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　　2、Facebook、google、苹果、腾讯等巨头大举切入VR

　　随着Facebook、google、苹果、HTC、三星、微软、腾讯、暴风科技、乐视网、奥飞动漫等互联网、软件、硬件、内容制作/游戏等公司及大量风险投资的加入，虚拟现实VR/AR成为最热门领域。Digi-Capital最新数据显示，过去12个月各企业在增强/虚拟现实领域的投资，其投资额已突破10亿美元。而根据CBInsights的统计，2014年全球虚拟现实公司的风险融资额高达7.75亿美元，同比增长超过100%，2015H1实现融资额2.48亿美元。

　　图12：VR/AR风险投资日趋活跃图13：VR/AR投资额及投资领域构成

　　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

　　Facebook投资Oculus成为本轮投资的领头羊。

　　2014年3月，Facebook花了20亿美元收购了Oculus公司，这是Facebook继190亿美元收购Whatsapp之后近期第二次大手笔收购创业型公司，此后Facebook持续对Oculus进行了投入和支持。

　　2014年10月，谷歌向虚拟现实技术公司Magic Leap领投一笔总额5.42 亿美元的融资(总估值约120亿美元)。谷歌Android及Chrome负责人Sundar Pichai加盟Magic Leap董事会，谷歌企业发展负责人Don Harrison成为该公司董事会观察员，这说明Magic Leap是谷歌的一次战略性投资。

　　2015年1月22日，Microsoft 公司发布Microsoft HoloLens全息眼镜，6月15日，微软在E3游戏展之前的新闻发布会上展示更完整的现实增强版《Minecraft》，一名佩戴HoloLens的微软员工通过手势在游戏中进行操作。此外，微软还展示了两名玩家如何在同一个Minecraft世界中互动，以及HoloLens用户如何通过语音命令来完成控制。自2015年 12 月 17 号起，微软在自家旗舰店的楼上，开辟了三间房作为HoloLens的长期展示馆。

　　2015年3月1日，HTC召开新品发布会，正式发布了虚拟现实设备HTC Vive。其中，HTC Vive是HTC与大名鼎鼎的游戏公司Valve合作的产物，拥有90Hz的刷新频率、360度视角，还有两个无线控制器，支持手势操控。

　　2015年5月，苹果公司收购了虚拟现实初创公司Metaio，这是苹果进军虚拟现实领域的第一步。从部分苹果专利文件来看，这家公司可能已经开始为iOS设备打造视频头套、动作感应虚拟3D界面，以及“超现实”3D显示屏。考虑到2014年起，苹果开始招募VR虚拟现实以及AR增强现实相关的技术人员，2015年2月份，苹果又公开招募VR人才，种种迹象显示，苹果在VR领域开始加大投入。此前美国专利商标局批准了苹果一项名为“针对配显示屏便携式电子设备的头戴装置”新专利，专利中的便携式电子设备可内嵌iPhone手机，且佩戴在用户头上，业内猜测苹果将推出虚拟现实和增强现实结合类产品。

　　2015年12月，亚马逊申请了两项关于增强现实AR的新专利，“基于反射器的深度场景映射”和“在三维环境中的目标对象追踪”。通过一台安装在天花板上的投影仪和成像系统，将图像投射到多个物体上，以促进用户对图像及物体的交互，该系统将通过单一光源实现整个过程，和现有依赖多光源、需要频繁校准的技术相比，亚马逊的方案成本更低。

　　图14：全球VR/AR阵营

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　　表1：近年来VR/AR软硬件厂商产品发布及投融资动向

　　资料来源：互联网，中国银河证券研究部整理

　　表3：近年来VR/AR内容及应用厂商投融资动向

　　资料来源：互联网，中国银河证券研究部整理

　　除了国际科技巨头大力投入外，中国本土厂商也不甘落后，VR参与者众多。目前在中国做虚拟现实的大公司可粗略分为两大类别。

　　一类是成熟行业依据老业务的软硬件优势向VR复制。

　　(一)智能手机及其他硬件厂商，大多从硬件布局。比如，联想与蚁视合作研发的虚拟现实便携式设备乐檬蚁视VR 眼镜;魅族与国内VR厂商拓视科技Depth-VR合作推出的手机VR头显;小米也在积极开发类似三星Gear的头戴显示设备。我们认为，单纯的硬件厂商由于缺乏内容和应用场景支持，短期内逻辑未必通畅，VR是以内容和体验取胜，VR设备一定不等同于智能手机，未来也未必会取代智能手机。

