【史上最全】VR全產(chǎn)業(yè)鏈研究報告：VR/AR爆發(fā)前夜
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VR/AR產(chǎn)業(yè)鏈包括硬件(元器件)、操作系統及操作系統、應用軟件及算法、內容(影視游戲等制作廠(chǎng)商)、應用(主題公園、廣告、發(fā)行、在線(xiàn)服務(wù)等)?？紤]到國內技術(shù)及需求現狀，我們認為硬件、內容及應用將具備廣闊的發(fā)展空間及順暢的發(fā)展邏輯，而操作系統及算法技術(shù)門(mén)檻較高，短期仍以國外廠(chǎng)商為主，但部分國內廠(chǎng)商或將在應用類(lèi)的軟件上異軍突起。
Facebook、google、蘋(píng)果、HTC、三星、微軟、騰訊等科技巨頭紛紛從硬件設備尤其是頭戴顯示設備開(kāi)始切入VR/AR市場(chǎng)，一方面，硬件設備是實(shí)現VR/AR體驗的基礎;此外，硬件可以最大程度粘住用戶(hù)，并且硬件本身具備較大的市場(chǎng)空間。腦洞大開(kāi)一下，假設未來(lái)虛擬和真實(shí)世界可以互相結合，人與人通話(huà)可以像現在的VR游戲一樣，實(shí)現三維立體影像情境，VR/AR硬件設備或將變成手機一樣普及。
表4：VR/AR設備精彩紛呈，無(wú)論是科技巨頭還是初創(chuàng )企業(yè)都紛紛開(kāi)發(fā)相關(guān)設備
資料來(lái)源：中國銀河證券研究部
VR/AR系統主要包括哪些硬件設備?
VR硬件系統包括主要包括輸出設備(顯示設備)、輸入設備、信息處理系統。
虛擬現實(shí)輸出設備(顯示設備)，如可接收虛擬影像的顯示設備，包括頭戴設備及大型內容顯示設備(如環(huán)球影城的大型場(chǎng)景)。作為未來(lái)能夠to C端的裝備，頭戴設備如眼鏡盒子、外接式頭戴顯示器、一體式頭戴顯示器成為VR中最重要的裝備，它們都是通過(guò)近眼接觸，剝奪眼睛對現實(shí)世界的感知，營(yíng)造一個(gè)虛擬的視覺(jué)空間，已達到接收內容并沉浸其中的效果。
虛擬現實(shí)輸入設備如動(dòng)作捕捉、手勢識別、聲音感知等體感類(lèi)設備(主要用來(lái)輸入消費者動(dòng)作數據，達成互動(dòng)體驗或用于內容制作)、音響等體感類(lèi)設備，通過(guò)感知用戶(hù)輸入信息，與虛擬世界進(jìn)行交互，輸入設備是實(shí)現消費者交互、沉浸感的重要技術(shù)裝備。
信息處理系統則側重基于處理運算的芯片解決方案。
圖18：VR–AR硬件設備構成及主要關(guān)鍵硬件
資料來(lái)源：中國銀河證券研究部
AR增強現實(shí)主要通過(guò)投影功能，將虛擬世界疊加在現實(shí)世界，起到補充現實(shí)世界信息的作用，因此AR設備的主要構成是狹義的VR+更強大的數據感知系統+微投影系統。
(二)頭盔，還是頭盔——直通消費者、市場(chǎng)空間最大的VR設備
頭盔顯示器(HMD，Head Mounted Display)是最主流的能夠直通消費者的VR顯示設備，其原理是將小型二維顯示器所產(chǎn)生的影像由光學(xué)系統放大，所發(fā)射的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)透鏡使影像因折射產(chǎn)生類(lèi)似遠方的效果。
環(huán)球影城等大型體驗中心使用的是大屏幕立體顯示設備，主要通過(guò)投影儀實(shí)現三維立體場(chǎng)景空間。而頭盔是B2C模式，可直通消費者、且市場(chǎng)空間最大的顯示設備形態(tài)，市面上所謂的VR常指Oculus Rift這種VR頭戴顯示器(頭盔)，科技巨頭們大力參與的也是這種設備。
BI INTELLIGENCE預計從2015年到2020年，虛擬現實(shí)頭盔的銷(xiāo)售量將每年呈現99%的復合年度增長(cháng)率。到2020年，虛擬現實(shí)頭盔市場(chǎng)的容量，將達到28億美元，遠遠高于2015年的3700萬(wàn)美元。
圖19：VR頭盔式設備將實(shí)現爆發(fā)式增長(cháng)
資料來(lái)源：BI INTELLIGENCE，中國銀河證券研究部整理
作為最重要的能夠直面消費者的硬件品類(lèi)，VR頭戴設備通常分為以下幾類(lèi)：
1、眼鏡盒子，類(lèi)似谷歌的cardboard
