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VR全产业链研究报告：VR/AR爆发前夜（3）
刘召东 / 2016-01-18 01:52 发布
二、硬件篇：科技巨头通过头盔等硬件切入VR/AR（一）科技巨头纷纷从硬件切入VR/ARVR/AR产业链包括硬件（元器件）、操作系统及操作系统、应用软件及算法、内容（影视游戏等制作厂商）、应用（主题公园、广告、发行、在线服务等）。考虑到国内技术及需求现状，我们认为硬件、内容及应用将具备广阔的发展空间及顺畅的发展逻辑，而操作系统及算法技术门槛较高，短期仍以国外厂商为主，但部分国内厂商或将在应用类的软件上异军突起。Facebook、google、苹果、HTC、三星、微软、腾讯等科技巨头纷纷从硬件设备尤其是头戴显示设备开始切入VR/AR市场，一方面，硬件设备是实现VR/AR体验的基础；此外，硬件可以最大程度粘住用户，并且硬件本身具备较大的市场空间。脑洞大开一下，假设未来虚拟和真实世界可以互相结合，人与人通话可以像现在的VR游戏一样，实现三维立体影像情境，VR/AR硬件设备或将变成手机一样普及。
VR/AR系统主要包括哪些硬件设备？VR硬件系统包括主要包括输出设备（显示设备）、输入设备、信息处理系统。虚拟现实输出设备（显示设备），如可接收虚拟影像的显示设备，包括头戴设备及大型内容显示设备（如环球影城的大型场景）。作为未来能够to C端的装备，头戴设备如眼镜盒子、外接式头戴显示器、一体式头戴显示器成为VR中最重要的装备，它们都是通过近眼接触，剥夺眼睛对现实世界的感知，营造一个虚拟的视觉空间，已达到接收内容并沉浸其中的效果。虚拟现实输入设备如动作捕捉、手势识别、声音感知等体感类设备（主要用来输入消费者动作数据，达成互动体验或用于内容制作）、音响等体感类设备，通过感知用户输入信息，与虚拟世界进行交互，输入设备是实现消费者交互、沉浸感的重要技术装备。信息处理系统则侧重基于处理运算的芯片解决方案。图18：VR–AR硬件设备构成及主要关键硬件
资料来源：中国银河证券研究部AR增强现实主要通过投影功能，将虚拟世界叠加在现实世界，起到补充现实世界信息的作用，因此AR设备的主要构成是狭义的VR+更强大的数据感知系统+微投影系统。（二）头盔，还是头盔——直通消费者、市场空间最大的VR设备头盔显示器（HMD，Head Mounted Display）是最主流的能够直通消费者的VR显示设备，其原理是将小型二维显示器所产生的影像由光学系统放大，所发射的光线经过透镜使影像因折射产生类似远方的效果。环球影城等大型体验中心使用的是大屏幕立体显示设备，主要通过投影仪实现三维立体场景空间。而头盔是B2C模式，可直通消费者、且市场空间最大的显示设备形态，市面上所谓的VR常指Oculus Rift这种VR头戴显示器（头盔），科技巨头们大力参与的也是这种设备。BI INTELLIGENCE预计从2015年到2020年，虚拟现实头盔的销售量将每年呈现99%的复合年度增长率。到2020年，虚拟现实头盔市场的容量，将达到28亿美元，远远高于2015年的3700万美元。图19：VR头盔式设备将实现爆发式增长
资料来源：BI INTELLIGENCE，中国银河证券研究部整理作为最重要的能够直面消费者的硬件品类，VR头戴设备通常分为以下几类：1、眼镜盒子，类似谷歌的cardboard2014 年 6 月，Google 在 I/O 大会期间发放了 Cardboard。此后国内出现了大量的类 Cardboard 的产品，一般被称为眼镜盒，提供3D 观看效果，与用户未实现交互。这种VR设备硬件构成比较简单，主要是支架和镜头片等。代表产品：Cardboard、暴风魔镜等。图20：google的眼镜盒子是最简易的VR显示设备图21：暴风魔镜需要配套手机完成VR内容支持
