迭代速度領(lǐng)先。2016 年，Pico 發(fā)布了全球第一臺搭載高通驍龍 820 的 VR 一體機 PICO Neo DK，它創(chuàng)新性的將手柄作為整個 VR 一體機的計算核心，將 SoC、內(nèi)存和閃存集成在了“手柄”之上，然后把 VR 眼鏡與手柄通過一根 Type-C 線進行連接，以此實現(xiàn)移動 VR 形態(tài)。2015 年 Pico 獲得歌爾股份數(shù)千萬元投資。2017 年，PICO 推出消費級 G 系列一體機 PICO Gobin（小怪獸）。同年發(fā)布的還有 Pico Tracking，幫助 VR 頭顯定位的追蹤套件，它采用 Outside- in 定位方式，標(biāo)志著 PICO 交互技術(shù)進入 6DoF 時代。2017 年 12 月，PICO 發(fā)布了 Pico Neo，是全球第一臺量產(chǎn)的 Inside-Out 6DoF 一體機。

　　2021 年 8 月，字節(jié)跳動收購 Pico，技術(shù)迭代加速。2022 年 9 月，PICO 舉辦“不止想象”新品發(fā)布會，正式發(fā)布了新一代 6DoF Pancake VR 一體機 PICO 4 和 PICO 4 Pro，以及全新的內(nèi)容，主打“運動、視頻、娛樂、創(chuàng)造”四大場景。新硬件采用 Pancake 大幅降低硬件厚度、重量，支持眼動追蹤、面部識別、裸手交互。

　　軟件方面，截至 22 年 3 月，Pico 總應(yīng)用數(shù) 200 余款，其中游戲占比約 75%。Pico Store 主打精品策略，1H22 上線 42 款新作，大部分 VR 內(nèi)容來自海外引入，國內(nèi)作品僅占 7 款。Pico 缺乏重度游戲品類，Pico 占比最高的游戲類別是益智休閑類，高達 42%，其次為動作射擊、冒險解密、運動健身等類目。Pico VR 90%以上內(nèi)容付費，價格在 9 元-140 元之間，也明顯低于 Quest Store 游戲。

　　游戲開發(fā)方面，盡管 Pico 有開放的環(huán)境，但尚未看到 Pico 公開層面的內(nèi)容審核規(guī)則。Quest 為了避免出現(xiàn)“劣幣驅(qū)逐良幣”的利達雅式悲劇，建立了非常嚴格的審查機制，這也是 Side Quest 平臺存在的意義。根據(jù) Chris Pruett 的演講，一個應(yīng)用要上線，必備流程包括：1）用不超過 3 張 PPT 來展示關(guān)于游戲的開發(fā)設(shè)想和規(guī)劃；2）平臺內(nèi)容團隊對其進行審核，關(guān)注游戲的消費者價值，以及經(jīng)濟價值（以 10 美元價值為標(biāo)準）；3）通過后，游戲會被添加至 Oculus 開發(fā)者計劃中，并配備專業(yè)的客戶經(jīng)理、工程團隊進行協(xié)助，從游戲性能法分析、設(shè)計、制作等各方面進行優(yōu)化、維護；4）規(guī)劃和推廣游戲。一旦經(jīng)過審核，Oculus 和第三方開發(fā)商就站在了同一戰(zhàn)線，形成平臺、開發(fā)商和消費者共贏的局面，而 Pico 相對缺乏共同開發(fā)的過程。

　　Pico 強項在于視頻內(nèi)容制作。目前，字節(jié)已經(jīng)將 PICO 和抖音平臺打通，開啟雙端直播，用戶可以通過手機端直接觀看 VR 直播，也可以通過 VR 一體機觀看。在內(nèi)容端上將 PICO 與抖音進行聯(lián)動，試圖實現(xiàn)客戶導(dǎo)流。

　　Meta 與 Pico 正在試圖打破推廣上的地域限制，行業(yè)競爭加劇，由于中國（除港、澳、臺地區(qū)）無法訪問 Facebook，Oculus 賬號是與 Facebook 綁定的，因此 Oculus 幾乎無法進入中國市場，而 Pico 在海外市場的渠道也不夠成熟，從而形成了兩家互聯(lián)網(wǎng)巨頭 VR 產(chǎn)品近乎獨立的在國內(nèi)外開疆拓土的局面。不過 2022 年以來，格局開始打破。22 年 1 月 Meta 公開招聘大中華區(qū)通訊經(jīng)理，下半年在中國香港推出元宇宙試點計劃，同時考慮與騰訊合作，由騰訊引入 Oculus Quest2。同年 9 月，PICO 召開全球新品發(fā)布會，領(lǐng)先國內(nèi)，面向歐美、日韓、東南亞地區(qū)發(fā)布 PICO 4，對海外市場給予高度重視。Pico 3Q22 銷量 23 萬臺，其中 Pico Neo3 為 19 萬 臺，Pico4 為 2.4 萬臺。

　　3、HTC：主攻高性能專業(yè)化領(lǐng)域，PC VR 是強項

　　HTC VR 終端共分為 5 個系列，較強的是 PC VR 產(chǎn)品：1）Vive Flow：可折疊、機身緊湊、輕量級的 VIVE Flow 是一款便于隨身攜帶的 VR 設(shè)備；2）Vive Pro：高性能 PC VR，主要面向狂熱游戲玩家或資深專業(yè)人士；3）Vive Focus：一體機解決方案，為企業(yè)提供獨立的 VR 解決方案，最新款 Foucs3 售價￥9888；4）Vive Cosmos：翻蓋設(shè)計 PC VR，Inside-out 版本售價￥5899，Outside- in 版本售價￥7988，提供更高精度交互；5）Vive：面向游戲玩家的主流消費級 PC VR， Outside- in 定位方案，售價￥4888。

　　2023 年 2 月，CES2023 是公司推出了首個 MR 產(chǎn)品，采用了高通驍龍 XR2 處理平臺，LCD 屏支持單眼 2K 顯示，支持眼動追蹤和面部追蹤，采用 Pancake 光學(xué)方案，眼鏡形態(tài)可折疊，電池可拆卸，官方售價 1099 美元。性能對標(biāo) Oculus Pro 和尚未發(fā)售的蘋果 MR，是 MR 領(lǐng)域的有力參與者。

　　HTC 和 Oculus 追蹤技術(shù)非常相似，都來自于 Valve。Oculus 最早是獲得了 Steam 母公司 Valve 的支持，使用了 Valve 的 6DoF 追蹤技術(shù)。2014 年，Oculus 被收購，Valve 和 Oculus 出現(xiàn)意見分歧，Valve 帶著核心追蹤技術(shù)轉(zhuǎn)而與 HTC 合作。HTC 不僅給 SteamVR 提供硬件，也有自己的 VR 應(yīng)用商店 Vive port，元宇宙方面推出 了 Viverse 套件，包括 NFT 購物平臺 Vive Bytes、音樂平臺 Beatday，社交平臺 VRChat，會議平臺 Engage，遠程協(xié)作和虛擬會議平臺 Vive Sync，NFT 藝術(shù)交易平臺 Vive Arts。

　　HTC 還基于自身定位算法優(yōu)勢積極向 VR 內(nèi)容生產(chǎn)端硬件拓展。22 年下半年，HTC 推出其虛擬制作系統(tǒng)“VIVE Mars CamTrack”，該方案通過將實體攝影機的位置追蹤工作流整合到一個具備專業(yè)級效果的實時渲染引擎中，整個虛擬制片過程將變得更快捷、更簡單、更經(jīng)濟。VIVE Mars CamTrack 是一個虛擬制作系統(tǒng)，在獲取攝像機跟蹤信息的同時，以 3D 形式實時合成真人演員和背景 CG 數(shù)據(jù)。通過利用 HTC 現(xiàn)有的產(chǎn)品，如 VIVE Tracker，可以提供一個即使是小型制作工作室也可以輕松制作的環(huán)境。

　　4、PSVR：游戲主機廠硬件升級慢，3A 大作豐富且注重體驗感

　　索尼的 PSVR 技術(shù)更新迭代速度較慢，2016 年 10 月 PSVR 開始發(fā)售，比 Rift 和 Vive 大概晚六個月。即便如此，從參數(shù)上看 PSVR 離前面兩款仍有差距，單眼分辨率 1080×960 低于 Vive 和 Rift 1080×1020，定位系統(tǒng)也有明顯缺陷，重量也比 Rift 高了 200g，但是 PSVR 使用了 OLED 屏幕、更高的刷新率、更領(lǐng)先的人體工學(xué)設(shè)計，以及最重要的 PS4 主機內(nèi)容支持，使得其銷量表現(xiàn)不俗。根據(jù) SuperDataResearch 估計，2016 年，HTC 銷售了 42 萬臺 Vives，而 Oculus 銷售了 24.3 萬臺 Rift 頭盔，PSVR 在上市三個月內(nèi)銷量就達到 74.5 萬臺。2017 年 12 月，索尼公布 PSVR 的全球銷量，突破 200 萬臺，2019 年底，全世界累計銷量 500 萬臺。

　　時隔 7 年，公司 2023 年 2 月全球發(fā)售 PSVR2。基礎(chǔ)套裝標(biāo)價 549.99 美元。首發(fā)內(nèi)容包括《地平線：山之呼喚》、《生化危機 8》、《The Walking Dead： Saints & Sinners – Chapter 2： Retribution》、nDreams 的《Fracked》、Fast Travel Games 的《Apex Construct》、Coatsink 的《Phogs》和《Cake Bash》等合計 37 款游戲。

