2022年VR行業(yè)專題研究

1、2022年VR行業(yè)專題研究一整體外觀：電池后置成趨勢，關(guān)注“手勢識別化”Pico&Quest整體外觀：主要差異在“電池位置”主體部分和定位方案一致：Oculus Quest2和Pico Neo3同樣由頭戴主機(jī)和兩只手柄組成，定位方案也是攝像頭捕捉手柄的追蹤光環(huán)。 整體構(gòu)成：頭戴主機(jī)+左右手柄 。頭戴主機(jī)：包括輸入設(shè)備（攝像頭、麥克風(fēng)）、輸出設(shè)備（屏幕、鏡片、麥克風(fēng)）、內(nèi)部運算、蓄電鋰電池等。 手柄：Pico Neo3單手柄2節(jié)五號電池，Quest2單手柄1節(jié)五號電池。手柄包括追蹤光環(huán)、遙桿（方向）、按鍵（功能）、扳機(jī)（確認(rèn)）、側(cè)按鍵（抓?。直鷥?nèi)有干電池倉。 增加散熱口，電池后置：Pico

2、Neo3前蓋相比Quest2額外增加了一個散熱口幫助散熱，同時電池后置也是兩者在外觀上的明顯差異。Pico&Quest面罩：Pico相對更加寬大，可戴眼鏡佩戴Pico Neo 3的面罩設(shè)計更加寬大，配搭舒適度 更高。和Quest 2相比上端凹口更寬、更淺（弧 度更?。?。 近視用戶實際使用時可以正常佩戴眼鏡。Neo 3深度7.5cm，長度17.7cm，面罩兩側(cè)也為鏡 腿預(yù)留了專門的空間，保證佩戴的舒適性。 近視用戶同時還可以采用其它的方案使用VR一 體機(jī)，這部分將在下一章具體展開。Pico&Quest電池：Pico后置方案前部更輕，整體平衡主機(jī)更輕：Pico Neo3將電池移出主機(jī)，通過連接線置

3、于腦后位置，因此雖然整體重量與Quest2接近，但正面主機(jī)重量只有440g（官方395g），后部220g，腦后重量的平衡，能顯著降低面部和鼻部壓力。電池容量更大：外移后的電池包減重需求弱，Pico Neo3配備5300mAh電池，相比Quest2的3640mAh多出近50%。Pico手柄：行業(yè)暫時采用“追蹤光環(huán)配合頭顯攝像頭”手柄主體部分：由面板上的搖桿、兩個功能按鍵，側(cè)按鍵和正面板機(jī)組成。手柄追蹤光環(huán)：環(huán)繞手柄換裝部分外側(cè)，使用時可發(fā)出難以觀測的弱光，暫時是一種通用的識別方案。手柄內(nèi)部具有陀螺儀傳感器，輔助視覺定位方案。未來趨勢：“后置電池”獲得更多VR頭顯采用后置電池方案顯著提高佩戴舒適度

4、，實際佩戴時，Quest2所采用的前置電池的方案導(dǎo)致主機(jī)有明顯的下墜，產(chǎn)生視覺效果不清晰，眼部、額頭承受壓力的不良體驗。同時減少一體機(jī)的減重要求，為更大的電池容量提供設(shè)計上的基礎(chǔ)。 后置電池方案成為主流設(shè)計方案。22年后上市的一體機(jī)中后置電池的設(shè)計方案成為主流的選擇。二光學(xué)結(jié)構(gòu)：決定頭盔厚度，關(guān)注“Pancake化”影響頭盔厚度的因素：“光學(xué)方案”決定厚度目前在VR一體機(jī)上使用的光學(xué)成像方案主要有三種，分別是非球面透鏡、菲涅爾透鏡和反射折射透鏡（Pankcake方案）。 1）非球面透鏡：其特點是低散光，但需要使用更大的顯示屏幕和更厚的光學(xué)元件，導(dǎo)致設(shè)備非常笨重；2）菲涅爾透鏡：在反射折射透鏡與

5、非球面透鏡之間的這種解決方案，散光的問題可能會導(dǎo)致低對比度和分辨率的降低；成像距離在40mm左右；3）反射折射透鏡（Pancake方案）：Pancake方案的成像距離極大的縮短，使得VR設(shè)備變得更加輕巧，但同時其光效顯著的受到影響，對屏幕亮度有更高的要求（需要采用發(fā)光能力更強(qiáng)的屏幕方案），成像距離縮短到24mm。顯示屏幕：Pancake方案下“顯示屏發(fā)光亮度將提升”ancake方案下屏幕需要更強(qiáng)亮度：目前市面上大多數(shù)VR眼鏡多使用LCD屏幕，依靠背光源照亮像素，尤其在高環(huán)境光的環(huán)境下，所以其亮度較低，通常只有500nit左右；由于Pancake光學(xué)方案，光線需要經(jīng)過多次折射才能實現(xiàn)顯示屏和鏡頭

