2021年元宇宙VR行業(yè)研究報(bào)告

2021年元宇宙VR行業(yè)研究報(bào)告

導(dǎo)語

在由PC電腦、智能手機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)主導(dǎo)的第一大計(jì)算機(jī)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(duì)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(jì)算機(jī)科技文明

VR/AR將開啟第二次計(jì)算機(jī)科技文明，以計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)歷史

第一次大浪潮的鼎盛時(shí)期，電腦、智能手機(jī)、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(yàn)，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(duì)的首席科學(xué)家邁克

爾〃亞伯拉什在2017年提出，VR/AR是計(jì)算機(jī)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(gè)人計(jì)

算機(jī)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(fèi)市場，也包括各行各業(yè)的ToB市場，第二次計(jì)算機(jī)

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(yùn)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(jì)算機(jī)技術(shù)？云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等計(jì)算機(jī)技

術(shù)都需要依托其它產(chǎn)品而存在，其存在是為了補(bǔ)充強(qiáng)化其它產(chǎn)

品，如更快捷、易用、強(qiáng)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(jì)算機(jī)技術(shù)中只有VR/AR以

“全新且獨(dú)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(jī)之后的下一代消費(fèi)級計(jì)算

機(jī)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(jī)（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%O

2020年VR/AR產(chǎn)業(yè)投融資金額及數(shù)量回歸2017年高點(diǎn)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(diǎn)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(fèi)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(jī)及互聯(lián)網(wǎng)主導(dǎo)的第一大計(jì)算機(jī)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(duì)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(jì)算機(jī)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(jī)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)?；帕?/p>

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

(ThellypeCycle)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(shí)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父

IvanSutherlan組織開發(fā)首個(gè)計(jì)算機(jī)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(jī)構(gòu)開始倉

促進(jìn)入VR/AR領(lǐng)域，意圖抓住新的增長點(diǎn)以占領(lǐng)先機(jī)，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(jī)的下一代通用計(jì)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(diǎn)，2016產(chǎn)業(yè)元年Sony、

HTC、Oculus推出第一代面向大眾消費(fèi)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(yàn)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(yàn)及性價(jià)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(fèi)級VR設(shè)備需求增長強(qiáng)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(diǎn)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(fèi)

者需求時(shí)，將進(jìn)入實(shí)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(yùn)營商虛擬

現(xiàn)實(shí)終端的發(fā)展推廣，以及平均售價(jià)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。

陰2:2016-2022E全球VR出貨量很瀏

2

0100

8100

6100

400

2100

0100

800

600

400

200

。

IDC,陀螺研究院,安體證拳就算中心

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(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，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(qiáng)）現(xiàn)實(shí)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。

簧科來建：中國后通庵,VRPC.#證和克中心丁一例弱祝報(bào)吉

VR奇點(diǎn)已現(xiàn)：消費(fèi)級硬件銷量持續(xù)強(qiáng)勁，即將跨過1000萬

臺臨界點(diǎn)。Facebook的創(chuàng)始人扎克伯格認(rèn)為，在一個(gè)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(gè)門檻，內(nèi)容與生態(tài)系統(tǒng)將會實(shí)現(xiàn)跨

越式發(fā)展。這一臨界點(diǎn)，VR有望于2021年達(dá)到。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，

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出貨量的近三分之二，0culusQuest2

自2020年第四季度發(fā)布以來在消費(fèi)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(shí)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。

現(xiàn)象級消費(fèi)產(chǎn)品0culusQuest2累計(jì)銷量超出此前各代之

和，預(yù)計(jì)2021全年銷量500~900萬臺。0culusQuest2作為

Facebook最新一代VR一體機(jī)，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,0culusQuest2發(fā)售半年時(shí)間內(nèi)累計(jì)銷

量就已經(jīng)超過歷代OculusVR頭顯總和。SuperData統(tǒng)計(jì)

0culusQuest22020Q4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0culusQuest2保守預(yù)計(jì)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0culusQuest2樂觀預(yù)計(jì)銷量900萬臺。綜上，

0culusQuest22021全年銷量有望達(dá)到500^900萬臺。

同5:2019-2021EOculusQuestR列VR?立謂U（萬臺）

■2019120202021E

1

000900.00

900

800

700700.00

600

500

頌500.00

300

200250.68

100

UuestlUues〃Quest2（保守）Quest2（樂用）

一；融夠強(qiáng)等

HA19：SuperData.RecRoom.安然猛赤睛比中心

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(shí)，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.L2.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(dú)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(jī)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(jī)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、INF0TM等。2017年全志科技發(fā)布首個(gè)專用VR芯片