　　5、蘋果：預(yù)計 23 年 WWDC 開發(fā)者大會發(fā)布首款 VR/MR 眼鏡

　　23 年 3 月 30 日，蘋果宣布將于北京時間 2023 年 6 月 6 日至 10 日，以線上形式 舉行年度全球開發(fā)者大會（WWDC），WWDC23 面向所有開發(fā)者免費開放，旨在展示 iOS、iPadOS、macOS、watchOS 和 tvOS 的前沿創(chuàng)新，同時開發(fā)者們也可以在活動中與蘋果的工程師進行交流，深入了解新技術(shù)和工具，以更好地實現(xiàn)愿景。從邀請函的設(shè)計來看，圖案類似于 VR 頭顯的光學(xué)透鏡，市場猜測本次 WWDC 將發(fā)布首款 MR 眼鏡。

　　三月下旬，蘋果內(nèi)部在喬布斯劇院向公司 100 位高管展示了蘋果首款 MR 設(shè)備，主要有四大看點：一鍵切換 VR/AR 模式、眼動追蹤及手部追蹤功能（無額外控制器）、視頻會議功能（用戶擁有全身追蹤渲染）、作為外接生產(chǎn)力工具（空氣鍵盤）。目前，市場普遍預(yù)計這款產(chǎn)品售價將達到 3000 美金以上，未來的增長曲線大概率會如同 Apple Watch 一樣，低開高走，逐步培養(yǎng)大眾消費習(xí)慣，并占據(jù)該賽道大多數(shù)份額。

　　6、其他品牌：市占率相近，全球 Top10 有 7 家為中國企業(yè)

　　NOLO（北京凌宇智控科技有限公司）：成立于 2015 年，核心班底由中科院博士領(lǐng)銜的技術(shù)專家組成，研發(fā)團隊來自小米、索尼、愛立信等全球頂尖公司。公司目前已經(jīng)擁有200 余項全球行業(yè)技術(shù)專利，專利覆蓋超過 12 個主流國家。NOLO 目前已經(jīng)發(fā)布產(chǎn)品有 NOLO Sonic VR 一體機、NOLO X1 一體機；NOLO M1 手柄、NOLO CV1 Air、NOLO CV1 Pro、C1 交互套件以及 NOLO N2、NOLO RX1500 交互組件。

　　DPVR（大朋 VR）：2015 年由陳朝陽及其團隊創(chuàng)立，是國際領(lǐng)先的軟硬件一體化的全棧 XR 技術(shù)與產(chǎn)品公司，致力于建設(shè)元宇宙的基礎(chǔ)設(shè)施，并在其中打造更加富有效率的交互內(nèi)容和形式，客戶遍及海外 40+國家，服務(wù)全球 13000+開發(fā)者。

　　愛奇藝：公司成立于 2016 年 12 月，是一家由愛奇藝內(nèi)部孵化、獨立運營，專注于虛擬現(xiàn)實技術(shù)、產(chǎn)品與內(nèi)容研發(fā)的科技企業(yè)。公司總部位于北京，自成立以來，公司即圍繞 VR 技術(shù)、硬件、內(nèi)容展開全面布局，截止目前，夢想綻放已先后推出了奇遇 1、奇遇 2、奇遇 3、奇遇 Dream、小閱悅等系列 VR 產(chǎn)品。

　　小派科技：主要產(chǎn)品為小派 5K、8K（Pimax 5K、8K Series）系列 VR 高端頭顯設(shè)備，主打高性能 PC VR 頭顯，小派目前擁有數(shù)十項全球領(lǐng)先的專利技術(shù)，其 VR 頭顯的一大優(yōu)勢是良好的屏幕表現(xiàn)素質(zhì)。

　　創(chuàng)維：創(chuàng)維集團布局虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的子公司，國內(nèi)唯一的一家上市的 VR 終端廠商。團隊均擁有 10 年以上相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗。目前，創(chuàng)維 VR 已申請過百項虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實相關(guān)專利，研發(fā)量產(chǎn)多款 VR 頭戴顯示設(shè)備產(chǎn)品，參與了多項虛擬現(xiàn)實國標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準的制定，已承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項課題“VR 交互式智能終端與系統(tǒng)”。目前擁有 VR 一體機產(chǎn)品 S6、S802、V901 等。

　　三、弱交互領(lǐng)域競爭激烈，遠期 MR 產(chǎn)生生產(chǎn)力

　　1、優(yōu)先布局弱交互場景，國內(nèi)廠商不落下風(fēng)

　　根據(jù) Wellsenn XR 數(shù)據(jù)，2021 年全球 VR 出貨量達到 1029 萬部，同比增長 72.4%。2022 年受 Quest 2 漲價，以及全球經(jīng)濟增速放緩壓制民眾消費意愿影響，VR 出貨量將同比下降 4%至 986 萬部。Wellsenn XR 預(yù)計 2025 年全球 VR 出貨量有望達到 3500 萬部（21-25 年 CAGR 42.38%）。其中，國內(nèi)的 VR 銷售量占全球比例正快速上升，4Q22 國內(nèi)出貨量占全球 11.29%。

　　hw認為在 VR 的諸多關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用形態(tài)中，基于全景視頻技術(shù)的 VR 360 視頻將成為最先繁榮的在線應(yīng)用。而 VR360 視頻又分為弱交互和強交互，直播和短視頻都屬于弱交互，即用戶只能被動的體驗錄好的視頻，無法與環(huán)境互動。根據(jù)高盛 2016 年發(fā)布的 VR/AR 產(chǎn)業(yè)報告，基于 360 全景技術(shù)的 VR 事件直播和 VR 視頻娛樂到 2020 年將擁有 5200 萬用戶，其中事件直播 2400 萬，視頻娛樂 2800 萬，占 VR 應(yīng)用領(lǐng)域全部預(yù)期用戶 13000 萬的 40%，而到了 2025 年，VR360 視頻的用戶群將達到 17400 萬，其中事件直播 9500 萬，視頻娛樂 7900 萬。

　　賽迪顧問統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021-2025 全球VR 直播規(guī)模將從 11.61 億美元增至41.13 億美元，CAGR 達 37.19%。2022 年 6 月 8 日，PICO 在其內(nèi)容生態(tài)里上線了才藝直播。10 月左右，PICO 的才藝直播陸續(xù)出現(xiàn)在安卓和 ios 端的抖音。據(jù)巨量算數(shù)顯示，關(guān)鍵詞“VR 直播”自 9 月 15 日開始，在抖音的搜索指數(shù)水平明顯提升，就 一舉突破了 9 月和 10 月的 2.9 萬平均值，單日峰值最高達到 6.1 萬。

　　TikTok 目前仍是全球短視頻行業(yè)的領(lǐng)頭羊，并且擁有深度的用戶參與和年輕的用戶群體。根據(jù) App Annie 發(fā)布的《2022 年移動市場報告》，TikTok 居于按使用時長排名的社交應(yīng)用 Top5，其用戶月均使用時長在 2021 年達 19.6 小時。TikTok 是第一款真正意義上實現(xiàn)全球化的中國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，數(shù)據(jù)公司 Sensor Tower 的數(shù)據(jù)顯示，2021 年，TikTok 在蘋果應(yīng)用商店的總下載量和總收入榜單中均居于首位。在短視頻、直播領(lǐng)域，TikTok 全球影響力絲毫不輸 Meta、Google。

　　中期我們看好 3A 大作推動 VR 設(shè)備成為主流主機游戲設(shè)備之一。主機游戲市場規(guī)模僅次于手游，根據(jù) Games Industry 數(shù)據(jù)，2021 年全球游戲收入 1803 億美元，其中主機游戲收入 504 億美元，同比降低 6.6%，占比 28%，僅次于手機游戲。根據(jù) Niko Partner 統(tǒng)計，截止至 2021 年，中國主機游戲市場規(guī)模已經(jīng)達到 21.6 億美元，同比增長 16.7%，預(yù)計未來會保持高速增長，在 2026 年達到 25.3 億美元，玩家數(shù)量則同比增長 18.3%至 1590 萬人，預(yù)計 2026 年將達到 2700 萬人。

　　國內(nèi)主機滲透率明顯低于全球平均水平。根據(jù) CCdata 數(shù)據(jù)，截止 2021 年 12 月，中國主流家用游戲主機總體滲透率達到 3.57%，遠低于美歐發(fā)達國家近 50%的滲透率，未來中國有望成為 VR 主機游戲設(shè)備增速最快的市場。

　　長期我們看好電影制作、醫(yī)療、教育等 toB 應(yīng)用，從游戲終端升級為生產(chǎn)力工具。

　　2022 年 97%的 VR 為消費端市場出貨，僅 3%頭顯為 B 端場景出貨，B 端場景主要集中在教育培訓(xùn)、線下游藝、文旅黨建等領(lǐng)域，VR 產(chǎn)業(yè)部分實現(xiàn)了 B 端到 C 端市場的跨越。值得注意的是，2022 年全球 VR 出貨產(chǎn)品的形態(tài)與該數(shù)字高度一致，分體式占比 3%，一體式占比 97%，我們認為 B 端用戶要求產(chǎn)品性能更強、續(xù)航更長， 或是在某種性能上要求極為苛刻，但是便攜性上要求較低，從而給分體式 VR 留下了穩(wěn)定的市場空間。

　　VR 在醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出了較強的生產(chǎn)力和必要性。用途包括醫(yī)療教育（模擬手術(shù)、360 度手術(shù)直播、同理心教育）、患者輔助治療（減輕慢性患病者痛苦、部分代替阿片類止痛藥、自閉癥治療）、臨床研究（模擬實驗環(huán)境、疫苗開發(fā)）等。Research And Markets 報告顯示，醫(yī)療保健領(lǐng)域的 AR 和 VR 市場規(guī)模 2021 年接近 27 億美元，有望到 2027 年 D 該市場增長 3.5 倍，達到 97.9 億美元。

　　而國內(nèi)目前的醫(yī)療 VR 還集中于遠程問診、探視、鎮(zhèn)痛等領(lǐng)域。2022 年 8 月，全球領(lǐng)先的 VR 醫(yī)療初創(chuàng)企業(yè) Fundamental VR 完成 2000 萬美元 B 輪融資，其累計融資額度達到 3000 萬元。該公司發(fā)行了一種可以在 VR 頭顯上運行的外科手術(shù)模擬軟件。用戶配合使用 VR 頭顯和手持觸覺工具，就可以獲得手術(shù)的沉浸式體驗。借助這種軟件，外科醫(yī)生可以利用 VR 進行模擬手術(shù)訓(xùn)練，并收到虛擬骨骼或虛擬肉體的觸感反饋。