6、距離更低情況下，達(dá)到同樣的進(jìn)入人眼的面積。因此光利用率通常較低，僅為10-20%，LCD屏幕亮度可能無法滿足該方案。采用Pancake光學(xué)方案需要更強(qiáng)發(fā)光亮度的屏幕如Micro OLED、Mini-LED等。Pico&Quest瞳距調(diào)節(jié)：齒輪上下嚙合的三檔調(diào)節(jié)Pico Neo 3和Quest 2在瞳距上都采用了3檔的齒輪嚙合的手動調(diào)節(jié)方案。Neo 3的瞳距分別為58mm、63.5mm、69mm，Quest 2的瞳距分別為58mm、63mm、68mm。市面上還有無極調(diào)節(jié)的瞳距調(diào)節(jié)方案，即在規(guī)定范圍內(nèi)的任意大小均可使用，其中創(chuàng)維數(shù)字PANCAKE1支持59-68mm的無極調(diào)節(jié)，arpara AIO

7、 5k支持56-72mm的無極調(diào)節(jié)。蘋果：曾公開自動瞳距調(diào)節(jié)專利美國專利商標(biāo)局于2020年8月27日公開的一項專利顯示，蘋果具備透鏡模組自適應(yīng)調(diào)節(jié)的專利。該專利基于測量用戶眼部的相關(guān)數(shù)據(jù)（例如瞳距和視線方向）來控制可調(diào)節(jié)鏡片。控制電路可以將可調(diào)節(jié)鏡片的中心之間的距離與測量得到的瞳距相匹配，并且可以將鏡片中心與測量的觀察方向?qū)R。近視適配：arpata和創(chuàng)維采用屈光度調(diào)節(jié)方案除了佩戴鏡片和眼鏡外，同樣也有部分一體機(jī)通過屈光度調(diào)節(jié)的方式支持用戶使用。創(chuàng)維數(shù)字PANCAKE1可進(jìn)行0-500度范圍的近視屈光度調(diào)節(jié)，arpara AIO 5K VR可支持遠(yuǎn)視眼100度到近視眼500度范圍的屈光度調(diào)節(jié)。

8、聲音設(shè)備：外設(shè)耳機(jī)可提高聲音體驗外設(shè)耳機(jī)方案可滿足對聲音要求更高的用戶的需求。Quest 2和Neo 3目前揚(yáng)聲器音質(zhì)、響度上仍有提高空間。 羅技推出一款價值 99 美元的音頻配件“Chorus”，旨在為 Quest 2 提供離耳式揚(yáng)聲器，提高Quest2 的音頻質(zhì)量，離耳式耳機(jī)設(shè)計在支持VR設(shè)備聲音輸出的同時接受周遭環(huán)境音，避免出現(xiàn)意外傷害。未來趨勢：頭顯的清晰度分辨率仍需提高如何計算VR頭顯清晰度？頭顯PPD = 單眼分辨率/視 場角。頭顯清晰度原理與VR視頻清晰度計算原理相 同，均為衡量單位面積所具有的像素量。 以Pico Neo 3為例：Pico Neo 3屏幕雙眼分辨率為 3664*

9、1920，單眼分辨率為1832*1832，視場角為 98。根據(jù)前文所述的原理計算，Pico Neo 3的PPD = 1832/98 = 19，其1單位視線范圍內(nèi)的像素量 =*（PPD / 2）2 = 274。 Oculus Quest 2雙眼分辨率與Pico Neo 3相同，視 場角為101，PPD = 1832/101 = 18，略低于Pico Neo 3。三核心零件：“芯片&攝像頭”決定AR性能，關(guān)注“MR化”Pico&Quest整體對比：主要差異在緊湊程度拆機(jī)后觀察到的主機(jī)內(nèi)部來看，Neo 3和Quest 2在布局上非常類似。中部是一個風(fēng)扇散熱器；散熱器下方是一體機(jī)的主板；攝像頭分布在四

10、個角落。相比較而言，Quest2 多了保護(hù)杠，且擁有一塊銀色金屬材料固定件，更加緊湊，但是重量也相應(yīng)提升。Quest 2的在散熱上有更多準(zhǔn)備。由于Quest 2的電池放置于頭顯外殼內(nèi)側(cè)，與主機(jī)距離較近，散熱負(fù)擔(dān)重。因此其采用導(dǎo)熱性更好的金屬片面板提高散熱性能，同時散熱風(fēng)扇中Quest2的散射器采用扇形結(jié)構(gòu)，更有利于散熱。主板對比：均采用主流高端VR芯片驍龍XR2尺寸數(shù)據(jù)：Pico Neo3主板長度為98mm，寬度為44mm；Quest2主板長度為96mm，寬度為36mm。主控芯片方案：高通于2019年12月推出的驍龍XR2是目前主流VR一體機(jī)芯片。 從視頻解碼看其性能：驍龍XR2最高支持8K6