　　(二)游戏、动漫制作厂商或视频发布平台，大多从软件和内容层面切入。如2015年7月，爱奇艺宣布将发布一款非商用的VR应用，目前已经和一些VR厂商做了初步适配，而国外的YouTube2014年就宣布支持全景视频的播放;2015年8月，优酷土豆集团董事长兼CEO古永锵在首届开放生态大会上宣布合一集团将正式启动VR内容的制作，随后的土豆映像节则首次采用了VR全景拍摄技术。2015年12月4日，百度视频宣布进军虚拟现实，隆重上线VR频道，成为国内VR内容聚合平台的先驱，百度视频推出的VR频道聚合了目前市场上最优质的VR内容链接，不仅为VR发烧友和潜在用户群体提供了丰富的VR视频、游戏、资讯等海量内容资源，还将率行业之先举办诸多VR线下体验活动，通过线上内容聚合与线下体验活动的结合，积极推动虚拟现实产业从小众发烧到大众娱乐的快速发展。

　　另一类是新型VR产业公司，包括生态型平台型公司和初创型公司。

　　(一)试图做VR平台及生态的厂商，从硬件、平台、内容、生态进行一系列布局，以互联网厂商为领头羊。如腾讯、暴风科技、乐视网。

　　(二)在VR领域技术、模式具备一技之长的初创公司。对其进行风险投资的厂商以BAT等互联网科技巨头为首，其中，资本发挥了越来越强大的作用。如阿里巴巴集团在与Magic Leap进行融资谈判(曾获得谷歌领投的5.92亿美元的美国虚拟现实创业公司);华人文化(股东是阿里、腾讯、元禾控股)和美国华特迪斯尼等公司对美国硅谷的虚拟现实技术公司 Jaunt投资6500万美元;腾讯等投资方对打造虚拟现实社交环境的创业公司Altspace VR投入1030万美元的A轮融资。

　　短期内，能够布局小生态的厂商具有更顺畅的投资逻辑，如暴风科技、乐视网、奥飞动漫;有应用场景的厂商将率先取得消费者的体验和认同，如顺网科技、岭南园林(收购恒润科技)、视觉中国;布局廉价版VR硬件的厂商有望最先对VR市场进行渗透并获取较好的销售量，如暴风科技、联络互动(参股Avegant)、华讯方舟、华闻传媒(参股乐相科技)。

　　在VR软硬件技术、内容制作、应用模式等任一方面有一技之长、有壁垒的公司均将有所成长，如微投影厂商水晶光电、芯片厂商全志科技、光学镜片厂商道明光学、联创电子(汉麻产业)、VR软件厂商盟运移软(新三板)等。

　　从长远来看，VR内容将是灵魂存在，预计游戏、动漫、影视等成熟内容产业厂商有机会在VR内容领域进行复制，而游戏和动漫厂商的复制壁垒最低，龙头厂商包括顺网科技、顺荣三七、奥飞动漫、长城动漫等。

　　3、游戏娱乐等需求显现，应用场景逐步成型

　　率先在VR应用上出现强烈需求的是游戏产业，我们预计VR游戏将迎来大爆发，同时游戏又将反哺VR硬件设备，顺网科技和HTC的合作将成为重要模式。目前端游和页游行业本身也在从二位场景向三维立体场景和任务切换，VR虚拟现实可以将场景变得更加炫酷、体验更加真实，甚至在声学视和触觉、嗅觉上均可以实现一体化代入;游戏作为互动要求最强的行业之一，其第一人称设定往往需要用户更多地角色代入，VR可以使得第一人称视角产生更强的临场感;VR场景下，游戏操纵方式更加多样化，从操纵杆、键盘鼠标到体感枪、动作捕捉类装置将使得用户互动更加容易、延迟更低、代入感更强。

　　图15：消费者对科技产品的体验需求持续进化图16：VR游戏具备更强的代入感

　　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

　　预计VR/AR将率先在大娱乐产业获得发展，除游戏之外，影视、动漫、主题公园、体育领域有明显的沉浸感和代入感、立体式体验需求。此外，未来VR也将在广告、培训、在线教育、在线医疗、在线服务、成人等产业带来近似于面对面交流的切身体验。