VR9,內(nèi)貉VR專用低延時(shí)加速模塊Portall.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(jī)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

RokidVisiono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(jī)目前主要使用安卓系統(tǒng)。早期的VR一體機(jī)基

本沿襲手機(jī)端的計(jì)算芯片與操作系統(tǒng)，如OculusG。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(jī)

VR,其運(yùn)行的操作系統(tǒng)仍以連接的主機(jī)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(diǎn)。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(diǎn)，

如微軟HoloLens采用以WindowsNT為基礎(chǔ)的

WindowslOHolographic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(jì)算設(shè)計(jì)的

LuminOSo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(gè)由Khronos組織聯(lián)盟開發(fā)的開放式、無版權(quán)

費(fèi)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(gè)API接口就能讓游戲在不同

品牌的VR/AR中運(yùn)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(fèi)者提供更豐富的內(nèi)容體驗(yàn)。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，Valvelndex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)L04億次，總游戲時(shí)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(jì)到2021年底平臺累

計(jì)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(jī)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(diǎn)，因此硬件成本中屏幕占比36柒光學(xué)器件占比

6%,光學(xué)顯示器合計(jì)占比約40%；同時(shí)VR也需要較高的內(nèi)存，

存儲成本占比27%；負(fù)責(zé)計(jì)算、渲染和圖像處理的CPU、GPU處

理器占比16%左右。

以0culusQuest2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(gè)外部攝像頭實(shí)現(xiàn)6D0F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。

國8:VR終端及件成本占比

16%

■料來源：立晟產(chǎn)業(yè)研宛,安怙證券研化中心行史近究窟寺

產(chǎn)品形態(tài)：VR一體機(jī)成為主流方案，設(shè)備價(jià)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(jī)

持續(xù)暢銷。一體機(jī)已經(jīng)成為消費(fèi)級VR主流技術(shù)方案，一體機(jī)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(fèi)

類電子產(chǎn)品的演進(jìn)趨勢。同時(shí)觀察到VR設(shè)備價(jià)格進(jìn)一步下探，

2020年10月9日發(fā)售的華為VRGlass定價(jià)1999元，2021年5

月24日發(fā)售的NOLOSonic定價(jià)1999元，VR終端實(shí)現(xiàn)價(jià)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(jì)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(gè)模塊仍具備

邊際改善的升級空間。

1）計(jì)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(jī)的高性能CPU與顯卡才能勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)。然而，這類高性能

計(jì)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(jī)芯片及專用芯

片，以驍龍820、MTK,三星、麒麟等為代表的手機(jī)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(jī)的絕對主力芯片。

高通于2018年推出專門為VR/AR一體機(jī)設(shè)計(jì)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(yàn)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(jī)0culusQuest2、

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(yàn)方面，

XR2平臺的GPU可以1.5倍像素填充率、3倍紋理速率實(shí)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(shí)保持低

功耗；XR2的顯示單元可以支持高達(dá)90fps的3KX3K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(yàn)方面，XR2平臺引入7路并行的攝像頭支持及定制化的

計(jì)算機(jī)視覺處理器；可以高度精確地實(shí)時(shí)追蹤用戶的頭部、嘴

唇及眼球；支持26點(diǎn)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(jì)資料的參考設(shè)計(jì)。

K11:高通XR2Vs高通835

資批朱源:母亭網(wǎng).安田證季研究中心:丁E的匆踣

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(shí)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

里布貉傳感器的擺放或者懸掛位貉，最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化并開始大

量用于體驗(yàn)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(jī)

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(jì)算出物體的位貉信息（包括三軸及旋轉(zhuǎn)共六個(gè)自由度，

6D0F）o隨著算法及算力的成熟，VR設(shè)備從初期的3D0F向

6D0F演進(jìn)，如ViveFocus升級為6D0F手柄的ViveFocusPlus；

Oculus推出首款6D0F一體機(jī)OculusQuest；Pico將其3DOF的

Pico小怪獸一體機(jī)升級為6D0F的PicoNeoo目前手柄控制依然

是主流，融合Inside-out6D0F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(jì)有較大不同，通常

都會配貉搖桿，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(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，并將每個(gè)點(diǎn)用3個(gè)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

貉。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(jī)方案，支持雙手交互、單手26D0F

跟蹤，廣泛用于一體式、主機(jī)式虛擬現(xiàn)實(shí)終端，而在手機(jī)式產(chǎn)

品方面，華為AREngine利用結(jié)構(gòu)光器件實(shí)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(jiān)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(shí)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(jì)能夠