　　教育方面，政策密集出臺，展現(xiàn)出國內(nèi)對于教育信息化的支持。《中國教育現(xiàn)代化 2035》提出推動各級教育高水平高質(zhì)量普及、實現(xiàn)基本公共教育服務(wù)均等化等戰(zhàn)略任務(wù)，對于線上教育的重視提升。2022 年 9 月，中央制定“千億政策貼息+專項再貸款”組合拳，重點支持理論學(xué)習(xí)與實訓(xùn)操作的教育設(shè)備升級改造，推進高校、職校教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型。按照中移動“4G 改變生活、5G 改變社會”的 5G 產(chǎn)業(yè)意義解讀，在教育市場 5G 會帶來“真實體驗式”教育的全面升級，并為遠程 VR 教育提供堅實的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　VR 教育投入涉及硬件、軟件和空間建設(shè)費用，這對于大多數(shù)中小學(xué)，都是不小的資金壓力。另外，內(nèi)容端建設(shè)問題也是阻礙 VR 在教育中大規(guī)模應(yīng)用的障礙之一，包括不專業(yè)、無體系、難拓展、難維護等。因此，VR 教室目前仍以“教學(xué)科研”的性質(zhì)為主。我們預(yù)計，隨著 VR 產(chǎn)業(yè)規(guī)模化效應(yīng)出現(xiàn)，成本下降至一般“PC 教室”成本水平，內(nèi)容端建設(shè)初成體系時，VR 教育投資將迎來大規(guī)模放量。據(jù) Research and markets 數(shù)據(jù)，全球教育虛擬現(xiàn)實市場預(yù)計將從 2021 年的 63.7 億美元同比增長 36%到 2022 年的 86.6 億美元。預(yù)計到 2026 年市場將達到 329.4 億美元，CAGR 為 39.7%。

　　2、ODM 廠商紛紛布局，硬件成本中芯片和屏幕成本占比最高

　　VR 產(chǎn)業(yè)鏈從上游主要包括：芯片、光學(xué)模組、面板、PCB、結(jié)構(gòu)件、電池、傳感器、攝像頭等核心器件，中游為 OEM 廠商，下游為 Oculus、Pico 等終端廠商。就上游產(chǎn)業(yè)鏈而言，芯片、屏幕成本占比最大，光學(xué)模組為核心技術(shù)迭代領(lǐng)域。

　　以 Pico4 為例，根據(jù)維深 wellsenn XR 的統(tǒng)計，Pico4 VR 一體機 8+128G 版的 BOM 成本約為 348.255 美元，綜合硬件成本約為 368.25 美元，按美元匯率為 7 計算，Pico 4 稅后綜合成本約為 2913 元。其中，芯片成本最高，約為 116.45 美元，占比 31%，屏幕成本為 84 美元，占比 23%，光學(xué)成本 44 美元，占比 12%，傳感器成本約為 34 美元，占比 9%，ODM/OEM 成本約為 20 美元，占比為 5%，結(jié)構(gòu)件成本 14.2 美元，占比為 4%。

　　售價 1500 美金 Quest Pro 是目前最貴的 VR 頭顯，由于交互功能升級，攝像頭成本超過光學(xué)模組，根據(jù) Wellsenn XR 數(shù)據(jù)，Quest Pro BOM 成本約為 587.6 美元，綜合硬件成本約為 617.6 美元，是 Quest 2 的兩倍以上。芯片成本最高，約 228。 美元，占比 37%，屏幕成本約 106 美元，占比 17%；攝像頭成本約 80 美元，占比約為 14%，光學(xué)成本約 50 美元，占比 8%，電池電源成本 31 美元，占比 5%，ODM/OEM 成本約 30 美元，占比約為 5%，結(jié)構(gòu)件成本約 27.5 美元，占比為 5%。

　　四、光學(xué)模組：長期圍繞輕、薄、高質(zhì)量成像發(fā)展

　　1、Pancake 已成確定性技術(shù)方向

　　VR 光學(xué)先后經(jīng)歷了非球面透鏡、菲涅爾透鏡和 Pancake 折疊光路三個階段。菲涅爾透鏡（Fresnel Lenses）具有低成本和可控的成像質(zhì)量優(yōu)勢，Oculus Quest 2、Pico Neo 3、惠普 Reverb G2 和愛奇藝奇遇 3 等均為該光學(xué)方案的代表性產(chǎn)品。其設(shè)計原理是去掉光在透鏡中直線傳播的部分，只保留用來折射光線的透鏡曲面，在保留常規(guī)透鏡光學(xué)特征的同時，大幅壓縮鏡片厚度，實現(xiàn)鏡片的輕量化。然而，由于該方案需要將屏幕放置在透鏡的近焦面處，因此透鏡與屏幕之間的距離較長，導(dǎo)致整個光學(xué)模組的體積較大。此外，由于菲涅爾透鏡采用單層鏡片設(shè)計，其物理性導(dǎo)致了成像邊緣模糊、易產(chǎn)生畸變，以及無法調(diào)節(jié)屈光度等問題。

　　在此背景下，Pancake 光學(xué)方案應(yīng)運而生，并逐漸成為消費級 VR 光學(xué)的發(fā)展與進化方向。該方案基于折疊光路的原理，不僅能實現(xiàn)超短的光學(xué)對焦成像，從而極大地壓縮鏡片厚度和頭顯體積，還能克服傳統(tǒng)的菲涅爾透鏡光學(xué)方案邊緣模糊與畸變現(xiàn)象，有效減輕“余暉效應(yīng)”，實現(xiàn)零畸變的全域高清視覺體驗。以 Meta、Apple、Pico等為代表的頭部企業(yè)已經(jīng)推出或即將推出以 Pancake 作為光學(xué)方案的 VR 頭顯。未來 3-5 年，Pancake 將成為消費級 VR 首選光學(xué)方案。

　　Pancake 光學(xué)方案的核心設(shè)計思路是通過偏振光的反射與折射進行光路折疊。

　　Pancake 光學(xué)方案，又被稱為折疊光路方案，屬于 VR 短焦光學(xué)方案的一種。該方案的原理是顯示屏發(fā)出的圖像源進入具有半透半反功能的鏡片之后，光線在鏡片、1/4 相位延遲片以及反射式偏振片之間多次折返，最終從反射式偏振片射出后進入人眼。也就是說，該方案通過折疊式光學(xué)元件使光線在更窄的空間內(nèi)穿越同樣的距離，將原本光路“折疊”，從而實現(xiàn)光學(xué)鏡頭和顯示屏之間空間的壓縮，進而顯著縮小 VR 頭顯體積。通過此種光學(xué)方案，理論上能將 VR 頭顯的體積縮小到菲涅爾透鏡方案的 1/4。

　　2、核心器件：半透半反鏡、1/4 相位延遲片、反射式偏振片

　　Pancake 光學(xué)方案的核心器件包括半透半反鏡、1/4 相位延遲片和反射式偏振片：

　　1）半透半反鏡：對入射光線做二次反射。半透半反鏡（Half Mirror Lens）是一 種輕薄半透的光學(xué)材料，屬于分束鏡（Beam Splitter）的一種特例，通過在光學(xué)玻璃表面鍍上一層或多層的介電質(zhì)或金屬薄膜制備得到，用于將入射光束按透射與反射比為 50/50 的比例分成兩道獨立的光束。在 Pancake 光學(xué)方案中，半透半反鏡主要用來對入射光線做二次反射，這一過程中不改變光的偏振特性，并且理論上光線每次經(jīng)過半透半反鏡后能量都會損失 50%。

　　2）1/4 相位延遲片 （λ/4 片）：用于調(diào)整光束的偏振狀態(tài)，使偏振光在線偏振 態(tài)和圓偏振態(tài)之間相互變換。波動是物質(zhì)運動的重要形式，廣泛存在于自然界中。按照振動方向與傳播方向的關(guān)系，波可以分為橫波與縱波兩大類：質(zhì)點振動的方向跟波的傳播方向垂直的波叫做橫波，例如電磁波；質(zhì)點振動的方向跟波的傳播方向平行的波叫縱波，例如聲波。振動方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振（polarization），只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，這也是橫波區(qū)別于其他縱波的 一個最明顯的標(biāo)志。光波是電磁波，因此，光波的傳播方向就是電磁波的傳播方向。光波中的電振動矢量（E）和磁振動矢量（H）都與傳播速度（ν）垂直，因此光波是橫波，它具有偏振性。具有偏振性的光則稱為偏振光。

　　3）反射式偏振片：選擇性的反射與透射偏振光。反射式偏振片（Reflecting Polarizer）是偏光片的一種，通常由多層功能性光學(xué)薄膜在透鏡表面上貼合而成。通過調(diào)整光學(xué)薄膜的種類與貼合順序，反射式偏振片能夠選擇性的反射與透射偏振光，實現(xiàn)一種偏振態(tài)被透射而另一種偏振態(tài)被反射的功能。在 Pancake 光學(xué)方案中，通常設(shè)置成反射 p 偏振光，透射 s 偏振光。

　　反射式偏振片中的光學(xué)薄膜通常采用金屬色線柵，例如鋁質(zhì)金屬線柵，或采用具有雙折射功能的多層聚合物，后者相對于前者而言具有如下優(yōu)勢：a）在較寬的入射角范圍內(nèi)，多層聚合物薄膜具有較高的偏振反射率，以及較低的色彩推移；b）由于具有高消光和高透射效率，多層聚合物偏振器的可見光譜偏振對比度可以非常高；c）由于聚合物樹脂具有粘彈性，因此多層聚合物薄膜可以形成各種復(fù)雜的曲面，包括非球面甚至自由曲面，而非球面的形態(tài)可以顯著提高 Pancake 光學(xué)透鏡的分辨率。