2014 年 6 月，Google 在 I/O 大會(huì )期間發(fā)放了 Cardboard。此后國內出現了大量的類(lèi) Cardboard 的產(chǎn)品，一般被稱(chēng)為眼鏡盒，提供3D 觀(guān)看效果，與用戶(hù)未實(shí)現交互。這種VR設備硬件構成比較簡(jiǎn)單，主要是支架和鏡頭片等。代表產(chǎn)品：Cardboard、暴風(fēng)魔鏡等。
圖20：google的眼鏡盒子是最簡(jiǎn)易的VR顯示設備圖21：暴風(fēng)魔鏡需要配套手機完成VR內容支持
資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理
這類(lèi)設備內部無(wú)顯示設備，使用時(shí)需要一臺智能手機，將手機塞入鏡片后的托盤(pán)中，通過(guò)凸透鏡給兩眼造成視差來(lái)實(shí)現偽3D效果體驗，這種設備屬于入門(mén)級產(chǎn)品，成本較低，其體驗效果不好。其核心是位于手機中的3D內容資源及眼鏡盒子中的光學(xué)鏡片。
從市場(chǎng)格局來(lái)看，這類(lèi)眼鏡盒結構簡(jiǎn)單，不需要復雜的電子元件及光學(xué)設計，成本低廉，因此廠(chǎng)家多、價(jià)格低、銷(xiāo)量大、無(wú)壁壘。其中，Google Cardboard 的銷(xiāo)量已經(jīng)超過(guò) 50 萬(wàn)臺，暴風(fēng)魔鏡的銷(xiāo)量在 2014 年底已經(jīng)超過(guò)達到 5 萬(wàn)臺左右。目前，國內的廠(chǎng)商以這一類(lèi)居多，包括 360、魅族在內的巨頭可能也將參與進(jìn)來(lái)。
雖然眼鏡盒子較為簡(jiǎn)單，也并未實(shí)現真正意義上的交互和沉浸感，但是作為VR市場(chǎng)培育期的形態(tài)之一，其低廉的價(jià)格及廣泛的發(fā)售渠道使得消費者能夠更快地介入和了解VR虛擬現實(shí)，并在初步獲取體驗之后進(jìn)一步需求體驗升級。由于硬件無(wú)壁壘，我們更看好能夠提供內容資源或應用場(chǎng)景的廠(chǎng)商，如暴風(fēng)科技、樂(lè )視網(wǎng)等。
暴風(fēng)科技于2014年9月9日發(fā)布暴風(fēng)魔鏡第一代，售價(jià)99元，此款VR眼鏡非常輕薄，可以滿(mǎn)足投影機級別的成像要求，但無(wú)調焦功能和散熱設置，此后暴風(fēng)又發(fā)布了2-3款VR眼鏡。2015年9月14日，暴風(fēng)科技發(fā)布最新款的暴風(fēng)魔鏡3plus，有替換的活動(dòng)鏡片設計，也可以對瞳距和手機進(jìn)行調節，能夠適配4.7-6寸的各型號手機。同期，暴風(fēng)科技還推出暴風(fēng)魔眼攝像機，這是全球首款720°實(shí)時(shí)全景個(gè)人攝像機，主要用于VR內容制作，配合APP和暴風(fēng)魔鏡可實(shí)現全景拍攝、全景直播等功能，售價(jià)999元。
我們認為，暴風(fēng)科技不僅在硬件方面推出VR顯示設備魔鏡+內容制作設備魔眼攝像機，同時(shí)打造國內最大的VR視頻資源庫，支持影視、現場(chǎng)直播及游戲;公司也積極打造VR全景社區;開(kāi)放SDK給其他開(kāi)發(fā)者，實(shí)現全開(kāi)放式生態(tài)平臺;積極探索暴風(fēng)魔豆平臺變現模式。強大的內容、平臺和生態(tài)及變現模式將為公司提供更好的發(fā)展支撐。
圖22：暴風(fēng)魔鏡具備國內最大的VR資源庫圖23：暴風(fēng)魔眼VR全景社區
資料來(lái)源：暴風(fēng)官網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理資料來(lái)源：暴風(fēng)官網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理
2、加了顯示屏的VR眼鏡(三星的Gear VR)
2014 年 9 月，三星發(fā)布了與 OculusVR聯(lián)手打造的 Gear VR，采用了三星 Note 4 的屏幕、Oculus 的技術(shù)支持，不少開(kāi)發(fā)者表示體驗更好用，小米已經(jīng)計劃為高端手機開(kāi)發(fā)類(lèi) GearVR的頭戴顯示設備。
