隨著 5G 建設(shè)的進(jìn)行，新產(chǎn)品和新技術(shù)的不斷成熟，VR/AR 再度獲得高度關(guān)注，VR/AR 經(jīng)歷了從熱炒，低谷，到復(fù)蘇的過(guò)程。目前VR/AR的瓶頸包括網(wǎng)絡(luò)帶寬和速率的限制，硬件技術(shù)不夠成熟，以及內(nèi)容應(yīng)用的匱乏。5G 提供了室外移動(dòng)場(chǎng)景，而千兆帶寬+ Wi-Fi6 為室內(nèi)提供了固定場(chǎng)景，二者共同為 VR/AR 提供更優(yōu)的管道。但是，VR/AR 的硬件上仍面臨的較大的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度，遠(yuǎn)高于手機(jī)等傳統(tǒng)智能終端，很多技術(shù)需要面臨從無(wú)到有的重大突破。
本期的智能內(nèi)參，我們推薦中信建投的研究報(bào)告《VR/AR，敢問(wèn)路在何方》，從網(wǎng)絡(luò)、硬件、內(nèi)容三大方向深度分析VR/AR產(chǎn)業(yè)的前景。如果想收藏本文的報(bào)告（VR/AR，敢問(wèn)路在何方），可以在智東西頭條號(hào)回復(fù)關(guān)鍵詞“nc417”獲取。
本期內(nèi)參來(lái)源：
原標(biāo)題：
《VR/AR，敢問(wèn)路在何方》
作者： 武超則 楊艾莉
一、VR/AR概觀虛擬現(xiàn)實(shí)（VR） 是虛擬場(chǎng)景的封閉式體驗(yàn)，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）體驗(yàn)會(huì)將數(shù)字元素疊加到現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象和背景上?；旌犀F(xiàn)實(shí)（MR）可以說(shuō)是升級(jí)版的 AR，能夠?qū)崿F(xiàn)虛實(shí)場(chǎng)景的結(jié)合，和 AR的區(qū)別就是對(duì)虛擬圖像的真實(shí)感做嚴(yán)格的要求，因此是 AR 的一種類別。2012 年 Oculus 推出VR 頭盔，使得VR/AR 概念進(jìn)入公眾視野，被認(rèn)為是智能手機(jī)的熱門替代品。隨著Oculus被Facebook收購(gòu)， 包括Facebook、微軟、 Sony、三星、HTC 等巨頭們先后進(jìn)入 VR/AR市場(chǎng)2015-2016 年 VR/AR 市場(chǎng)熱度達(dá)到高點(diǎn)。但到了 2016 年下半年，由于商業(yè)模式，網(wǎng)絡(luò)、硬件和內(nèi)容上都沒(méi)有突破，行業(yè)開(kāi)始進(jìn)入寒冬。隨著 5G 建設(shè)的進(jìn)行，新產(chǎn)品和新技術(shù)的不斷成熟，VR/AR 再度獲得高度關(guān)注。
▲VR/AR 發(fā)展史回顧
▲VR、 AR 和 MR 的區(qū)別
VR/AR 均需要用計(jì)算機(jī)繪制虛擬圖像。VR 中的圖像全部由計(jì)算機(jī)繪制，往往需要配置高性能的 GPU，同時(shí)由于 VR 是隔絕式的音視頻沉浸體驗(yàn)，因此對(duì)顯示畫(huà)質(zhì)要求較高。而 AR 中大部分圖像是通過(guò)鏡片透射或攝像頭拍攝的，計(jì)算機(jī)繪制的圖像占比較少，而且是以信息性為主的，對(duì)圖像逼真度要求較低，因此對(duì) GPU 要求不高。但 AR 需要對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行理解，需要用非常復(fù)雜的算法，并且實(shí)時(shí)運(yùn)行，這樣 AR 對(duì) CPU 的運(yùn)算性能要求非常高。此外，VR 側(cè)重于游戲、視頻、直播與社交等大眾市場(chǎng)，AR 側(cè)重于工業(yè)、軍事等垂直應(yīng)用。
前文說(shuō)到。VR/AR一直存在著商業(yè)模式，網(wǎng)絡(luò)、硬件和內(nèi)容上的瓶頸，具體表現(xiàn)在：硬件技術(shù)上，VR 近眼顯示技術(shù)存在分辨率不足、眩暈等問(wèn)題；網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上，VR/AR 對(duì)帶寬和時(shí)延要求較高，要想保證 VR/AR 良好的用戶體驗(yàn)，證高分辨率和低時(shí)延，從而改善眩暈的問(wèn)題，至少需要 50Mbps 的帶寬，而4G時(shí)代不能滿足這一網(wǎng)絡(luò)要求；內(nèi)容資源上，內(nèi)容分發(fā)平臺(tái)更新慢、資源少。 C 端缺乏“殺手級(jí)”應(yīng)用，作品內(nèi)容形式同質(zhì)化、簡(jiǎn)單化，用戶體驗(yàn)以單機(jī)為主，視覺(jué)體驗(yàn)交互式元素少。