　　3、光路系統(tǒng)的設(shè)置與具體工作原理

　　在設(shè)計以及評估不同結(jié)構(gòu)的 Pancake 光學(xué)系統(tǒng)時，需考量大量的設(shè)計指標(biāo)并做出權(quán)衡，包括成像質(zhì)量、視場角（FOV）、眼動范圍（Eye Box）、景深、出瞳距離（Eye Relief）、佩戴舒適性、工藝難度、成本、是否解決輻輳調(diào)節(jié)沖突（VAC）以及是否配備眼動追蹤功能等。

　　在此基礎(chǔ)上，Pancake 光學(xué)系統(tǒng)可分為一片式、兩片式以及多片式，其中兩片式結(jié)構(gòu)最為常見。光學(xué)膜可以貼在不同的透鏡表面上，也可以互相疊加貼合。根據(jù)光路系統(tǒng)設(shè)置的原理，三類光學(xué)膜貼合的位置次序必須保持固定不變，從顯示屏向人眼方向依次為半透半反膜、1/4 相位延遲膜和反射式偏振膜，否則該光學(xué)系統(tǒng)不能正常工作。

　　偏振光在 Pancake 光學(xué)系統(tǒng)中的具體傳播路徑如下：

　?、亠@示屏發(fā)出右旋圓偏振光。Pancake 光學(xué)模組的入射光必須為圓偏振光，若采用的顯示屏為 LCD，則其發(fā)出的光為線偏振光，需在顯示屏上增加一個 1/4 相位延遲片，將線偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光；若采用的顯示屏為 OLED，自發(fā)光原理使其發(fā)出的光為非偏振光，需在屏幕上先增加一個線偏光片（LP）將其轉(zhuǎn)化為線偏振光，再增加一片 1/4 相位延遲片將其轉(zhuǎn)化為圓偏振光。

　?、谟倚龍A偏振光透過半透半反鏡后，偏振態(tài)不發(fā)生變化，但光效損失 50%。

　?、塾倚龍A偏振光以 45°角第一次通過 1/4 相位延遲片后，變?yōu)檎駝臃较蚱叫杏?紙面的 p 線偏振光。這是因為在通過 1/4 相位延遲片之前，可以沿著 o 光和 e 光的方向（即 1/4 相位延遲片的快軸和慢軸方向），將右旋圓偏振光矢量分解成兩束頻率相同、振動方向互相垂直、且相位差為-π/2 的線偏振光。在通過 1/4 相位延遲片時，由于雙折射現(xiàn)象，在 o 光和 e 光的方向上進一步引入+π/2 的相位差，此時，兩束線偏振光的相位差為 0。最后將振幅相同的 o 光和 e 光疊加為振動方向平行于紙面的 p 線偏振光。

　　④p 線偏振光到達反射式偏振膜后發(fā)生反射，偏振態(tài)保持不變。

　?、輕 線偏振光以 45°角第二次通過 1/4 相位延遲片后，變回右旋圓偏振光。

　?、抻倚龍A偏振光到達半透半反鏡后發(fā)生二次反射，變成左旋圓偏振光，同時光 效再次損失 50%。這是因為反射光相對于入射面而言有-π的相位突變，因此會改變旋轉(zhuǎn)方向，從右旋變?yōu)樽笮?/p>

　?、咦笮龍A偏振光以 45°角第三次通過 1/4 相位延遲片后，變?yōu)檎駝臃较虼怪庇?紙面的 s 線偏振光。

　?、鄐 線偏振光到達反射式偏振膜后發(fā)生透射，最終進入到人眼當(dāng)中。

　　4、技術(shù)壁壘：光學(xué)膜材料

　　光學(xué)膜材料的性能與貼合工藝是 Pancake 光學(xué)方案的技術(shù)壁壘，尤其是 1/4 相位延遲片和反射式偏振膜，其中反射式偏振膜價值量最高，其膜材成本高且市場被海外光學(xué)膜巨頭壟斷，是制約當(dāng)前 VR 光學(xué)發(fā)展的主要因素。

　　1）Pancake 折疊光路系統(tǒng)的光學(xué)膜要求。由于 Pancake 的核心設(shè)計思路是通過反射與偏振進行光路折疊，最終的光學(xué)效果十分依賴偏振光的偏振態(tài)，因此需要更低的雙折射以及更穩(wěn)定的偏振態(tài)傳輸。1/4 相位延時片和反射偏振膜的質(zhì)量是成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素，目前全球范圍內(nèi)只有 3M、旭化成等少數(shù)企業(yè)的膜材性能能夠達到 Pancake 設(shè)計要求，因而具有較大的議價權(quán)，一組透鏡的貼膜材料的成本達到 70-100 元。

　　2）在 Pancake 光學(xué)模組加工流程中，貼膜環(huán)節(jié)壁壘最高。根據(jù)光路系統(tǒng)設(shè)置，可分為曲面貼膜和平面貼膜兩種方式。雖然平面貼膜技術(shù)難度較低，但會犧牲部分光學(xué)性能和成像質(zhì)量。曲面貼膜工藝通過事先制備好的平面膜層，通過熱彎成型技術(shù)使其成為特定的二維曲面，貼于透鏡表面，有別于傳統(tǒng)的鍍膜技術(shù)。雖然曲面貼膜能夠帶來更大的視場角和更優(yōu)的成像質(zhì)量，但曲面貼膜工藝難度較大，各項角度精度要求極高，容易邊緣褶皺和翹起，因此良率低。 目前膜供應(yīng)商 3M 等開始推出貼膜交付方案，三利譜也將曲面貼合工藝列為公司的后續(xù)重點研發(fā)方向之一。

　　5、優(yōu)勢：輕薄化 、成像質(zhì)量高 、可調(diào)節(jié)屈光度

　　Pancake 光學(xué)方案輕薄化優(yōu)勢顯著，更適合拓展 C 端市場。Pancake 光學(xué)方案最大的優(yōu)勢在于利用多次折返的方式擴大光路總長，有效壓縮了顯示屏與光學(xué)透鏡之間的距離，進而大幅降低了 VR 顯的重量和體積，顯著提升了產(chǎn)品佩戴舒適度和使用時長。對比市面上的主流 VR 頭顯產(chǎn)品，Oculus Quest 2 和 HTC Vive Pro 2 均采用菲涅爾透鏡方案，頭顯的重量分別為 503g和 785g，厚度分別為 80.1mm 和 73.5mm；而 Arpara VR 和 Huawei VR Glass 采用 Pancake 光學(xué)方案，頭顯的重量分別為 200g 和 166g，厚度分別為 30.0mm 和 26.6mm，產(chǎn)品形態(tài)更加趨于日常佩戴的眼鏡。搭載 Pancake 方案的 VR 頭顯設(shè)備重量和厚度顯著低于搭載菲涅爾透鏡方案的產(chǎn)品。

　　在 Pancake 光學(xué)方案中，通過透鏡組合，可以提高邊緣成像質(zhì)量，降低圖像畸變，提高圖像對比度、清晰度以及細膩度。Pancake 光學(xué)的解析能力相對于菲涅爾光學(xué)提升了 50%，同時克服了菲涅爾光學(xué)固有的視野邊緣模糊與畸變現(xiàn)象，有效減少邊緣眩光，帶來了視野全域范圍的清晰體驗。值得一提的是，YVR 2 光學(xué)鏡組的透過率達到了 19%，在高透光性能下的清晰度達到了全新水平。目前業(yè)內(nèi)平均水平約為 13-16%。

　　Pancake 光學(xué)方案支持屈光度調(diào)節(jié)。目前普遍 Pancake 模組的屈光度調(diào)節(jié)范圍在 0-700°之間，對于絕大部分近視的用戶而言，無需佩戴眼鏡即可使用。而對于單透鏡的菲涅爾和非球面方案，如果不增加透鏡則無法實現(xiàn)屈光度調(diào)節(jié)。目前實現(xiàn)屈光度調(diào)節(jié)有內(nèi)調(diào)焦和外調(diào)焦兩種方式：

　　1）內(nèi)調(diào)焦方式。將其中一組鏡片作為移動組，移動組鏡片通過朝向某一方向移動實現(xiàn)屈光度的調(diào)節(jié)。這種方式的優(yōu)勢在于鏡頭的總長不會發(fā)生改變；缺陷在于移動鏡片會導(dǎo)致整個光路的系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，如焦距等。此外，如果用戶雙眼視力差異較大，那么左右眼內(nèi)調(diào)焦的一致性將不一致，進而引起雙目合像等問題。

　　2）外調(diào)焦方式。通過顯示屏朝向某一方向的移動來實現(xiàn)屈光度的調(diào)節(jié)。這種方式的優(yōu)勢在于系統(tǒng)參數(shù)沒有改變，因此左右眼的焦距是一致的，左右眼圖像的一致性會更好，更容易實現(xiàn)合像；其缺陷在于由于移動屏幕，整個模組的總長會因此發(fā)生變化。

　　雖然 Pancake 光學(xué)方案支持屈光度調(diào)節(jié)，但仍然需要借助可變焦設(shè)計，結(jié)合液晶器件，實現(xiàn)動態(tài)全局調(diào)控，根據(jù)顯示屏的內(nèi)容和眼睛觀看的位置，實時改變焦平面，讓二維屏幕產(chǎn)生三維景深信息，才能改善由輻輳調(diào)節(jié)沖突（VAC）帶來的眩暈問題。

　　6、Pancake 技術(shù)難點：光損高、視場角小、存在鬼影、成本高

　　光損高，理論上最高光效僅為 25%，因此對顯示屏幕亮度要求高。多次折返的光路存在效率損失的問題，光線兩次經(jīng)過半透半反膜，所以其理論最高光效僅有 25%，再加上反射偏振膜的損失，總體光利用率只有 10-20%，因此需要搭配高亮度屏幕，例如 Micro OLED/Micro LED，以改善折疊光路方案的效果。相比之下，菲涅爾透鏡的光學(xué)效率可高達 80-90%。

