日渐成熟的VR产业链
VR的应用逐渐从游戏发展到医疗领域,前不久,波士顿的贝斯以色列女执事医疗中心的研究人员发表了一项研究,发现VR能帮助人们缓解手术中的疼痛。在手部手术中让病人观看轻松的VR内容(如冥想、自然场景和视频),可减少麻醉剂量的使用,相较传统方式可减少约625毫克的镇静剂丙泊酚。VR也可以让病人更快恢复,平均在63分钟后离开麻醉后病房,而不是通常需要的75分钟。
当然,也有研究人员表示,这次实验可能存在安慰剂效应,病人早在内心期待着VR的帮助,使结果出现偏差。不过,贝斯以色列女执事的团队正在计划后续试验,评估VR对接受髋关节和膝关节手术的患者的影响,以排除这种效应带来的偏差。另外还有法国圣若斯比夫医院的实验,也表明该技术可以帮助缓解患者的情绪。
不过,整体来看,VR能让病人减少痛苦,还能让医院更快速腾出恢复床位,减少等待时间,对医疗服务的助力是显而易见的。未来如果技术进一步成熟,VR的各种生态场景必将更完善。
技术生态逐渐成熟的VR
元宇宙的概念让VR大火,虽然VR技术以出现多年,近两年的元宇宙的概念让VR大火,同时各大厂商不断升级设备,技术生态逐渐成熟。
VR即虚拟现实,全称Virtual Reality。那么VR是怎样实现沉浸式体验的呢?
VR利用计算机生成一种虚拟环境,用户通过佩戴头部设备进入,同时利用人的双眼视觉差别,给双眼投影不同的画面,并经过大脑处理,就能让画面以立体形式呈现出来,从而产生立体沉浸式效果。再加上手部设备或者其他传感器,可以实现与虚拟环境的互动,以及用各种追踪技术实现对用户动作、视线的追踪,实现虚拟场景与用 户动作的统一。现在有的设备还实现了碰撞检测等功能,使用户与虚拟物件的接触感更真实。
VR设备也在逐渐升级换代,从结构简单的VR眼镜,到VR头显,再到近年来兴起的VR一体机,我们来逐一做个对比。
VR眼镜是人们根据外观对早期VR设备的非专业性称呼,随硬件完善和应用普及,VR头显的概念应时而生,头显即是头戴显示器。最初为了画面的清晰呈现,VR头显需要和电脑或手机连接,以此提高芯片处理性能和储存能力,随着消费者对 设备无绳化、轻便化的需求提高,具备独立处理器的VR一体机便出现了。
无论是VR头显,还是VR一体机,完整的VR硬件系统都具备四个部分:头戴式显示设备、主机系统、追踪系统、控制器。
从品牌来看,Meta的Oculus占据份额最多,占比达80%,另外,字节跳动旗下的国产品牌Pico市占率也不容小觑。
VR显示屏、芯片、光学器件成本占比最高
据华经产业研究院2021年数据,显示屏、芯片、光学器件占据了VR一体机的主要成本,分别占比约 33.9%、43.7%、5.5%。
以Oculus Rift为代表的VR头显由于不需要独立处理器,计算能力通过外接主机实现,其成本主要集中在显示屏、电机和机械器件上,分别占比约 34.6%、 12.3%、14.7%。
VR核心器件
VR产业链主要包括硬件、软件、内容制作和分发、应用与服务四大环节。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。
头显设备就是人们通常说的“VR 设备”,主要组成部分有:显示屏、光学器件、摄像机、无线连接、存储及电池等;由于VR一体机集成了主机系统和追踪系统,因此比传统的分体头显多了处理器和传感器两部分。头显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)。
首屈一指厂商的当属高通,XR2芯片已成为VR一体机的绝对主力芯片。国内VR芯片厂商主要有华为海思、瑞芯微、全志科技、炬芯科技等。
Meta Quest2的拆解图 来源:网络
VR传感器
传感器可提升VR沉浸式体验和实现交互创新,包括图像、声音、动作捕捉传感器等。参与厂商主要有歌尔股份、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。
歌尔股份拥有驻极体麦克风、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。
图片来源:歌尔官网
显示技术
VR显示技术沿正在Micro OLED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。当前Fast-LCD为当前主流技术,已成为多数VR终端的常用选择。
国内京东方、昆山梦显、视涯科技等厂商都已开始布局Micro OLED。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Huawei VR2、Oculus Go。未来VR显示技术将以Micro OLED为最佳方案。
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(Fresnel lenses) 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(PS VR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。
小结
作为下一代互联网的主要发展方向,全球VR/AR投融资保持持续活跃,1H22全球 VR/AR 产业融资并购规模总额为312.6 亿元,相较1H21的228.3亿元同比增长37%;融资并购事件数为 172起,同比增长17%,投资活跃度整体较高。
值得注意的是,AR/VR设备主要组成部分与手机产业链重合度较高。因此,现有手机产业链各环节的国内上市公司未来均有望切入全球VR/AR供应链。
其中,芯片在终端设备中成本占比接近50%,其次是显示模块,包括LCD、OLED的占比达到20%—25%,镜片以及摄像头等光学模块占比也达到了6%—10%。预计全产业链布局的先行者,有望长期受益于VR/AR作为下一代移动终端的成长红利。