　　图17：VR在游戏、商业、体育、医学、康复训练、社交等领域需求显著

　　资料来源：盟云移软，中国银河证券研究部整理

　　人类对科技产品的体验在不断进化，而要求升级的速度在不断提高。习惯了智能手机，将坚决抛弃功能手机;看过了三维立体的《阿凡达》，则对二维电影的场景代入总感觉少了那么一点点。未来，假若虚拟现实类技术快速发展，我们脑洞大开地假设一下，或许人与人通话也可以实现三维立体影像交互，虚拟场景和真实场景将相互融合，你可以和远在百里之外的父母“拥抱”，甚至还可以跟逝去的偶像邓丽君喝个下午茶，彼时，VR/AR设备将可能人手一部，处处无不VR/AR。

　　总之，随着科技的进步，新一代的CPU、GPU、显示技术、传感技术已经取得了长足的进步，而VR/AR带来的视觉效果的提升、互动感、代入感吸引了众多巨头加入，Facebook、GOOGLE、微软、苹果、三星、HTC、GoPro、腾讯等巨头纷纷切入，围绕产业链上下游的元器件、硬件、内容、应用厂商积极布局，游戏及整个大娱乐产业的需求快速涌现，其他应用场景也开始出现新的探索，我们认为，VR/AR已迎来产业发展良机。

　　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/AR

　　VR/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。

　　表4：VR/AR设备精彩纷呈，无论是科技巨头还是初创企业都纷纷开发相关设备

　　资料来源：中国银河证券研究部

　　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cardboard

　　2014 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

　　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

　　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

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　　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

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　　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

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　　(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

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　　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33：AR增强现实技术原理图

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　　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。

　　三、元器件篇：从Oculus Rift、hololens看VR/AR需要的元器件配置?

　　VR领域旗舰型产品Oculus Rift的硬件配置如何?

　　在VR/AR领域，Oculus Rift被誉为VR产品的代表，此前风行一时的Google Glass在AR领域被寄予厚望，但2015年年初Google取消了这一项目。由于VR和AR硬件系统有众多相同之处，我们就从Oculus Rift的硬件配置来窥看VR/AR的端倪。

　　图37：Oculus Rift的推荐硬件配置

　　资料来源：Oculus，中国银河证券研究部

　　2015年6月，Oculus在旧金山正式发布了消费者版Oculus Rift虚拟现实眼镜。

　　2015年1月22日，微软发布hololens全息眼镜，并将于2016年初对外发售开发者版本。

　　图34：微软hololens增强现实(AR)眼镜图35：hololens系统构成

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　　图36：微软hololens增强现实(AR)眼镜使用体验

　　资料来源：互联网，中国银河证券研究部整理

　　VR和AR究竟需要什么硬件?

　　VR讲究的是沉浸感、交互性和构想性。构想性的关键在内容设计，而沉浸感和交互性的关键在硬件实现。要想实现完美的沉浸式体验，就必须在虚拟世界里去感知真实世界的景象，而感知世界的最直接的就是视觉。虽然显示技术前进的步伐从未停止(从2D到3D，从1080P到4K)，但是目前无论是LTPS，还是OLED，任何一个显示技术都不能原原本本地还原真实世界的色彩，视频图像的处理及显示技术成为了VR硬件的重中之重。

　　以Oculus Rift为例，Oculus Rift“GTX 970/R9 290显卡+8GB内存+OLED 1080P显示屏”的高配置目的就是最大程度解决视频图像的处理及显示技术，还原真实的世界。

　　AR讲究的是现实世界的叠加虚拟世界，实现“虚实结合”，技术实现难度远大于VR。AR除了要求解决显示技术(全息投影、透明显示等)外，还要注重感知技术。因为，AR的感知不仅仅是对人输入信息的感知，还包括对周围环境的感知。AR只有感知周围现实世界，才能将知道虚拟世界的图像应当叠加到现实世界的哪个具体位置。

　　以微软Hololens为例，Hololens通过激光雷达、光学摄像头、深度摄像头、惯性传感器等各种传感器获取应用场所的视觉信息、深度信息、自身的加速度和角速度等现实数据，然后通过算法确定用户位置和路面位置，从而地图的构建，并将处理的虚拟数据与探测的现实数据实时结合，形成动态“虚实结合”的画面。这里面的硬件的关键在于显示和感知，软件的关键在于算法。

　　图38：VR和AR究竟需要什么硬件?