二、5G和千兆寬帶能給 VR 帶來(lái)什么改變？隨著 5G 建設(shè)的進(jìn)展，VR 被認(rèn)為是 5G 落地的第一波應(yīng)用而給予厚望。產(chǎn)業(yè)更多是在講“雙 G”+VR 的概念。雙 G 是指 5G 和千兆帶寬，5G 主要是室外移動(dòng)場(chǎng)景，也就是無(wú)線基站到移動(dòng)終端一側(cè)，而千兆帶寬+ Wi-Fi6 為室內(nèi)固定場(chǎng)景，在包括接入網(wǎng)和承載網(wǎng)解決帶寬和時(shí)延問(wèn)題。二者共同為 VR/AR 提供更優(yōu)的管道。
在接入網(wǎng)方面，5G、Wi-Fi6、10G PON 有望在五年內(nèi)成為面向虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的主流傳輸技術(shù)。Wi-Fi 技術(shù)相對(duì)成熟，可實(shí)現(xiàn) VR/AR 終端的無(wú)繩化。固定寬帶光網(wǎng)絡(luò)目前可以支持 1Gbps-2.5Gbps 的帶寬接入，能夠滿足少量 VR 用戶承載，未來(lái)將升級(jí)到 5G-10G。未來(lái) 5G 的目標(biāo)網(wǎng)可為每用戶提供隨時(shí)隨地平均 100Mbps 的無(wú)線接入服務(wù)，為 VR/AR 業(yè)務(wù)提供極致體驗(yàn)。
5G 網(wǎng)絡(luò)高速率、低時(shí)延的特性適合承載 VR/AR 業(yè)務(wù)，并大幅提高用戶體驗(yàn)。根據(jù) 5G 的性能指標(biāo)，5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠達(dá)到 20Gbps 的峰值速率，是 4G 的 20 倍；空口時(shí)延1ms，是 4G 的 1/5。
隨著光纖寬帶接入技術(shù)的進(jìn)步和新興高帶寬業(yè)務(wù)的應(yīng)用，千兆寬帶已成為下一步寬帶發(fā)展的焦點(diǎn)。Ovum的報(bào)告顯示，全球已有超過(guò) 234 家運(yùn)營(yíng)商發(fā)布千兆業(yè)務(wù)，其中 20 家發(fā)布了萬(wàn)兆業(yè)務(wù)。我國(guó)目前已經(jīng)基本普及了百兆光纖入戶，未來(lái)將逐步開(kāi)展城市千兆帶寬入戶示范。固定網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了 5 個(gè)階段的發(fā)展，目前已進(jìn)入以10G PON 光纖技術(shù)為基礎(chǔ)的千兆時(shí)代。
下一代 Wi-Fi 技術(shù) Wi-Fi 6 在傳輸速率、功耗、空間和性能等方面同樣具有較大提升。Wi-Fi 6（即 IEEE802.11ax），是一項(xiàng)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，也是 Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac） 的升級(jí)版。Wi-Fi 6 支持更高的傳輸速率，最高速率可達(dá) 9.6Gbps。Wi-Fi 6 允許更多的設(shè)備接入，并且能夠加快每一臺(tái)設(shè)備的速度和容量，在連接相同數(shù)量設(shè)備的基礎(chǔ)上，速度是 Wi-Fi 5 的近四倍?；?Wi-Fi 6 支持室內(nèi)室外場(chǎng)景、提高頻譜效率和提升密集用戶環(huán)境下 4 倍實(shí)際吞吐量的性能，能夠?qū)崿F(xiàn) VR/AR 對(duì)于高速率和低時(shí)延的要求，可以處理來(lái)自多個(gè) VR 用戶不同類型的流量。
▲Wi-Fi 技術(shù)演進(jìn)歷程
▲固定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)歷程
VR 用戶體驗(yàn)與終端成本的平衡是目前影響 VR 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。低成本終端有助于提升 VR 硬件普及率，但有限的硬件配置也限制了用戶體驗(yàn)，用戶的首次體驗(yàn)不好，后續(xù)就很難接納和持續(xù)使用 VR。另一方面，以HTC VIVE、Oculus Rift、Sony PlayStation 等為代表的高品質(zhì) VR 設(shè)備，其配置套裝價(jià)格高達(dá)數(shù)千乃至萬(wàn)元，過(guò)高的終端成本明顯制約了高品質(zhì) VR 的普及。
Could VR 的解決方案通過(guò)將云計(jì)算、云渲染的技術(shù)應(yīng)用到 VR 業(yè)務(wù)中，借助高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，將云端的顯示輸出和聲音輸出通過(guò)壓縮后傳輸?shù)接脩舻慕K端設(shè)備，實(shí)現(xiàn) VR 內(nèi)容上云、渲染上云，實(shí)現(xiàn) VR 頭顯的無(wú)繩化和輕量化，更容易被用戶所接受，有效解決 VR 發(fā)展的痛點(diǎn)。由于 Cloud VR 具有如下顯著優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為 VR 產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的必然選擇：