在保留常規(guī)透鏡光學(xué)特征的同時(shí)實(shí)現(xiàn)鏡片輕量化，即在構(gòu)造大

光圈+短焦距的透鏡的同時(shí)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(shí)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(yàn)提升。因?yàn)殓R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(shí)折疊光路也可

以實(shí)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(yàn)。但折疊光路也存在諸多技術(shù)難點(diǎn)，包括1）光

學(xué)設(shè)計(jì)復(fù)雜；2）光效較低、光線經(jīng)多次折返后強(qiáng)度下降；3）

輕薄設(shè)計(jì)與廣視角難以兼得等。

軟件

1）系統(tǒng)軟件：3D化與實(shí)時(shí)性成為現(xiàn)有操作系統(tǒng)技術(shù)面向

虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)OS并非獨(dú)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(shí)時(shí)系統(tǒng)。一方面，結(jié)合近眼顯示等

特點(diǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)OS有望成為首個(gè)3D化操作系統(tǒng)。當(dāng)前移動OS

主要面向傳統(tǒng)手機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，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(shí)

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(qiáng)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(shí)OS凸顯穩(wěn)態(tài)、

實(shí)時(shí)、緊耦合的發(fā)展特性。傳統(tǒng)移動OS是一個(gè)“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(dú)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(jì)存在諸多緩存邏輯。虛擬

現(xiàn)實(shí)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(shí)時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，20msMTP時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(jī)作為運(yùn)行時(shí)，與實(shí)際圖形驅(qū)動較遠(yuǎn)，效率較低，且移動OS的

事件回調(diào)機(jī)制難以滿足虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的實(shí)時(shí)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(shí)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(yàn)向消費(fèi)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(yàn)的升級以及售價(jià)的不斷下

探，VR產(chǎn)品將進(jìn)一步向消費(fèi)者滲透普及。

用19:不同平臺VR內(nèi)卷數(shù)量

資料東源:VR陀理.安信證拳研甕中心行位近無j員吉

應(yīng)用

游戲之外，視頻、直播、電競、社交等商業(yè)場景亦多點(diǎn)開

花，呈現(xiàn)廣闊前景。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，消費(fèi)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(yàn)，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(diǎn)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(shí)一些商業(yè)模式也已經(jīng)跑通，我們預(yù)計(jì)

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(fèi)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(jì)評估等。

S21:VRTOC及TOB的良用**

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(jì)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悅其次是制造、零

售、消費(fèi)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(diǎn)》中將VR技術(shù)納入教育信息化的年度

重點(diǎn)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。

S22：2020-2024E中國VR市場企JkIT支出4t楔京刊

2.1.4.AR：部分環(huán)節(jié)尚存技術(shù)難點(diǎn)，但發(fā)展?jié)摿薮?/p>

硬件

光學(xué)與顯示領(lǐng)域仍是AR硬件的重要突破點(diǎn)，光學(xué)與顯示占

據(jù)1000美元級AR硬件成本的43%OAR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(jī)。AR眼鏡其余供

應(yīng)鏈環(huán)節(jié)與智能手機(jī)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(gè)光導(dǎo)

透明全息透鏡、2個(gè)LCos微型投影以及6個(gè)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(gè)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(gè)攝像頭及傳感器成本

100美元，電池30美元。

?24:AR”檢及件成本占比

者料來過:畢旺尋犬.辛二好矣呼它中。：：二沅必訪知睛

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

貉，當(dāng)前HoloLens2、MagicLeapone、Nreallight等較為主流

的AR眼鏡均具備手勢識別功能，而配貉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(shí)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(shí)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(gè)特定角度的表面，每一個(gè)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(yùn)用傳統(tǒng)幾何光學(xué)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)光束的擴(kuò)展和耦出。通過合理的設(shè)計(jì)光

柵結(jié)構(gòu)，光柵波導(dǎo)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)出瞳的二維擴(kuò)展。衍射光柵是

一個(gè)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(yùn)。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(kuò)展區(qū)域

的光學(xué)元件，從而實(shí)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(jì)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IT0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(shí)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(shí)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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)了點(diǎn)

間距5Hm,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(diǎn)，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(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)SDK,名為“ARCore"。2017年10月19日，三

星和谷歌宣布了一項(xiàng)合作，將谷歌的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺ARCore

引入三星Galaxy智能手機(jī)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,Facebook

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(shí)，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(gè)月的時(shí)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(shí)物的應(yīng)用ARStudioo

應(yīng)用

AR產(chǎn)業(yè)因產(chǎn)品形態(tài)與價(jià)格尚未達(dá)到消費(fèi)級的水平，當(dāng)前仍

在B端商業(yè)場景落地，2021年預(yù)計(jì)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(shí)日，需蘋