　　资料来源：中国银河证券研究部

　　我们认为，虽然中国大陆在电子产品硬件制造领域极具优势，但并不是VR/AR产品的所有硬件制造都有投资价值，只有上述论述的VR/AR关键硬件环节才值得投资。本章将重点分析VR/AR的关键元器件：视频处理芯片、显示屏、传感器件、微投器件。

　　(一)VR/AR之芯片：出色的视频处理才能带来极致视觉体验

　　1、视频处理芯片在VR/AR扮演关键角色

　　大部分VR体验者都会感觉到晕眩，它被认为是VR走向主流的最大障碍。在VR/AR世界里，与传统的视频图像处理技术不同，虚拟现实的视频图像处理是用于近似还原真实的世界，其对视频图像的渲染要求更为严格，因此对芯片运算能力和图像处理能力的要求更高，当所有的信息以视频化的方式呈现并放大数倍呈现于用户眼前时，数据运算能力与数据传输速度、屏幕刷新率便成为技术实现的重要瓶颈。

　　图39：视频处理芯片解决VR/AR海量数据的处理与传输

　　资料来源：中国银河证券研究部

　　比如说，你将眼睛每秒钟接收的信息数据化，可以想象这是多么大的数据量，这些海量数据又需要实时传输到显示设备，让用户沉浸于VR世界，这需要多大的数据处理能力。而AR需要将虚拟世界的数据与现实世界的数据结合显现，它所需的算法、数据库、应用等等要求比VR要高出一个段位。VR设备工作时，需要将两幅相同的高分辨率图像(一幅图片对应一只眼睛)渲染成90FPS，同时保证电脑和虚拟现实系统之间的延时不超过20毫秒。一般显卡渲染两个1080p场景会非常吃力，再加上FPS和延时要求，一般显卡已经完全不能工作，甚至可以说，目前任何一款显卡都不能完完全全地胜任VR完美体验。因此，视频处理芯片是VR/AR流畅运行的核心保障。

　　2、芯片厂商争锋，抢占VR/AR先机

　　虚拟现实被认为下一个计算平台，从PC时代的英特尔，到智能手机时代的高通，VR/AR领域或许也将诞生一些重量级的芯片平台。目前各家厂商已经开始抢占VR/AR市场先机，其中以视频处理芯片厂商占据了明显优势。

　　NVIDIA&AMD：VR旗舰配置，GPU显卡双王推出VR解决方案

　　在VR旗舰产品Oculus Rift显卡配置中，Oculus团队推荐配置Nvidia GTX 970/AMD 290级别或者更高的显卡，该两款显卡都是NVIDIA和AMD各自厂商的高端产品。

　　2015年11月份，NVIDIA发布了Gameworks VR(面向游戏开发人员)及DesignWorks VR(面向设计人员)两种VR开发工具。用以降低延时率，加快立体渲染性能，从而提升VR沉浸体验。

　　2015年9月，AMD分拆的图形芯片部门Radeon Technologies Group，重点瞄准了游戏和虚拟现实领域的机会。AMD推出了VR解决方案——LiquidVR，LiquidVR技术包含数据锁定、异步着色引擎、多GPU异步渲染等全新功能，能够以更低的延迟来实现更优质的画面，提高VR的沉浸体验。

　　图40：NVIDIA Gameworks VR主要技术图41：AMD LiquidVR技术包含四大全新功能

　　资料来源：NVIDIA，中国银河证券研究部整理资料来源：AMD，中国银河证券研究部整理

　　高通：CPU+新一代GPU，面向VR发力

　　2015年12月，高通发布了Snapdragon 820。该芯片是高通首款定制设计的64位四核CPU，内部集成了新一代GPU(型号为Adreno 530)，能够呈现从立体摄像机实时拍摄的高清晰视频，能够识别图片和场景中超过1000种不同的类别，保证虚拟显示头盔内身临其境的体验再一次进化。