　　大視場角與設(shè)備輕量化難以兼得。據(jù) Oculus 首席科學(xué)家表述，菲涅爾透鏡的視場角（FOV）理論上限為 140°，而 Pancake 的 FOV 有望實現(xiàn) 220°。然而，Pancake 光學(xué)方案采用了較小的顯示屏幕，較小的屏幕需要更長的光路來擴大視場角，這與折疊光路壓縮光學(xué)模組總長這一設(shè)計理念相悖。因此，在 Pancake 光學(xué)方案中，大視場角與設(shè)備輕薄化無法兼得，需要在兩者之間做出權(quán)衡。當(dāng)前量產(chǎn)的 Pancake 光學(xué)方案的 FOV 在 60-90°之間，距理論上限 220°仍有較大差距，且小于市場上菲涅爾光學(xué)方案的視場角。

　　易出現(xiàn)“鬼影”，降低呈像質(zhì)量，影響用戶體驗。在成像光學(xué)系統(tǒng)中，往往存在 一些非理想因素帶來的雜散光，這些雜散光通常是由透鏡界面多次反射、透鏡缺陷散射、物理結(jié)構(gòu)散射等造成的。實際應(yīng)用場景中，這些雜散光往往會在畫面中的某個位置形成像，被稱為“鬼影”（Ghost Image）。Pancake 光學(xué)方案的中諸多鬼影，在畫面中的表現(xiàn)不一而足，有的能清晰成像，有的則以光斑的形態(tài)存在，這嚴重影響了用戶對于圖像對比度的感知。

　　造成鬼影的因素有很多，其中最易造成的因素是雙折射。由于雙折射現(xiàn)象與透鏡的材料有關(guān)，塑料材料通常具有較明顯的雙折射，因此可以通過增加透鏡或改變透鏡的形狀、改善透鏡材料，優(yōu)化光路來降低其雙折射現(xiàn)象來抑制鬼影現(xiàn)象。

　　Pancake 光學(xué)方案成本高。主要因素有四個方面：1）對光學(xué)膜核心材料的性能與質(zhì)量要求高，尤其是 1/4 相位延遲膜和反射式偏振膜，全球范圍內(nèi)只有 3M、旭化成等少數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品能夠達到 Pancake 設(shè)計要求；2）由于產(chǎn)品由多種膜材貼合而成，對各項角度精度和平滑度要求極高，目前依賴人工貼膜，效率較低；3）由于鬼影的存在，需要通過增加透鏡或改變透鏡的材料和形狀的方式來改善，相應(yīng)的材料成本也會增加；4）Pancake 光學(xué)方案的光損高，需要搭配更高亮度的顯示屏幕使用，也使成本增加。目前，一組透鏡（單目）的光學(xué)膜成本達到 700-100 元，單個 Pancake 模組價格約為 150-200 元。

　　五、屏幕：多種方案共存，解決眩暈是核心訴求

　　1、清晰度與刷新率提高改善眩暈，但對芯片算力和功耗提出要求

　　VR 顯示屏幕的核心要求就是解決眩暈，這是用戶愿意長時間使用 VR 的首要前提。

　　圍繞“不眩暈”這一核心訴求，各大屏幕廠商從多維度進行提升，主要方法包括 提升視場角、像素密度、頭動和視野延遲等。

　　1）FOV（Field of View，視場角）：視場角定義為雙眼看到圖像的最大角度范圍。人類平均而言，水平雙眼視場角是 200 度，其中有 120 度的重疊，這部分重疊對于構(gòu)建立體視覺和估計深度尤為重要，垂直的視場角約為 100~130 度。

　　2）PPD（Pixel Per Degree）：像素密度通常以每英寸像素（PPI）為單位測量， 即顯示器上每英寸的像素數(shù)。但 PPI 并不能單獨用作清晰度的標(biāo)準，因為眼睛和顯示器之間的距離也很重要。當(dāng)眼球離屏幕足夠遠時，高像素密度的設(shè)備是冗余的，增加的像素密度并不會被察覺。因此，不同的設(shè)備，需要匹配不同的 PPI 來達到相同的感知清晰度。

　　相比之下，每度像素數(shù)（PPD）則考慮到了眼球與屏幕的距離，同時也更適用于 VR 球形顯示的實際情況，因此被更多的使用在 VR 頭顯的清晰度討論中。PPD 定義為 1°視場角中所包含的像素數(shù)量。當(dāng) PPD 大于 60 時，我們通常就感覺不到像素感。每個格子代表水平視場角上的 1°和垂直視場角上的 1°的小方格。

　　由于 VR 顯示屏離人眼足夠近，當(dāng)分辨率低時，人眼會直接看到顯示屏的像素點，以及點間的間距，就好比在紗窗之后看東西一樣，即紗窗效應(yīng)。且當(dāng)像素密度不夠時，VR 中有圖像邊緣出現(xiàn)很強的鋸齒（aliasing），從而產(chǎn)生了粗糙邊緣。疊加 VR 實時渲染，當(dāng)用戶頭轉(zhuǎn)動時，原本應(yīng)該靜止的細線，或者某些物體的邊緣線，像在閃爍或者舞動一般，也叫高對比度邊緣出現(xiàn)分離式閃爍。解決紗窗效應(yīng)主要就是提高分辨率。

　　目前，“視網(wǎng)膜效果”是一個沒有清晰定義的概念，根據(jù)史蒂夫喬布斯發(fā)布 iPhone4 時的概念，它是指像素密度為 300 PPI 的設(shè)備，放在 10~12 英寸距離的效果，1 單位 PPD 即 12 英寸距離下 300ppi 的像素密度。根據(jù) PPD=2d x tan0.5°x PPI，d 為眼睛到屏幕的距離也就是 12 英寸，則視網(wǎng)膜效果大約需要 60 PPD 以上。

　　由于 VR HMD 擁有遠高于傳統(tǒng)終端的視場角，決定了要達到同樣等級的畫質(zhì)體驗，相同的 PPD 要求 VR 視頻具有更高的單眼分辨率和全視角分辨率。用戶在虛擬環(huán)境中的視野可以認為是一個空間球，左右橫向全視角展開是 360 度，上下縱向展開 180 度。用戶在使用終端時，單眼實際看到的視覺信息只是全部球面數(shù)據(jù)的一部分，這部分面積由終端提供的 FOV 決定。如 FOV 為 90 度，則單眼可視信息僅為球面信息的 1/8。而真正決定 VR360 視頻畫質(zhì)體驗的是單眼分辨率（FOV 分辨率），可換算為在 FOV 區(qū)域的 PPD。

　　全視角的 4K 分辨率遠不能達到滿意的視頻質(zhì)量，加大分辨率到 8K 及以上是必須的。以 FOV=90 為例，全視角分辨率達到 8K 時，單眼分辨率為 1920*1920，對應(yīng) PPD=22；全視角分辨率升級 12K 時，單眼分辨率為 2880*2880，PPD 也僅提高到 32，屏幕分辨率達到 16K 才能真正對應(yīng)平面 4K 顯示效果。我們認為 3-5 年內(nèi)，各家廠商將迭代至 8K 分辨率，10 年維度有望達到 16K。

　　除了屏幕本身的像素密度提升對于技術(shù)提出挑戰(zhàn)，還有像素提升帶來的帶寬、傳輸問題。根據(jù)HW的測算，普通寬帶上網(wǎng)，一般峰值在 20M~30M 就可以獲~得相當(dāng)好的上網(wǎng)體驗，但對于 4K/8K 視頻，要獲得良好體驗，必須有持續(xù)的 30M 100M 帶寬保證，而對于 VR 視頻，要獲得極佳使用體驗，需要超 Gbit 的入戶帶寬。如果一個用戶家里同時存在幾路 VR 業(yè)務(wù)，相比于大屏 4K/8K 視頻的家庭式觀看，VR 業(yè)務(wù)消耗的帶寬還可能繼續(xù)翻倍。雖然未來技術(shù)的發(fā)展，壓縮算法的改進，單路 VR 業(yè)務(wù)需要的傳輸帶寬還有進一步的降低空間，但入戶帶寬超 Gbit，甚至 10Gbit 是大概率事件。

　　3）頭動和視野延遲（Motion-to-Photons Latency， MTP）：業(yè)界的主流觀點認為，MTP 延遲不能超過 20ms，否則會引起眩暈感。目前領(lǐng)先的 VR 終端廠商如 Oculus、HTC Vive 已經(jīng)通過提升端到端軟硬件性能，從傳感追蹤元件、顯示屏技術(shù)、GPU 入手，已經(jīng)將 MTP 本地化削減至了 20ms。

　　4）其他顯示屏參數(shù)：對比度：是屏幕最白和最黑亮度的比值，決定屏幕呈現(xiàn)的色彩飽和程度；亮度：亮度高有利于提升對比度，豐富圖像細節(jié)，電視屏亮度多在 200- 500nit，日光下應(yīng)達到 700nit。但 VR 的入眼亮度由屏幕亮度和光學(xué)效率決定，因此，若采用光效低的光學(xué)方案，應(yīng)搭配高亮度的顯示屏；功耗：低功耗的顯示屏，可減少散熱，延長續(xù)航時間，提升舒適性需求。除以上重要指標(biāo)外，顯示屏的色域、壽命、重量和厚度等也可做輔助參考。

　　2、Fast-LCD 仍為 VR 消費級主流，專業(yè)級產(chǎn)品看好 Micro OLED

　　LCD、Mini LED、Micro LED、OLED、Micro OLED 技術(shù)梳理

　　LCD（liquid-crystal display）：目前市場大都使用 TFT-LCD 技術(shù)（薄膜電晶體 液晶顯示器），由兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層玻璃基板是彩色濾光片、下層玻璃則鑲嵌著電晶體，當(dāng)電流通過電晶體所產(chǎn)生的電場變化，使得液晶分子原本的旋轉(zhuǎn)排列發(fā)生扭轉(zhuǎn)，進而改變光線通過的旋轉(zhuǎn)幅度，并以不同比例照射在彩色濾光片上，進而產(chǎn)生不同的顏色。