果、微軟等巨頭的推動和產(chǎn)業(yè)界共同努力。

基于AR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(jī)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(yàn)豐富的技

術(shù)人員協(xié)助運(yùn)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(shí)延的特性將大幅提升VR/AR用戶體

驗(yàn)。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IGbps的體驗(yàn)速率，是4G的

100倍；空口時(shí)延1ms,是4G的1/5。

相較4G,5G在網(wǎng)絡(luò)傳輸、通信時(shí)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(yàn)速率提升10-100倍，PCVR、主機(jī)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(gè)階段的發(fā)展，目前已進(jìn)入以

10GP0N光纖技術(shù)為基礎(chǔ)的千兆時(shí)代。10GP0N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(yàn)及聯(lián)接

容量三個(gè)方面均有飛躍式發(fā)展，上下行速率將高達(dá)對稱

lOGbps,時(shí)延降低到lOOus以下，實(shí)現(xiàn)全場景多業(yè)務(wù)覆蓋，滿

足VR用戶的規(guī)?；l(fā)展。同時(shí)，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(diǎn)，有助于加速行業(yè)普

及。VR用戶體驗(yàn)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(yàn)與終端成本的制約，CloudVR能

夠解決主要痛點(diǎn)。一方面，以HTCVIVE、OculusRift.

SonyPlayStation等為代表的高品質(zhì)VR設(shè)備，其配貉套裝價(jià)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(jī)或終端進(jìn)行，如

果連接電腦會損失便攜性；VR一體機(jī)配谿顯卡則相對體積大、

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(jì)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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)世界的延伸。

2)兩者的實(shí)現(xiàn)方式不同?，F(xiàn)有的主流VR頭顯技術(shù)通過用

戶位貉定位，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(shí)場景中物體的距離并重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)虛擬

物體與現(xiàn)實(shí)場景的交互。

3)兩者的技術(shù)痛點(diǎn)不同。VR的關(guān)鍵在于如何通過定位與虛

擬場景渲染實(shí)現(xiàn)用戶“以假亂真”的沉浸體驗(yàn)，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(shí)世界的物體已實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)-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(bào)價(jià)在500-4000人民幣之間，面

向終端消費(fèi)者。AR產(chǎn)品仍然處于發(fā)展的初期，相關(guān)新品的報(bào)價(jià)

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(dú)立的技

術(shù)。VR和AR在互相競爭的同時(shí)也在互相成就。VR利用計(jì)算機(jī)

生成的圖像完全取代現(xiàn)實(shí)世界，AR則將計(jì)算機(jī)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(qiáng)大的計(jì)算平臺。VR主要應(yīng)用于游戲、娛樂

方面，如同將游戲機(jī)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

潛力。

VR產(chǎn)業(yè)憑借消費(fèi)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0culusQuest2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(fèi)的繁

榮，Quest平臺累計(jì)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

Valvelndex頭顯銷量，游戲宣布開售后Valvelndex頭顯相繼

在31個(gè)國家售罄。2020年3月，在《Half-Life：Alyx》上線

的推動下，steam平臺Valvelndex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(qiáng)大的商業(yè)前景。

AR產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品形態(tài)、價(jià)格尚未達(dá)消費(fèi)級水平，仍在B端商業(yè)

場景落地。2021年預(yù)計(jì)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)?；?/p>

AR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(jī)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(shí)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(gè)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(shí)世界”，人們利用數(shù)字分身Avatar在時(shí)間依然只能單向

流動的世界中進(jìn)行同步實(shí)時(shí)交互，用共通協(xié)定的“貨幣”購買

及出售由任何人/組織機(jī)構(gòu)創(chuàng)建的物品（可以是內(nèi)容、體驗(yàn)、服

務(wù)等）。Metaverse的關(guān)鍵特征包括永續(xù)性、實(shí)時(shí)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(diǎn)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(yùn)行。Metaverse是互聯(lián)網(wǎng)的下

一代形態(tài)，將由許多獨(dú)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）o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(shí)世界，即真實(shí)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(jī)制下實(shí)現(xiàn)互通，被一

套系統(tǒng)串聯(lián)起來。真實(shí)世界中的各類型公司/各功能場景在虛擬

世界中的交叉點(diǎn)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(gè)虛擬三維空間中生

活，現(xiàn)實(shí)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(gè)人造空間稱之為Metaverse（元宇宙）。Metaverse脫

胎于現(xiàn)實(shí)世界，又與現(xiàn)實(shí)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(yùn)行的