　　图42：高通Snapdragon 820拥有出色的视频处理能力图43：820内部集成的GPU图像处理能力提升40%

　　资料来源：Qualcomm，中国银河证券研究部整理资料来源：Qualcomm，中国银河证券研究部整理

　　全志科技&瑞芯微：利用视频处理优势图谋VR市场

　　2015年，瑞芯微联合ARM发布了旗下最新款芯片解决方案RK3288芯片，VR开发者可以基于RK3288，搭载ARM Mali T764 GPU，针对安卓系统中所有2D游戏，无需对游戏图形渲染架构进行的修改，用户在体验时只要调用“3D游戏引擎”，RK3288就可以同时计算和渲染左右双眼的图像并显示出来，达到极好的VR体验。腾讯已经与瑞芯微展开了合作，腾讯miniStation游戏机搭载了RK3288芯片方案，也基于瑞芯微RK3288方案开发腾讯VR一体机。

　　全志科技在VR领域储备已久，偶米科技的首款Uranus one VR一体机全志科技的H8芯片方案。该芯片支持8核心并能够2.0GHz同时高速运行，其4K的解码能力支持高解析度的游戏与视频。

　　图44：瑞芯微全系列芯片，RK3288已用于VR解决方案图45：全志科技主要系列芯片，H8/A80已用于VR解决方案

　　资料来源：瑞芯微电子，中国银河证券研究部整理资料来源：全志科技，中国银河证券研究部整理

　　视频处理芯片在VR/AR中起到关键作用，关乎终端产品的运行流畅性、系统延时性。国内全志科技、瑞芯微在视频处理芯片技术领先，中颖电子正在布局AMOLED驱动芯片，华为正在研发虚拟现实芯片。

　　(二)VR之显示：AMOLED破解VR晕眩难题

　　1、让你晕眩的VR背后是什么?

　　VR导致眩晕的因素之一是延时

　　随着VR渐渐兴起，国内外众多厂商纷纷加入VR阵营。体验过VR头显的朋友最深刻的感受就是晕眩甚至恶心、呕吐，它被认为是VR走向主流的最大障碍。

　　为什么我们会经历这种感觉呢?简而言之，当用户使用VR头显的时候，全部视野都被VR头显所覆盖，VR也极力欺骗你进入虚拟世界，此时眼前一块屏幕展示的画面将给你强于普通画面10倍的视觉感受。这种情况下，造成晕眩的因素主要有两大点：一是身体的运动和视野中所观测到的运动不匹配;二是头部运动和视觉观测到的头部运动的不匹配。而延时恰恰是导致不匹配的主要成因。

　　图46：VR设备延时主要取决于四大因素图47：显示屏是延时的最主要因素，延时占比达69%

　　资料来源：中国银河证券研究部资料来源：东家智库，中国银河证券研究部整理

　　屏幕显示延时是延时主因，而AMOLED显示屏成最佳解决方案

　　延时包括屏幕显示延时、计算延时、传输延时以及传感器延时。其中屏幕显示延时是VR设备延时的最主要因素，也即产生眩晕感的最重要因素之一，以Oculus Rift为例，Oculus Rift总延时为19.3ms，其中屏幕显示延时13.3ms，延时占比达到69%。

　　图48：AMOLED显示屏是解决显示延时的重要途径

　　资料来源：中国银河证券研究部

　　降低屏幕显示延时的最简单方法就是提高刷新率，减少帧间延时，AMOLED的响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象，恰恰是解决屏幕显示延时的最好解决方案之一。

　　此外，VR设备还可以通过降低余晖的方法来减少帧内延时。LCD显示屏的显示原理是通过液晶翻转来选择性透过光线，而液晶翻转的响应时间最快也有2-4ms，而AMOLED每个像素都是主动发光的，可以做到低余晖，进一步降低延时，减少眩晕。

　　目前，Oculus Rift CV1和HTC Vive采用了90hz刷新率，而Sony Project Morpheus采用的是120hz刷新率，都是采用AMOLED显示屏。

　　2、AMOLED厂商已为VR做好了准备

　　AMOLED是有源矩阵有机发光二极体面板，它是自发光，不像LCD显示屏采用了背光源。AMOLED具有更薄更轻、主动发光、无视角问题、高清晰、高亮度、响应快速、能耗低、使用温度范围广、抗震能力强、成本低和可实现柔性显示等优势。