11、0fps與4K120fps的視頻解碼。攝像頭：采用四黑白攝像頭，有望提升“數(shù)量和色彩”Neo 3和Quest 2頭戴主機(jī)上均裝有 四個追蹤攝像頭，但均為黑白攝像 頭，未來有望升級更新為彩色攝像 頭或者更多攝像頭。未來趨勢：彩色攝像頭支持一體機(jī)AR化的進(jìn)一步發(fā)展預(yù)計未來上市產(chǎn)品將支持彩色透視功能，即配備彩色攝像頭支持AR功能。未來的MR產(chǎn)品將真實世界和虛擬世界融合在一起，需要通過攝像頭將真實世界捕捉進(jìn)去，這就需要采用彩色攝像頭，進(jìn)而與虛擬世界用類似的色彩融合在一起。無手柄全身追蹤方案：目前攝像頭布置僅能實現(xiàn)前方的肢體動作捕捉，即手勢識別方案。通過攝像頭對手部空間位置信息進(jìn)行捕捉，在獲取其位置、形

12、狀等信息后對其進(jìn)行建模，處理后從一體機(jī)屏幕中顯示具體位置。未來在攝像頭能夠?qū)崿F(xiàn)身體下方包括腳部、腿部視覺信息獲取的情況下，即可通過相同的技術(shù)手段實現(xiàn)無手柄的全身追蹤方案。四帶寬測速：VR直播興起，帶寬充足VR內(nèi)容的帶寬需求分析框架VR內(nèi)容體驗網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的需求主要受視頻清晰度、可視角度、幀率、2D/3D以及碼率等因素的影響。 清晰度：視頻清晰度越高，每幀總像素數(shù)也就越高，對帶寬的需求也就越高。視場角：在同清晰度條件下，高視場角視頻相較低視場角視頻畫面更多，其文件大小也更多，對帶寬的需求提高。 幀率：幀率則是指一個視頻播放時，每秒鐘播放的畫面數(shù)，主要影響視頻的流暢度。fps（frameperse

13、cond）為其單位，30fps、60fps為各類視頻常用幀率格式。根據(jù)定義，60fps的視頻相較于30fps的視頻每秒顯示的圖像數(shù)多出一倍，因此60fps的視頻相較于30fps的視頻文件大小也約為兩倍的關(guān)系，對帶寬的要求也約為兩倍。 2D/3D：VR視頻存在2D/3D視頻的區(qū)別。在現(xiàn)實中，人的雙眼因存在間距，左右眼所捕捉的畫面并不相同，存在視差。在觀看2D視頻時，雙眼看到的都是同一畫面，畫面立體感弱，而3D成像則更具立體感。3D VR相機(jī)需模擬雙眼間距，分配不同的攝像頭分別記錄兩眼所看到的不同內(nèi)容。因此其形成的視頻文件大小也較2D視頻約為兩倍，對帶寬的需求也約為兩倍。碼率：視頻碼率即數(shù)據(jù)傳輸時

14、單位時間傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，一般單位是kbps。碼率主要受視頻源文件大小與后期編碼技術(shù)影響，碼率越大，對帶寬的需求也就越高。 其他：此外，VR對帶寬的需求也受色深等因素的影響。VR演唱之后，開啟VR才藝直播Pico VR直播發(fā)展現(xiàn)狀：處于加速迭代階段。 2022年4月4日，Pico專屬應(yīng)用“Pico視頻”上線，但其功能與內(nèi)容均較為局限，頁面較簡單，相較現(xiàn)今發(fā)展成熟的視頻軟件，Pico視頻仍有極大提升空間。實測：25Mbs帶寬已滿足Pico VR直播經(jīng)過測算，Pico視頻直播以及Go Now視頻直播的帶寬占用分別在20Mbps、35Mbps左右。我國移動網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力已經(jīng)能夠較好滿足VR視頻和直播的帶寬要求：根據(jù)中國信通院數(shù)據(jù)，2022年第一季度，我國5G網(wǎng)絡(luò)的平均下載速率已達(dá)304.8Mbps，Wi-Fi的平均下載速率已達(dá)179.7Mbps,4G網(wǎng)絡(luò)平均的下載速率已達(dá)27.8Mbps,均達(dá)到了VR視頻和直播的基本要求。Pico VR 直播對帶寬的優(yōu)化基礎(chǔ)：火山引擎云技術(shù)商可通過視頻處理與編解碼等技術(shù)，壓縮視頻文件，降低視頻所需碼率，以節(jié)省VR傳輸帶寬。編解碼技術(shù)旨在在有限的帶寬條件下傳輸更高質(zhì)量的視