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虚拟现实产业链深度解析

来源:未知  浏览数:  发表日期:
  我国在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,将虚拟现实和增强现实与云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能一起,列为我国数字经济重点产业。
  这也意味着虚拟现实和增强现实成为我国新一代信息技术产业的重要组成部分,也是“人机智能时代”的核心元素。
  同时,以虚拟现实为代表的高沉浸度交互模式,将最可能成为元宇宙虚拟世界的入口。元宇宙概念以虚拟现实硬件段及内容端作为技术基础,有助于实现虚拟现实产业两端协同发展。
  随着5G时代的到来,虚拟现实迎来产业爆发的契机。
  
  虚拟现实产业市场规模
  我国虚拟现实(VR:VirtualReality)产业市场规模增长迅速,出货量和收入都具备大幅提升潜力。
  据IDC数据显示,2020年全球虚拟现实市场规模约为900亿元人民币,其中VR市场620亿元,AR(AugmentedReality,增强现实)市场280亿元。
  预计2020-2024五年间全球虚拟现实产业规模年均增长率约为54%,2024年两者份额均有望达到2400亿元人民币。
  2021年成为虚拟现实驶入产业发展快车道的关键发力窗口。
  虚拟现实产业链
  虚拟现实产业链包括硬件、软件、内容制作与分发、应用及服务四大环节。
  
  VR产业链上游:硬件
  硬件环节包括VR技术使用的整机和元器件,按功能划分可分为核心器件、终端设备和配套外设三个部分。
  5G时代支持VR大规模发展的基础硬件如芯片、传感器、光学元件、显示屏等皆已具备成熟发展条件。
  硬件的核心部件性能将在极大程度上影响客户体验,而多元化的感知交互方式将助力VR开拓更广阔的应用市场。
  
  核心器件
  核心器件包括芯片(CPU、GPU、移动SOC等),传感器(图像、声音、动作捕捉传感器等),显示屏(LCD、OLED、AMOLED和显示屏及其驱动模组),光学器件(光学镜头、衍射光学元件、影像模组、三维建模模组等),通信模块(射频芯片、WIFI芯片、蓝牙芯片、NFC芯片等)。
  
  芯片
  高通XR2平台为全球首个5G与AI相结合的XR平台。当前XR2已成为VR一体机的绝对主力芯片。
  2020年,OculusQuest2首发XR2芯片,2021年发布的HTCVIVEFocus3、PicoNeo3、Arpara5KVR一体机等新品也使用了XR2芯片,XR2已在2000-4000元级消费级VR一体机中占据统治地位。
  2020华为海思正式发布XR芯片平台,该平台基于一款可以支持8K解码能力和高性能GPU、NPU为一体的XR芯片,使用具有独立的海思专有架构NPU,最高可以提供9TOS的NPU算力,首款应用终端为RokidVision的AR眼镜。
  国内VR芯片参与厂商主要有华为海思、瑞芯微、全志科技、炬芯科技等。
  
  传感器
  VR传感器涉及图像、声音、动作捕捉传感器等。
  VR厂商通过传感器提升VR沉浸式体验和实现交互创新。
  市场参与者主要包括国内厂商歌尔股份、韦尔股份、奥比中光及国外厂商德州仪器、意法半导体、博世等。
  歌尔拥有驻极体麦克风、MEMS麦克风、气压传感器、光学传感器、气体传感器和集成传感器器件及相关模组等产品,能提供“芯片+器件+算法”整体解决方案。
  韦尔股份子公司豪威科技拥有应用于VR/AR的眼动追踪传感器、SLAM传感器、具有快速帧速率和全局快门技术的RGB传感器、手势跟踪的传感器。
  奥比中光为Matterport、贝壳如视的网上VR看房提供结构光3D视觉传感器。
  
  来源:歌尔官网
  显示技术
  VR显示技术沿OLED→LCD→MicroOLED方向升级。
  早期OLED占据VR市场,京东方、华星光电等面板厂商生产的AMOLED屏打破了三星在VR显示屏领域的垄断。
  当前Fast-LCD为当前主流技术,已成为多数VR终端的常用选择。京东方研发出响应时间小于5ms的高分辨率VR专用屏-快速响应液晶屏(Fast-LCD),应用于HuaweiVR2、OculusGo。
  未来VR显示技术将以MicroOLED为最佳方案。
  国内京东方、昆山梦显、视涯科技等厂商都已开始布局MicroOLED。
  TCL发布全球最高PPIVRLCD显示屏:
  资料来源:TCL官网
  光学器件
  近眼显示系统是VR/AR设备的核心,在VR光学器件中,菲涅尔透镜(Fresnellenses)是目前VR光学部件的主流之选,用以解决眩晕问题。
  国内VR光学器件厂商主流玩家包括歌尔股份、舜宇光学、欧菲光等。
  歌尔股份提供非球面透镜、菲涅尔透镜、衍射光学元器件、Pancake等多种VR光学解决方案,具备VR专用镜片的设计制造能力和量产经验,其客户包括索尼(PSVR独家供应商)、Oculus。
  蓝特光学是全球少数几家具备折射率2.0、12英寸的玻璃晶圆量产能力的企业,应用于AR/VR光波导。客户有MagicLeap、美国康宁公司、Digilens等。
  联创电子掌握VR/AR几何光波导、超薄镜头技术,客户包括MagicLeap、Leapmotion、Jabil等。
  菲涅尔透镜方案VS短焦光学方案Pancake:
  资料来源:映维网援引roadtovr
  终端设备
  终端设备方面,包括PC端设备(主机+输出式头显)、移动端设备(通过USB与手机连接)和一体机(具备独立处理器的VR头显)。
  超高清及AR/VR设备实现了持续迭代升级,用户已经可以获得较为优秀的沉浸式体验。
  传统区块链游戏展示效果普遍很差,甚至无法提供接近普通游戏的体验效果,以虚拟现实为主的呈现方式,目前已有爆款游戏问世,预计也将成为元宇宙的主流呈现方式。
  