　　OLED（Organic Light-Emitting Diode）：OLED 與 LCD 最大的差異在于，LCD 需要 LED 背板和濾光片，而 OLED 能夠自體發(fā)光?；窘Y(jié)構(gòu)是在銦錫氧化物（ITO）玻璃上制作一層有機材料發(fā)光層，并在發(fā)光層上再覆蓋一層低功函數(shù)的金屬電極。透過外界電壓的驅(qū)動下，正極電洞與陰極電子便會在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生能量并發(fā)出光，因材料特性不同而產(chǎn)生 R、G 和 B 三原色，來構(gòu)成基本色彩。

　　Micro LED（微發(fā)光二極體）：將 LED 背光源微縮化、矩陣化，單獨驅(qū)動無機自發(fā)光（自發(fā)光）、讓產(chǎn)品壽命更長。因為 Micro LED 的晶粒到了肉眼難以分辨的等級，可以直接將 R、G、B 三原色的晶粒拼成一個像素點，不再需要濾光片和液晶層。但目前 Micro LED 的大規(guī)模量產(chǎn)技術(shù)還有較多瓶頸，從前期的磊晶技術(shù)瓶頸、巨量轉(zhuǎn)移（Mass Transfer）良率、封裝測試問題，到后續(xù)的檢測、維修都是很大的挑戰(zhàn)，影響 Micro LED 能否量產(chǎn)。

　　Micro OLED：是通過將紅、綠、藍（RGB）有機發(fā)光二極管像素沉積在由硅制成的半導(dǎo)體晶片上制成的，它們比玻璃基板更薄，可以容納更多像素，尺寸只有幾十微米。Micro OLED 設(shè)計之初就是用于通過鏡頭將其放大或安裝在投影儀上，目前的取景器大多使用 Micro OLED，顯色性和圖像響應(yīng)速度堪稱完美。Micro OLED 優(yōu)點是小而輕、具有高分辨率、高像素密度。但由于制作工藝限制，不可能進行大尺寸生產(chǎn)，因此對于 FOV 有限制。

　　LCD 向 Fast-LCD 發(fā)展，解決響應(yīng)速度慢的缺點。改良后的 Fast-LCD 技術(shù)使用新的液晶材料（鐵電液晶材料）與超速驅(qū)動技術(shù)有效提升刷新率至 75~90Hz，響應(yīng)速度得到了明顯提高，大大縮短了與 OLED 之間的距離，且具有較高的量產(chǎn)穩(wěn)定性及良率。但色彩顯示不如 OLED 屏幕飽滿鮮艷，且容易出現(xiàn)漏光現(xiàn)象，此外，如何處理好功耗和分辨率二者的平衡，都是 Fast-LCD 需要面對的挑戰(zhàn)。目前的主流配置是 Fast-LCD 疊加 Mini LED 背光技術(shù)，不僅可以解決漏光問題，還進一步提了顯示性能。

　　Mini LED 背光具備獨特優(yōu)勢，是 LCD 顯示技術(shù)路徑的重要創(chuàng)新方向。Mini LED 目前有背光、直顯兩種發(fā)展路徑，直顯由于對成本、良率、一致性有更高的要求，目前仍處于小規(guī)模量產(chǎn)階段，而 Mini LED 背光技術(shù)已經(jīng)處于商業(yè)化落地的成熟時期。相比傳統(tǒng) LCD，Mini LED 產(chǎn)品具有超高亮度、使用壽命長、高對比度、HDR 寬動態(tài)顯示范圍、節(jié)能等諸多優(yōu)點；相比 OLED，高端 Mini LED 顯示畫面媲美 OLED，且沒有 OLED 壽命、殘影等隱患，并且具有成本低、應(yīng)用廣的特點。

　　OLED 向硅基 OLED 發(fā)展，解決分辨率較低的問題。硅基 OLED 創(chuàng)新性結(jié)合半導(dǎo)體與 OLED，顯示器件采用單晶硅芯片基底。Micro OLED 作為其中的一種，是在兩層電極之間使用能夠發(fā)光的螢光有機材料，電流通過后會發(fā)出單色光，再透過濾色器生成所需的顏色。除了帶有 OLED 自發(fā)光優(yōu)勢，面板厚度和體積也比以前更薄、更小、耗能更低，再加上響應(yīng)時間短、發(fā)光效率高等特性，更容易實現(xiàn)高像素密度。

　　因為硅基 OLED 都是在 6 英寸、8 英寸的晶圓上小面積蒸鍍，大大減小了生產(chǎn) OLED 時要克服的蒸鍍均勻性難題。硅基 OLED 無論是亮度，還是像素密度表現(xiàn)都有明顯提升，像素密度可以達到在 3000~4000PPI。另外，由于綜合良率偏低，驅(qū)動芯片技術(shù)不成熟等問題，這一技術(shù)的成本較高，行業(yè)普遍良率最高僅有 50%左右。eMagin 預(yù)計 2025 年采用硅基 OLED 方案的 VR/AR 設(shè)備出貨量占比將超過 40%。

　　我們認為 VR 面板領(lǐng)域，中短期看 Fast LCD+Mini LED 背光模組，遠期看好 Micro OLED。根據(jù)群智咨詢數(shù)據(jù)，2022 年 Fast LCD 加菲涅爾方案、Fast LCD 加 Pancake 方案、Fast LCD 搭載 Mini LED 背光加 Pancake 方案，以及硅基 OLED 加 Pancake 方案的成本比例約為 1：2.3：2.9：4.5?！癋ast LCD+Mini LED 背光+Pancake 方案”在成本和效果上具有較好的平衡，中期維度上將是 VR 顯示的主流方案。

　　六、追蹤定位：IMU+攝像頭方案成熟，算法是核心技術(shù)

　　1、肢體追蹤：紅外光學(xué)定位配合 MEMS IMU，Inside-Out 成主流

　　位置跟蹤及動作捕捉技術(shù)可以讓設(shè)備估算其相對于周圍環(huán)境的位置。它使用硬件和軟件的組合來實現(xiàn)其絕對位置的檢測，目前算法的開發(fā)是定位能力提升的主要動力。位置跟蹤是虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）的基本技術(shù)，可以用六個自由度（6DOF）跟蹤移動確定位置。同時，通過定位不同特征點的位置，經(jīng)過分析可以得出相應(yīng)的動作，實現(xiàn)動作捕捉。

　　6DoF（Degree of Freedom）指，圍繞 X、Y、Z 三個軸可平移（3DoF）和旋轉(zhuǎn)（3DoF）。

　　無論有多復(fù)雜，剛體的任何可能性運動都可以通過 6 自由度的組合進行表達。定位追蹤是硬件與軟件的組合，能夠監(jiān)測物體的絕對位置。由于虛擬現(xiàn)實是模擬、修改現(xiàn)實，所以我們需要準確地追蹤對象（如頭部或手部）是如何在現(xiàn)實世界中移動，這樣系統(tǒng)才能在 VR 世界中實現(xiàn)精確的映射。

　　從硬件技術(shù)的角度分類，可以分為：

　　1）聲學(xué)追蹤：測量聲學(xué)信號在發(fā)射器和接收器之間傳播所花費的時間的方式被稱為聲學(xué)跟蹤。一般來說，有幾個發(fā)射器放置在跟蹤區(qū)域，而各種接收器放置在跟蹤目標(biāo)上。接收機和發(fā)射機之間的距離是根據(jù)聲音信號到達接收機的時間來計算的。其缺點是時延較長、刷新慢、易受噪音干擾。

　　2）慣性與磁性追蹤：IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測量單元）是一 種通過傳感器組合來測量和報告速度、方向和重力的電子設(shè)備。IMU 通常包括一個 3 軸加速度計、一個 3 軸陀螺儀，較高級的會再加一個 3 軸磁力計。加速度計可以測量物體在其坐標(biāo)系下的三軸加速度，陀螺儀的三軸角速度，通過積分運算，可以解算出物體相對的定位信息。受制于成本高昂，IMU 過去主要應(yīng)用于飛機火箭儀表等軍用設(shè)備，隨著價格更加親民的 MEMS 加速度計和陀螺儀出現(xiàn)，IMU 開始廣泛經(jīng)應(yīng)用于消費級電子設(shè)備。但 IMU 只能準確地測量和報告方向值（旋轉(zhuǎn)），無法處理平移，隨著時間推移，如果沒有外部校準，IMU 很快會出現(xiàn)漂移的情況，需要結(jié)合算法進行校準。

　　3）光學(xué)追蹤：對于光學(xué)跟蹤，有多種方法可用。它們之間的共同點就是使用光學(xué)攝像頭來收集位置信息。具體又可以分為跟蹤標(biāo)記、深度地圖跟蹤等。

　　從硬件排布的角度上，技術(shù)方案又可以分為 Outside- in 和 Inside-out：

　　1）Outside- in 就是由外向內(nèi)追蹤。這種追蹤方法的特點就是追蹤平移移動的傳感器在外部。放置在靜止位置并朝向被跟蹤對象的攝像機或其他傳感器，該物體在攝像機相交的視覺范圍定義的指定區(qū)域內(nèi)自由移動。

　　Outside- In 的代表產(chǎn)品就是當(dāng)年 VR 元年的三大 PC VR 設(shè)備：Oculus Rift CV1 星座系統(tǒng)、Vive 和 HTC 的 Lighthouse 基站系統(tǒng)、PSVR 的單攝像頭光球系統(tǒng)。其中 PSVR 的追蹤是單攝像頭，搭配可見光光球追蹤，效果非常差。另外兩種系統(tǒng)至今依然比 Inside-out 方案精度更高，并且因為是在這個攝像頭基站的范圍內(nèi)是無死角的 360 度追蹤，在某些游戲和企業(yè)應(yīng)用中，還是這兩者占優(yōu)。