这类设备内部无显示设备，使用时需要一台智能手机，将手机塞入镜片后的托盘中，通过凸透镜给两眼造成视差来实现伪3D效果体验，这种设备属于入门级产品，成本较低，其体验效果不好。其核心是位于手机中的3D内容资源及眼镜盒子中的光学镜片。从市场格局来看，这类眼镜盒结构简单，不需要复杂的电子元件及光学设计，成本低廉，因此厂家多、价格低、销量大、无壁垒。其中，Google Cardboard 的销量已经超过 50 万台，暴风魔镜的销量在 2014 年底已经超过达到 5 万台左右。目前，国内的厂商以这一类居多，包括 360、魅族在内的巨头可能也将参与进来。虽然眼镜盒子较为简单，也并未实现真正意义上的交互和沉浸感，但是作为VR市场培育期的形态之一，其低廉的价格及广泛的发售渠道使得消费者能够更快地介入和了解VR虚拟现实，并在初步获取体验之后进一步需求体验升级。由于硬件无壁垒，我们更看好能够提供内容资源或应用场景的厂商，如暴风科技、乐视网等。暴风科技于2014年9月9日发布暴风魔镜第一代，售价99元，此款VR眼镜非常轻薄，可以满足投影机级别的成像要求，但无调焦功能和散热设置，此后暴风又发布了2-3款VR眼镜。2015年9月14日，暴风科技发布最新款的暴风魔镜3plus，有替换的活动镜片设计，也可以对瞳距和手机进行调节，能够适配4.7-6寸的各型号手机。同期，暴风科技还推出暴风魔眼摄像机，这是全球首款720°实时全景个人摄像机，主要用于VR内容制作，配合APP和暴风魔镜可实现全景拍摄、全景直播等功能，售价999元。我们认为，暴风科技不仅在硬件方面推出VR显示设备魔镜+内容制作设备魔眼摄像机，同时打造国内最大的VR视频资源库，支持影视、现场直播及游戏；公司也积极打造VR全景社区；开放SDK给其他开发者，实现全开放式生态平台；积极探索暴风魔豆平台变现模式。强大的内容、平台和生态及变现模式将为公司提供更好的发展支撑。图22：暴风魔镜具备国内最大的VR资源库图23：暴风魔眼VR全景社区
资料来源：暴风官网，中国银河证券研究部整理2、加了显示屏的VR眼镜（三星的Gear VR）2014 年 9 月，三星发布了与 OculusVR联手打造的 Gear VR，采用了三星 Note 4 的屏幕、Oculus 的技术支持，不少开发者表示体验更好用，小米已经计划为高端手机开发类 GearVR的头戴显示设备。这种设备本身加入了显示屏，但主要作为消费者的视觉接收设备，而真正的内容输出平台和算法平台还是手机，但产品内置了动作传感器，可以识别对用户旋转运动和平移运动的双重感知，相比眼睛盒子，这类设备未来有机会以更强的沉浸感吸引更多爱好者。但因为涉及到算法、调用手机服务等，最终的市场赢家很可能还是手机厂商。这类设备相对高端了一点，内容输出平台还是手机，但是头戴设备已经加装了显示屏，甚至部分传感装置，是体验和价格折中的一种方案，不算真正意义上的VR设备。目前国内参与厂商不多，未来Gear类设备可能搭配智能手机销售，手机品牌及销售渠道强大的厂商可能获取一定的销量。我们认为，参与厂商三星、小米等可能还是以做手机的思路来做VR眼镜，短期内还只是VR过渡期的一种硬件方案，如果没有强大的内容及生态，发展空间并不大。图24：三星的Gear VR是加了显示屏的眼镜盒子
3、PC端VR输出设备，主要是指 Oculus Rift类的HMD头显2013年，Oculus Rift推出了开发者版本，在其官方网站出售，价格为300美元；2014年3月26日，Facebook宣布以约20亿美元的总价收购Oculus VR，至此VR得到了越来越多的瞩目；预计2016年初，Oculus Rift的消费者版将正式发布。类似Oculus Rift的VR头显设备涉及到光学系统、仿真技术、人体工学、传感、人机交互运算等多种技术，需要配合电脑设备使用，而电脑是主要的VR内容运行和计算平台。我们认为在相当长的时期内，此类头盔式设备将是市场主流。代表产品：Oculus Rift、蚁视科技的蚁视头盔等。图25：Oculus Rift头戴装置图26：HTC VIVE头戴装置
头盔式显示设备的体验度较好，算法也更复杂，具备较高的技术壁垒。目前国内的参与方较多，如Three Glasses、蚁视等。由于Oculus Rift不只是一个硬件，而是包含有软件开发工具包（SDK）在内的一整套开发系统，目前多数的VR头显设备用的是Oculus的算法支持，短期内很难超越Oculus，也很难打造内容生态圈。未来，算法、内容、生态的重要性将凸显。4、一体机VR头戴装置一体机类VR头戴设备相当于把一部手机集成到头盔中，目前厂商较少，我们认为这类产品由于功耗、重量、运算和存储能力的原因，短期内得到大幅推广的可能性不大。代表产品：偶米科技的乌拉诺斯one等。图27：OMIMO的Uranus one一体机VR装置