　　AMOLED屏幕主要用于部分高端智能手机上。相比于智能手机、PC、可穿戴电子设备，VR硬件产品出货量尚少，远未进入大众应用市场。以Oculus Rift消费者版、SONY PlayStationVR等为代表的旗舰型产品需要等到明年才推出，预计将带动VR产业进入新的发展阶段。根据ABI Research预估，2015年VR产品出货量预计在150万台左右，到2020年总配货量达4300万台，5年复合增速将超过100%。从AMOLED显示屏的角度来看，目前不仅VR产品出货量少，而且只有高端旗舰型产品才采用AMOLED作为显示屏，大多VR产品仍采用LCD显示屏。但是，随着Oculus、SONY等VR旗舰产品纷纷采用AMOLED，预计未来越来越多的VR产品也将采用AMOLED显示屏。

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　　此前，韩国拥有AMOLED生产的绝对垄断权，2012年韩国厂商在AMOLED产能的全球占有率为97.7%。而今，京东方、和辉光电、天马的AMOLED生产线成功量产，华星光电、国显光电、信利国际、友达光电等厂商积极布局AMOLED生产线，全球垄断格局才得以打破，但国内的产能、技术仍落后于韩国。根据DIGITIMES预测，中国厂商AMOLED的全球产能占比从2013年的0增长至2015年的7.4%，国内厂商AMOLED产能拓展迅猛。

　　VR硬件尚未爆发，中国AMOLED厂商已做好准备

　　尽管当前VR产品出货规模较小，但是面对未来可观的市场前景，中国AMOLED厂商最好了进军VR产品的准备。三星和SONY就不用多说了，它们在VR显示屏的已经快人一步国内一些AMOLED厂商也加紧推出VR显示屏。2015年7月，和辉光电点亮了世界第一片6寸4K AMOLED显示面板，像素密度达到了734PPI，瞄准了VR应用领域。深天马AMOLED产线也已经点亮，公司在拓展手机厂商客户同时也积极接洽VR产品厂商。

　　图49：全球AMOLED产能比重变化(含预测)

　　资料来源：DIGITIMES，中国银河证券研究部

　　资料来源：中国银河证券研究部

　　AMOLED是VR极佳的显示屏，处于应用爆发的前夜。但同时，AMOLED属于重资产投资，顺周期+产能领先非常重要，一旦格局形成后将不易被打破。目前，三星在中小尺寸AMOLED遥遥领先，LGD、SONY紧随其后。

　　国内的深天马5.5代AMOLED生产线已经点亮，即将批量供货;和辉光电拥有1条4.5代和1条6代AMOLED产线，产能和技术在国内领先。

　　(三)AR之显示：微投影将虚拟融入现实

　　1、微投技术将为AR显示扮演重要角色

　　光学式AR和视频式AR是增强现实两种显示实现方式

　　AR显示讲究的是虚拟物体与真实世界的混合显示，主要分为光学透视式显示增强现实装置(以下简称“光学式AR”)和视频透视式显示增强现实装置(以下简称“视频式AR”)。它们主要的区别在于真实环境的显示方式，类似于单反相机的光学取景器与电子取景器的区别。

　　光学式AR是把光学融合器放置在用户眼前，该融合器是部分透光的，用来直接获取真实环境的信息，同时部分是反射的，用来由投影仪将虚拟物体投射到融合器上再反射到用户眼里。光学式AR对真实环境几乎是无损显示，真实场景几乎完整地呈现给用户，所获得的信息可靠全面，但是也使得真实环境与虚拟环境的融合变得困难，代表产品如google glass和微软的hololens。

　　视频式AR是用封闭的视频头盔与两个视频摄像机结合到一起，视频摄像机为用户获取真实环境的信息，然后将真实环境信息与虚拟物体信息同时合并到显示屏上。视频式AR是通过对真实环境的复现，然后在与虚拟图像进行融合，实现会容易得多，但真实环境的显示受多种因素干扰而存在一定的失真。

　　图50：光学透视式显示增强现实装置的工作原理图51：视频透视式显示增强现实装置的工作原理

　　资料来源：中视典VR，中国银河证券研究部整理资料来源：中视典VR，中国银河证券研究部整理

　　由于视频式AR的显示器是由显示屏近眼来实现的，属于沉浸式体验，这与VR的显示屏没有区别，以AMOLED显示屏为优选。再加上，无论此前的Google Glass还是现今的Microsoft HoloLens都是以光学式AR为主流，本节主要讨论光学式AR的显示器件。

谢谢楼主的分享啊！

谢谢！感激中！这下可以好好学习 下

真不知道说什么好咯