　　Outside- in 具有更高的精度，例如 HTC 的燈塔系統(tǒng)。每個 Lighthouse 基站都包含兩個激光器。一個激光器投射出一條水平光線，從下到上掃；另一個激光器投射一條垂直的光線，從左到右掃。兩個激光器都以 3，600 rpm 或每秒 60 轉(zhuǎn)的速度圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。由于在任何時候都只能有一個激光掃過跟蹤體積，因此一個基站內(nèi)的兩個激光和兩個鏈接基站（A 和 B）的四個激光是交錯的：第一個基站 A 的垂直激光從左到右掃過→A 的水平激光從下到上掃過→A 的激光關(guān)閉，B 的垂直 激光從左向右掃過→B 的水平激光從下到上掃描→重復(fù)。每個過程間隔為半圈或 8.333 毫秒，但實際上通過清除冗余數(shù)據(jù)、捆綁數(shù)據(jù)后，作為 IMU 的增量進行計算，實際反饋間隔，最壞延遲約 4 毫秒。

　　2）Inside-out 就是從內(nèi)向外追蹤。在由內(nèi)而外的位置跟蹤中，攝像頭或傳感器位于被跟蹤的設(shè)備上，定位的范圍幾乎是無限大的。隨著 VR 一體機的興盛，Inside-out 是現(xiàn)在的主流方向。但因為攝像頭在頭上，背后和其他地方有死角，這對廠家 的 SLAM 算法（同步定位與建圖，Simultaneous Localization and Mapping）提出了很高要求。Inside-out 方案中，手柄追蹤方案經(jīng)過幾代更迭，目前紅外光追蹤方案較為成熟，也是近兩年 VR 新款產(chǎn)品主流方案。

　　2、手勢識別：傳感器、RGB 攝像頭、3D 攝像頭

　　如果要更加精確到手部的詳細動作，有依靠傳感器的手套式方案，也有依靠計算機視覺的裸手識別方案。例如蘋果公司申請的“基于 IMU 的手套”專利，摘要顯示該手套包括多個 IMU，其中可包括一個或多個運動傳感器，可測量對應(yīng)指節(jié)的慣性運動。在一些示例中，該 VR 手套除了包括磁力儀以確定地磁場的方向，還可包括多個電極，用于實現(xiàn)電容式觸摸或指尖之間的接觸感測。

　　Quest 則是典型的計算機視覺方案，采用了黑白第一人稱攝像頭追蹤手部節(jié)點的 VR 方案，不含深度測量傳感器。當(dāng)時，市面上常見的是單目 RGB 攝像頭和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的手勢識別方案，但單目方案難以直接識別 3D 手勢，需要搭配關(guān)鍵點回歸和實時姿態(tài)算法，時間上難以達到連貫和低抖動等。因此，F(xiàn)RL 提出了一種基于 4 顆黑白攝像頭的手勢追蹤方案。該方案無須深度攝像頭，對算力和功耗的要求更小，在光線暗和雙手形狀等變量影響下依然能穩(wěn)定運行，延時和抖動的情況足夠少。4 顆同步的 VGA 廣角攝像頭，每顆攝像頭的 FOV 可達 150 °（寬）x120 °（高）x175 °（對角線）。廣角攝像頭采用等距投影模型，光線的參數(shù)由與攝像頭主軸之間的角度來決定，因此也更適合預(yù)測手部關(guān)節(jié)點的距離而不是深度。

　　3D 攝像頭，即包含深度信息傳感器的攝像頭模組，能有效提升定位精度，優(yōu)化 VR 頭顯使用體驗感。3D 攝像頭有三種主流方案：結(jié)構(gòu)光、TOF（飛行發(fā)）以及雙目立體成像方案。三種方案工作原理均為紅外激光發(fā)射器發(fā)射出近紅外光，經(jīng)過反射后，紅外信息被紅外光 CMOS 圖像處理器接收，并將信息匯總至圖像處理芯片，得到三維數(shù)據(jù)，實現(xiàn)空間定位。但三者不同之處在于發(fā)射近紅外光取得三維數(shù)據(jù)的方式，結(jié)構(gòu)光發(fā)射的是散斑，TOF 是發(fā)射面光源，而雙目立體成像則是通過雙目匹配，進行視差算法。

　　TOF 方案響應(yīng)速度快，深度信息精度高，識別距離范圍大，不易受環(huán)境光線干擾，因此是移動端 3D 視覺比較可行的方案；結(jié)構(gòu)光方案由于技術(shù)較為成熟，工業(yè)化產(chǎn)品較多，也被部分廠商所采用；雙目立體成像是比較新的技術(shù)，參與的廠商較少，更適合室外強光條件和高分辨率應(yīng)用，常見于機器人視覺、 自動駕駛等方面。

　　3、其他傳感器：眼動追蹤、面部識別將成標(biāo)配

　　1） 眼動追蹤：動態(tài)渲染技術(shù)的基石

　　眼球追蹤是 AR/VR 頭顯的一項關(guān)鍵功能，它可以豐富用戶之間的交互，同時也是動態(tài)注視點渲染技術(shù)的基礎(chǔ)，提升 AR/VR 視覺觀感。由于眼睛收集的視覺信息質(zhì)量在視野的一小塊區(qū)域（稱為中心凹區(qū)域）內(nèi)是最高質(zhì)量的，該區(qū)域以外的視力會迅速下降，因此僅對用戶注視的中心區(qū)域進行高精度渲染，而對其他區(qū)域進行低分辨率渲染，可降低 GPU 著色負載的同時保持高幀率，以此更好配置有限的算力資源。同時，結(jié)合注視點和手勢識別，用戶可以與虛擬環(huán)境更精準的互動，如實現(xiàn)抓取、隔空打字等功能。

　　注視點渲染又分為固定和動態(tài)兩種類型。采用固定注視點渲染，XR 設(shè)備會預(yù)設(shè)顯示器中心部分為高質(zhì)渲染區(qū)域。因此用戶的注視點需始終處于該區(qū)域位置，靠頭部轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)移視線，如 2018 年 Oculus Go。而動態(tài)注視點渲染則可在眼球轉(zhuǎn)動時捕捉注視點以實現(xiàn)更精準的實時渲染。Tobii 曾在不同設(shè)備和環(huán)境下做過一系列基準測試，測試數(shù)據(jù)表明，動態(tài)注視點渲染比固定注視點渲染能降低兩倍的 GPU 著色負載，能更有效地維持高幀率和優(yōu)化系統(tǒng)資源。在 Pico Neo 3 Pro Eye 的硬件環(huán)境下，Tobii 的動態(tài)注視點技術(shù)能將幀率提高 78%，一體機能耗降低 10%。

　　眼動追蹤技術(shù)的基本原理并不算復(fù)雜，實現(xiàn)方式也不只一種。目前最常見的是以 Tobii 為代表的技術(shù)提供商所采用的瞳孔角膜反射法（PCCR）。該方案主要包括三個模塊：眼動攝像機、光源、模型及算法。光源發(fā)射紅外光在眼角膜反射形成閃爍點，眼動攝像機捕捉眼睛的高分辨率圖像，再經(jīng)由算法解析，實時定位閃爍點與瞳孔的位置，最后借助模型估算出用戶的視線方向和落點。

　　目前，市面大多數(shù)眼球追蹤系統(tǒng)都采用 PCCR。例如最新的 Oculus Pro，其眼部追蹤采用角膜瞳孔法，在 pancake 模組的透鏡外圍分布了 9 個紅外 LED 和 1 個攝像頭。

　　2）面部追蹤：光+攝像頭方案為主

　　Oculus Pro 面部追蹤模組由左右臉和額頭三個模組構(gòu)成，底框為紅外透過材料，面部追蹤模組共有 4 個 LED 和 1 個攝像頭，額頭追蹤模組 3 個紅外 LED 和 1 個攝像頭。

　　3）腿部追蹤：硬件成本高，AI 或成主流方案

　　Meta 在 2022 年 9 月，宣布成功以頭顯和手柄控制器的位置和方向數(shù)據(jù)作為輸入，其他數(shù)據(jù)全靠 AI 預(yù)測，使得元宇宙中的虛擬人物有了腿。他們設(shè)置了 4000 個身高不同的仿真人形機器人，每個機器人具有 33 個自由度。隨后，將這些機器人在英偉達的 Isaac Gym（一個專門用于強化學(xué)習(xí)研究的機器人物理模擬環(huán)境）中同時進行訓(xùn)練，2 天后，這只框架就能基于這個強化學(xué)習(xí)策略，根據(jù)頭顯和手柄數(shù)據(jù)直接預(yù)測用戶全身動作了。

　　七、芯片：賦能 VR 硬件性能，專用度不斷提升

　　芯片為賦能 VR 硬件性能的核心部件，從而成為支撐用戶體驗的關(guān)鍵。VR 頭顯和手柄都有芯片組支撐其功能，其總體架構(gòu)和芯片類型和智能手機等其他智能終端類似，其中數(shù)字芯片涉及到主控 SoC、存儲、音頻編解碼芯片、微控制器 MCU 和連接芯片等；模擬芯片涉及到電源管理 PMIC、LED 驅(qū)動芯片、射頻 FEM、馬達驅(qū)動芯片、音頻功放芯片等；傳感器芯片涉及到 CMOS 圖像傳感器、陀螺儀等。

　　芯片成本占 VR 整機成本超 30%。根據(jù) Wellsenn XR 拆解報告預(yù)測，PICO 4 芯片成本約為 112.7 美元，占據(jù)硬件綜合成本 31%，Quest Pro VR 芯片成本約為 228.1 美元，占據(jù)硬件綜合成本 37%。其中 Quest Pro 芯片成本增加主要來源于交互手柄使用一顆 11nm 驍龍 662 手機 SoC 作為主芯片（PICO 4 及其他主流產(chǎn)品為藍牙 MCU）和較大內(nèi)存，以及攝像頭增加提升了交互性能。