  VR头显
  VR头显可以分为分体机、一体机以及手机终端。
  其中分体机是目前VR领域体验最好、技术最成熟的类型。
  以HTCVIVE、SonyPSVR以及OculusRift(Facebook)为代表的硬件借助高性能PC和主机的强大性能,实现手机和一体机头盔无法实现的高分辨率流畅次世代画面。
  从市场份额上来看,2020年以前VR头显龙头长期被Sony的PSVR系列占据,SonyPSVR、FacebookOculus、HTCVIVE三家占据全球市场份额的近80%,整体呈现三足鼎立。
  2020二季度开始Oculus逐渐取得行业出货领先位置,并持续至今。
  
  第二梯队开始步入多元化,我国国内主流的VR厂商,如Pico、爱奇艺、NOLO、酷睿视、千幻魔镜、大朋等正在快速加入角逐。
  2021年8月底,Pico被字节跳动收购,将整合字节的内容资源和技术能力,在产品研发和开发者生态上加大投入。
  同时,国内互联网巨头百度、华为、小米等加码VR,也将带动国内VR市场出货量的增长。
  
  来源:Pico官网
  VR产业链上游:软件操作系统
  当前市场上VR一体机的操作系统基本上是在安卓系统的基础上优化和定制,包括一些品牌机型的深度定制的UI,仍然是基于安卓底层。
  分体式PCVR、PSVR依靠主机操作系统如WindowsMR、索尼PS:分体式VR中,头显主要承担投屏和感知交互功能,计算处理和内容平台在主机。
  缺乏跨平台的标准的情况下,VR和AR应用程序和引擎必须使用每个平台的专有API,导致内容生态发展被碎片化的软硬件平台分化稀释。
  
  VR产业链中游:内容制作与分发
  
  全球VR内容平台游戏与应用不断丰富。
  目前全球主要VR游戏公司有Valve、VertigoGames、NianticLabs、EADICE、ThreeEggsStudio、Nintendo、Survios、SEGA、Crytek、Funomena、YJMGAMES、RedRobotLabs等。
  根据VR陀螺数据,截止2021年6月,Steam平台VR游戏数量已经达到5878款,加上Oculus和Vive、Pico等平台,目前全球VR内容平台游戏与应用达到13487款。
  在内容分发领域,不仅视频网站推出了VR频道,诞生一批垂直的分发平台,在VR内容制作端,也涌现了诸多创业公司,如兰亭数字就是国内较早专注高端VR影像制作公司。
  国内的VR内容平台主要还包括百度、爱奇艺、腾讯、网易、贝壳找房等玩家。
  VR产业链下游:应用和服务
  应用板块划分为消费端、企业端和行业应用解决方案三个子板块。
  现阶段我国市场中虚拟现实技术在B2B2C层面商用价值变现水平较高,商业应用场景不断拓展。
  当前各种VR+应运而生,VR+游戏、VR+教育、VR+医疗、VR+房地产等行业都积极开拓自身在虚拟现实领域的新突破。
  目前VR设备应用场景仍以游戏、视频为主,突破游戏设备定位后,打造为通用型平台是VR行业的目标,也是销量打破天花板的关键。
  2020年VR应用领域分布:
  
  未来VR在专业应用领域将提供更多信息,同时带来操作方式的升级。AR/VR游戏有望在5G时代结合云计算的普及或将成为下一代互动娱乐产业的革命性变革。
  通过企业级平台接触普通用户的B2B2C领域还可以包含影视娱乐、社交等方向的展示互动。
  5G、云计算与AI为VR行业提供强大的基础设施,加速VR在商用领域的落地进程。
  VR在软件、硬件和内容等领域已经取得显著突破,而数据成为VR厂商竞争的关键。
  未来无论是三维空间重建还是深度AI应用,更大体量和更细颗粒度的数据都是VR在商用领域持续发展的根基。
  从目前VR产业的发展情况来看,VR应用仍处于C端应用为主的娱乐阶段,VR游戏、VR视频、VR直播、VR教育等仍为VR的主要应用领域。未来随VR产业发展成熟,VR产业将实现从C端向B端拓展。
  扎克伯格认为,在一个平台上需要有约1000万人使用和购买VR内容才能使开发人员持续研发以及获利;而一旦超过这个门槛,内容和生态系统将会实现跨越式发展。
  随着算法的进步以及行业数据的不断累积,会细分出更丰富的应用场景,场景细分和规模化应用会为VR的商业落地提供更加广阔的应用空间。