這種設備本身加入了顯示屏，但主要作為消費者的視覺(jué)接收設備，而真正的內容輸出平臺和算法平臺還是手機，但產(chǎn)品內置了動(dòng)作傳感器，可以識別對用戶(hù)旋轉運動(dòng)和平移運動(dòng)的雙重感知，相比眼睛盒子，這類(lèi)設備未來(lái)有機會(huì )以更強的沉浸感吸引更多愛(ài)好者。但因為涉及到算法、調用手機服務(wù)等，最終的市場(chǎng)贏(yíng)家很可能還是手機廠(chǎng)商。
這類(lèi)設備相對高端了一點(diǎn)，內容輸出平臺還是手機，但是頭戴設備已經(jīng)加裝了顯示屏，甚至部分傳感裝置，是體驗和價(jià)格折中的一種方案，不算真正意義上的VR設備。目前國內參與廠(chǎng)商不多，未來(lái)Gear類(lèi)設備可能搭配智能手機銷(xiāo)售，手機品牌及銷(xiāo)售渠道強大的廠(chǎng)商可能獲取一定的銷(xiāo)量。
我們認為，參與廠(chǎng)商三星、小米等可能還是以做手機的思路來(lái)做VR眼鏡，短期內還只是VR過(guò)渡期的一種硬件方案，如果沒(méi)有強大的內容及生態(tài)，發(fā)展空間并不大。
圖24：三星的Gear VR是加了顯示屏的眼鏡盒子
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3、PC端VR輸出設備，主要是指 Oculus Rift類(lèi)的HMD頭顯
2013年，Oculus Rift推出了開(kāi)發(fā)者版本，在其官方網(wǎng)站出售，價(jià)格為300美元;2014年3月26日，Facebook宣布以約20億美元的總價(jià)收購Oculus VR，至此VR得到了越來(lái)越多的矚目;預計2016年初，Oculus Rift的消費者版將正式發(fā)布。
類(lèi)似Oculus Rift的VR頭顯設備涉及到光學(xué)系統、仿真技術(shù)、人體工學(xué)、傳感、人機交互運算等多種技術(shù)，需要配合電腦設備使用，而電腦是主要的VR內容運行和計算平臺。我們認為在相當長(cháng)的時(shí)期內，此類(lèi)頭盔式設備將是市場(chǎng)主流。代表產(chǎn)品：Oculus Rift、蟻視科技的蟻視頭盔等。
圖25：Oculus Rift頭戴裝置圖26：HTC VIVE頭戴裝置
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頭盔式顯示設備的體驗度較好，算法也更復雜，具備較高的技術(shù)壁壘。目前國內的參與方較多，如Three Glasses、蟻視等。由于Oculus Rift不只是一個(gè)硬件，而是包含有軟件開(kāi)發(fā)工具包(SDK)在內的一整套開(kāi)發(fā)系統，目前多數的VR頭顯設備用的是Oculus的算法支持，短期內很難超越Oculus，也很難打造內容生態(tài)圈。未來(lái)，算法、內容、生態(tài)的重要性將凸顯。
4、一體機VR頭戴裝置
一體機類(lèi)VR頭戴設備相當于把一部手機集成到頭盔中，目前廠(chǎng)商較少，我們認為這類(lèi)產(chǎn)品由于功耗、重量、運算和存儲能力的原因，短期內得到大幅推廣的可能性不大。代表產(chǎn)品：偶米科技的烏拉諾斯one等。
圖27：OMIMO的Uranus one一體機VR裝置
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(三)VR輸入設備——最重要的參與工具
VR輸入設備如動(dòng)作捕捉、手勢識別、聲音感知等體感類(lèi)設備(主要用來(lái)輸入消費者動(dòng)作數據，達成互動(dòng)體驗或用于內容制作)、音響等體感類(lèi)設備，通過(guò)感知用戶(hù)輸入信息，與虛擬世界進(jìn)行交互，輸入設備是實(shí)現消費者交互、沉浸感的重要技術(shù)裝備。
這些外設類(lèi)的輸入設備反而具備較高的技術(shù)要求，只有動(dòng)作可輸入，可在內容中進(jìn)行互動(dòng)，才算是真正意義上的VR。早期的電影制作產(chǎn)業(yè)早就已經(jīng)應用了動(dòng)作捕捉。
傳統的輸入設備有鼠標、鍵盤(pán)等。在二維屏幕交互中，幾乎所有控制命令都可以抽象為按鍵和滑動(dòng)動(dòng)作。而對于VR輸入設備來(lái)說(shuō)，更重要的是實(shí)現自然交互，更真實(shí)的把人的動(dòng)作體現到三維立體的內容空間，從而實(shí)現沉浸感更高、效率更高、學(xué)習成本低。