　　1、SoC：芯片平臺實現(xiàn)專用化 ，未來多方有望并起與高通爭雄

　　VR 主芯片主要任務(wù)利用運行操作系統(tǒng)并掌控整個硬件系統(tǒng)。從架構(gòu)上來說，VR 芯片的架構(gòu)基本和其他智能設(shè)備的 SoC 類似，主要集成系統(tǒng)級芯片控制邏輯模塊、微處理器/微控制器 CPU 內(nèi)核模塊、數(shù)字信號處理器 DSP 模塊、嵌入的存儲器模塊、和外部進行通訊的接口模塊、含有 ADC /DAC 的模擬前端模塊、電源提供和功耗管理模塊。

　　提升 GPU 效能比成為 VR 主芯片升級重心。GPU 是 SoC 中負責(zé)渲染和顯示的核心 IP，決定了 VR 設(shè)備的 3D 效果和顯示分辨率。一方面，隨著 VR 游戲市場的擴大和生態(tài)的形成，游戲圖像質(zhì)量和超高分辨率將會成為主機之間競爭的核心指標(biāo)，推動對于 VR 芯片中 GPU 渲染能力的需求，另一方面，由于目前主流的 VR 設(shè)備都是依靠電池來供電，因此能效比將決定 VR 設(shè)備的續(xù)航時間，同時也需要保證 VR 設(shè)備散熱沒有問題。

　　NPU 算力大幅提升支持交互體驗升級。與手機中不同，VR 設(shè)備中的眾多交互都需要人工智能的介入，例如設(shè)備和用戶的定位和追蹤，并且把這個信息融合到虛擬環(huán)境中，需要使用人工智能中的 SLAM 技術(shù)才能高質(zhì)量地實現(xiàn)。另外，目前 VR 設(shè) 備中，交互越來越多地使用手部追蹤和眼部追蹤等先進技術(shù)來實現(xiàn)自然的交互，而這些追蹤都需要使用人工智能模型，而且隨著追蹤精度的增加，模型需要的算力也在上升。人工智能算法結(jié)合眼部追蹤技術(shù)判斷眼睛聚焦位置，對聚焦位置進行高質(zhì)量渲染，對未關(guān)注到位置進行低質(zhì)量渲染，解決 GPU 渲染能力瓶頸。

　　手機 SoC 優(yōu)勢助高通成為 VR 主芯片市場霸主。2015 年，HTC 發(fā)布的 HTC Vive 使用 STM32F072R8 MCU 和 AIT8328 ISP 搭配作為中控芯片方案；2016 年起，高通智能手機 SoC 驍龍 821、驍龍 835、驍龍 845 成為當(dāng)年主流 VR 產(chǎn)品芯片方案，VR 主 芯片進入手機 SoC 時代，同期如三星 Exynos 8895、聯(lián)發(fā)科 Helio X30 等智能手機 SoC 也獲得少量 VR 產(chǎn)品搭載。

　　XR 芯片專業(yè)化夯實高通優(yōu)勢。2019 年，隨著高通發(fā)布驍龍 XR1 平臺，VR 設(shè)備正式踏入 XR 芯片平臺時代，相較于手機 SoC，初代 XR 平臺減少了基帶，使成本顯著下降，而其他關(guān)鍵模塊如 CPU、GPU、DSP、ISP 等和手機芯片別無二致。但由于高通除了芯片以外，同時發(fā)布了包括 XR 軟件服務(wù)層、機器學(xué)習(xí)、XR SDK 等一系列軟件支持，加之其智能手機業(yè)務(wù)積累的軟硬件生態(tài)優(yōu)勢，驍龍 XR1 一舉奠定高通在 XR 領(lǐng)域絕對龍頭地位。

　　索尼 PSVR2 將首發(fā)聯(lián)發(fā)科 VR 芯片，聯(lián)發(fā)科入局或激活行業(yè)競爭。11 月聯(lián)發(fā)科正式宣布于 2023 年 2 月 22 日上市的索尼 PSVR2 將搭載其首款 VR 芯片，目前尚未透露該芯片設(shè)計細節(jié)，我們預(yù)測這顆芯片有望基于公司 ARM 架構(gòu)手機 SoC 針對 VR 應(yīng)用優(yōu)化而來。聯(lián)發(fā)科自 2004 年從 DVD 芯片切入功能機市場推出 Turnkey 模式占住山寨機市場，到 2011 年進入 Andriod 智能手機市場，抓住國產(chǎn)智能手機爆發(fā)機遇。 目前聯(lián)發(fā)科既是電視芯片市場霸主，并在手機芯片領(lǐng)域與高通形成兩強局面，根據(jù) Countpoint 數(shù)據(jù)，2Q22 聯(lián)發(fā)科以 39%全球市場份額領(lǐng)先高通。聯(lián)發(fā)科攜視頻娛樂、智能手機芯片技術(shù)能力，在首顆 VR 芯片即獲索尼使用，有望未來在 XR 領(lǐng)域繼續(xù)和高通角逐。

　　構(gòu)建軟硬一體生態(tài)，系統(tǒng)廠商或加強自研芯片開發(fā)。Meta 在 2018 年開始就成立了專門的團隊去研發(fā) XR 芯片，當(dāng)時 Meta 挖來了谷歌芯片產(chǎn)品負責(zé)人沙赫里阿爾·瑞比，并任命其為芯片自研項目負責(zé)人，專注于構(gòu)建支持增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實的芯片。雖然 Meta 與高通今年簽署長期合作協(xié)議，我們認為 Meta 仍然會推進自研 XR 芯片，主因：1）增強產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán)；2）打造差異化產(chǎn)品；3）構(gòu)建軟硬件一體生態(tài)；4）提升品牌形象。除此之外，未來潛在強有力競爭者蘋果入局 XR 行業(yè)，其設(shè)備必然搭載自研 A 系列或 M 系列主芯片以及完善軟硬件生態(tài)。目前國內(nèi)擁有 XR 主芯片產(chǎn)品的芯片廠商主要有來自智能手機芯片領(lǐng)域的海思和展銳以及 AIoT 芯片設(shè)計公司晶晨、瑞芯微和全志科技等。其中全志和瑞芯微擁有專用 VR 芯片產(chǎn)品布局，獲得少數(shù)機型搭載，除此之外晶晨 S 和 A 系列芯片有在 AR 產(chǎn)品量產(chǎn)出貨。目前國內(nèi)廠商在 XR 領(lǐng)域投入相對有限，未來成長需與市場主流設(shè)備公司加強合作。

　　2、CMOS 圖像傳感器：VR 交互需求增長推動重要性提升

　　CMOS 圖像傳感器（C IS，CMOS Image Sensor）主要采用感光單元陣列和輔助控制電路獲取對象景物的亮度和色彩信號，并通過復(fù)雜的信號處理和圖像處理技術(shù)輸出數(shù)字化的圖像信息。CMOS 圖像傳感器中的感光單元一般采用感光二極管（Photodiode）實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換。感光二極管在接受光線照射之后能夠產(chǎn)生電流信號，電流的強度與光照的強度成正比例關(guān)系。每個感光單元對應(yīng)圖像傳感器中的一個像元，像元也被 稱為像素單元（Pixel）。C IS 每一個感光元件都可以直接集成放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)感光二極管接受光照、產(chǎn)生模擬的電信號之后，電信號首先被該感光元件中的放大器放大，然后直接轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號，并進行片上圖像處理。

　　攝像頭模組成像能力主要由 CMOS 圖像傳感器關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)決定。CMOS 圖像傳感器的像素數(shù)目、像素尺寸、光學(xué)尺寸、幀率、信噪比、動態(tài)范圍、感光度、量子效率等關(guān)鍵參數(shù)直接決定了攝像頭成像的分辨率、清晰度、流暢度、暗光下性能、噪點控制能力的高低。由于應(yīng)用和使用場景不同，加之成本上的考量，針對不同下游應(yīng)用的 C IS 會進行參數(shù)上的取舍，如智能手機為滿足分辨率、清晰度、美觀度和全場景適應(yīng)能力，對 CMOS 圖像傳感器的超高像素的要求非常高。

　　全局曝光為 VR 追蹤定位主要 CMOS 圖像傳感器主要核心快門技術(shù)。主流 C IS 快門技術(shù)為卷簾快門和全局快門，其中卷簾快門的設(shè)計是為了捕捉靜態(tài)圖像和視頻拍攝，因此擁有非常高的分辨率和顏色處理能力，主要用于手機、單反等。但其缺點在于逐行拍攝圖像，拍攝和曝光時間過長，在 VR 使用場景中手勢、頭部追蹤、臉部和眼球動態(tài)追蹤等移動物體捕捉時，圖像可能發(fā)生扭曲，而且功耗過高，因此不適合用于 VR。而全局快門的原理則完全不同，它是一次拍攝整幅圖像，所有像素同時曝光，因此成像效果準確、曝光時間短、功耗低，滿足 VR 需求。

　　VR 交互升級，CMOS 圖像傳感器數(shù)量和種類需求擴容。以 2022 年發(fā)布的部分主流 VR 產(chǎn)品為例，PICO Neo 3 頭顯四個邊角各放置一顆的 VGA 攝像頭搭載韋爾（豪威）OVM7251 全局快門 C IS，實現(xiàn)快速圖像捕捉；PICO 4 再次基礎(chǔ)上增加一顆單目 VST 攝像頭，搭載了索尼 1600 萬像素 IMX471 傳感器。Quest Pro 進一步提升設(shè)備交互體驗，總計裝備 16 顆攝像頭（頭顯 10 顆、手柄 6 顆），在 6DOF 追蹤定位和 VST 基礎(chǔ)上再增加深度識別、面部（頭部+額部）追蹤、眼球追蹤等，引入了 OVM6211、OG01A1B 等 C IS。

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