（三）VR输入设备——最重要的参与工具VR输入设备如动作捕捉、手势识别、声音感知等体感类设备（主要用来输入消费者动作数据，达成互动体验或用于内容制作）、音响等体感类设备，通过感知用户输入信息，与虚拟世界进行交互，输入设备是实现消费者交互、沉浸感的重要技术装备。这些外设类的输入设备反而具备较高的技术要求，只有动作可输入，可在内容中进行互动，才算是真正意义上的VR。早期的电影制作产业早就已经应用了动作捕捉。传统的输入设备有鼠标、键盘等。在二维屏幕交互中，几乎所有控制命令都可以抽象为按键和滑动动作。而对于VR输入设备来说，更重要的是实现自然交互，更真实的把人的动作体现到三维立体的内容空间，从而实现沉浸感更高、效率更高、学习成本低。当前的输入设备主要包括如下种类。一种是动作代入设备，即动作捕捉类装置，采集肢体动作进行交互动作代入设备强调身体的沉浸感，主要靠采集肢体动作来进行虚拟现实交互，类似动作捕捉装置。代表性的产品有Leap motion、Nimble sense、Prio vr、Control VR、Kinect、Omni，以及国内的诺亦腾和DEXMO。图28：动作捕捉类VR输入装置（动作代入）
资料来源：中国银河证券研究部动作捕捉的实质就是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。典型的动作捕捉设备主要由传感器、信号捕捉设备、数据传输设备和数据处理设备构成。从形成原理上，主要包括机械式、声学式、电磁式、光学式等。图29：Oculus Rift头戴装置图30：HTC VIVE头戴装置
另一种动作控制设备，即传统的键盘、方向盘、操纵杆类设备动作控制设备比较简单，类似传统游戏机用的键盘、方向盘、操纵杆类设备，更注重功能性，主要靠动作跟踪和按键控制来进行交互。代表性的产品有Stem、Hydra、Wii、方向盘、体感枪等。图11：键盘、方向盘类VR输入装置（动作控制）
资料来源：中国银河证券研究部在VR场景中，动作输入设备对空间沉浸感、稳定性、低延时、多方位反馈、兼容性等均具备较高的要求，目前参与厂商众多，还处于混战状态，但我们发现，头戴显示设备厂商往往自带了动作输入方案，输出+输入闭环化是主流趋势。从VR头显设备龙头Oculus、sony和HTC来看，三家各自配备了不同的动作输入设备方案。Oculus Rift使用的输入方案Touch是一对半环状的VR输入设备，顶部配有一个摇杆、两个按键以及一个扳机，能实现双手360度的垂直和水平追踪。Oculus将自身已有的头部光学追踪方案应用到手部，成熟稳定；作为输入设备的过渡产品，Touch非常自然，对于内容制作方和Oculus自身来说最安全，够用，是非常合理的决策；从使用方式来说，大部分游戏用户对待VR输入设备的状态还是跟游戏柄、鼠标、键盘比，Touch比较务实、产品化、性能稳定、成本低廉；现阶段适用于家庭。Sony Project Morpheus的手柄采用体感摄像头和类似之前PS Move的彩色发光物体追踪，去定位人和控制器的位置。HTC Vive使用Lighthouse作为输入方案，其核心原理是利用房间中密度极大的非可见光，来探测室内佩戴VR设备的玩家的位置和动作变化，并将其模拟在虚拟现实3D空间中。通过两个相对成本较低的探测盒子，就可以达到相对精准的效果。此外，还有一些单独的VR输入方案和设备厂商具备一定的技术或产品优势，如国内的诺亦腾的Perception Neuron、Ximmerse正在研发的基于inside-out tracking方式的输入设备以及Depth VR的“锐交互系统”等。（四）AR设备可以比VR更加炫酷增强现实（AR）则是建立在现实世界基础上的一个扩展，把虚拟信息如物体、图片、视频、声音等融合在现实环境中，真实虚幻融为一体。目前参与AR设备的厂商还不多，但从长期来看，VR和AR技术将高度融合。通过拆解我们发现，AR的核心是光学投影系统和运算中心。图 32 ： AR 利用投影原理实现三维构图图3 3 ： AR 增强现实技术原理图
资料来源：互联网，中国银河证券研究部整理资料来源：互联网，中国银河证券研究部整理2015年1月22日，微软发布hololens全息眼镜，全息眼镜将会追踪你的移动和视线，进而生成适当的虚拟对象，通过光线投射到你的眼中，因为设备知道你的方位，你可以通过手势与虚拟3D对象进行交互，进而得到更多的交互体验。预计2016年第一季度，微软的 HoloLens 开发者版本将对外发售，售价约为3000美元。
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