當前的輸入設備主要包括如下種類(lèi)。
一種是動(dòng)作代入設備，即動(dòng)作捕捉類(lèi)裝置，采集肢體動(dòng)作進(jìn)行交互
動(dòng)作代入設備強調身體的沉浸感，主要靠采集肢體動(dòng)作來(lái)進(jìn)行虛擬現實(shí)交互，類(lèi)似動(dòng)作捕捉裝置。代表性的產(chǎn)品有Leap motion、Nimble sense、Prio vr、Control VR、Kinect、Omni，以及國內的諾亦騰和DEXMO。
圖28：動(dòng)作捕捉類(lèi)VR輸入裝置(動(dòng)作代入)
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動(dòng)作捕捉的實(shí)質(zhì)就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動(dòng)軌跡。典型的動(dòng)作捕捉設備主要由傳感器、信號捕捉設備、數據傳輸設備和數據處理設備構成。從形成原理上，主要包括機械式、聲學(xué)式、電磁式、光學(xué)式等。
圖29：Oculus Rift頭戴裝置圖30：HTC VIVE頭戴裝置
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另一種動(dòng)作控制設備，即傳統的鍵盤(pán)、方向盤(pán)、操縱桿類(lèi)設備
動(dòng)作控制設備比較簡(jiǎn)單，類(lèi)似傳統游戲機用的鍵盤(pán)、方向盤(pán)、操縱桿類(lèi)設備，更注重功能性，主要靠動(dòng)作跟蹤和按鍵控制來(lái)進(jìn)行交互。代表性的產(chǎn)品有Stem、Hydra、Wii、方向盤(pán)、體感槍等。
圖11：鍵盤(pán)、方向盤(pán)類(lèi)VR輸入裝置(動(dòng)作控制)
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在VR場(chǎng)景中，動(dòng)作輸入設備對空間沉浸感、穩定性、低延時(shí)、多方位反饋、兼容性等均具備較高的要求，目前參與廠(chǎng)商眾多，還處于混戰狀態(tài)，但我們發(fā)現，頭戴顯示設備廠(chǎng)商往往自帶了動(dòng)作輸入方案，輸出+輸入閉環(huán)化是主流趨勢。
從VR頭顯設備龍頭Oculus、sony和HTC來(lái)看，三家各自配備了不同的動(dòng)作輸入設備方案。
Oculus Rift使用的輸入方案Touch是一對半環(huán)狀的VR輸入設備，頂部配有一個(gè)搖桿、兩個(gè)按鍵以及一個(gè)扳機，能實(shí)現雙手360度的垂直和水平追蹤。Oculus將自身已有的頭部光學(xué)追蹤方案應用到手部，成熟穩定;作為輸入設備的過(guò)渡產(chǎn)品，Touch非常自然，對于內容制作方和Oculus自身來(lái)說(shuō)最安全，夠用，是非常合理的決策;從使用方式來(lái)說(shuō)，大部分游戲用戶(hù)對待VR輸入設備的狀態(tài)還是跟游戲柄、鼠標、鍵盤(pán)比，Touch比較務(wù)實(shí)、產(chǎn)品化、性能穩定、成本低廉;現階段適用于家庭。
Sony Project Morpheus的手柄采用體感攝像頭和類(lèi)似之前PS Move的彩色發(fā)光物體追蹤，去定位人和控制器的位置。
HTC Vive使用Lighthouse作為輸入方案，其核心原理是利用房間中密度極大的非可見(jiàn)光，來(lái)探測室內佩戴VR設備的玩家的位置和動(dòng)作變化，并將其模擬在虛擬現實(shí)3D空間中。通過(guò)兩個(gè)相對成本較低的探測盒子，就可以達到相對精準的效果。
此外，還有一些單獨的VR輸入方案和設備廠(chǎng)商具備一定的技術(shù)或產(chǎn)品優(yōu)勢，如國內的諾亦騰的Perception Neuron、Ximmerse正在研發(fā)的基于inside-out tracking方式的輸入設備以及Depth VR的“銳交互系統”等。
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