實(shí)現(xiàn)終端輕量化，提升使用者體驗(yàn)：Cloud VR 無(wú)需本地主機(jī)，省掉了 VR 頭顯與主機(jī)之間的連接線，“無(wú)繩化”頭盔讓用戶擺脫了線纜的束縛，同時(shí)也減少了 VR 頭顯的重量過(guò)重，耗電過(guò)高，以及發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題，大幅提升 VR 設(shè)備的使用體驗(yàn)；
利于降低終端成本和價(jià)格，推動(dòng)普及：渲染在云端處理，大幅降低終端 CPU+GPU 渲染計(jì)算壓力，降低終端硬件要求，不需要本地高性能、高成本主機(jī)，將大幅降低 VR/AR 的成本，加速 VR/AR 的普及；
有利于內(nèi)容分發(fā)、聚合：通過(guò)統(tǒng)一的 Cloud VR/AR 平臺(tái)，可適配不同終端上的不同類型的內(nèi)容，內(nèi)容制作商只需與平臺(tái)適配，無(wú)需考慮與各終端的適配細(xì)節(jié)，可進(jìn)一步聚焦 VR/AR 內(nèi)容數(shù)量和質(zhì)量的提升； 同時(shí)，聚合到統(tǒng)一平臺(tái)后，用戶對(duì)于優(yōu)質(zhì)內(nèi)容的獲取將更加便捷；
利于內(nèi)容版權(quán)保護(hù)，鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)更多的內(nèi)容應(yīng)用：當(dāng)前大量 VR/AR 內(nèi)容屬于離線體驗(yàn)，這種方式很難做到對(duì)于內(nèi)容版權(quán)的有效管控，VR/AR 內(nèi)容上云后集中管理，有利于防止未經(jīng)授權(quán)的讀取、復(fù)制與傳播，遏制內(nèi)容盜版，保護(hù) VR/AR 產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；
利于與大數(shù)據(jù)分析、人工智能結(jié)合：數(shù)據(jù)在云端，利用云端強(qiáng)大的計(jì)算分析能力，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析或與人工智能結(jié)合，產(chǎn)生更多產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與價(jià)值。
▲Cloud VR 應(yīng)用方案架構(gòu)
盡管 Coud VR 技術(shù)采用云渲染方案，使得 VR 終端更輕便，成本更低，但也面臨著時(shí)延的挑戰(zhàn)。對(duì)于 VR視頻等弱交互業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，對(duì)時(shí)延的要求不高，不同的時(shí)延只是對(duì)畫(huà)面的加載時(shí)間產(chǎn)生影響；但對(duì)于 VR 游戲、VR 社交這類的強(qiáng)交互業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，則需要保證 MTP（Motion to Photon，動(dòng)作至顯示）的時(shí)延不超過(guò) 20ms，超過(guò)這個(gè)時(shí)延，則非常容易引起暈動(dòng)癥。
目前為了滿足云渲染技術(shù)下 VR 體驗(yàn)的時(shí)延要求，除了云渲染技術(shù)外，端云異步渲染、端到端低時(shí)延傳輸也是兩大關(guān)鍵技術(shù)解決方案。
▲端云異步渲染方案
▲端云異步渲染方案
三、VR/AR硬件瓶頸目前來(lái)看， VR/AR 的硬件上仍面臨的較大的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度，遠(yuǎn)高于手機(jī)等傳統(tǒng)智能終端，例如芯片、屏幕等性能在手機(jī)等設(shè)備上已經(jīng)過(guò)剩了，但在 VR/AR 上仍有門檻。AR 的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度還要比 VR 更高，尤其是在近眼顯示與感知交互領(lǐng)域，很多技術(shù)需要從無(wú)到有的重大突破。
近眼顯示（Near-eye display，簡(jiǎn)稱 NED），被認(rèn)為是 VR/AR 硬件最重要的問(wèn)題，也是目前用戶體驗(yàn)的痛點(diǎn)所在。近眼顯示技術(shù)是指通過(guò)光學(xué)和屏幕的設(shè)計(jì)，將顯示器上的像素，通過(guò)一系列光學(xué)成像元件形成遠(yuǎn)處的虛像并投射到人眼中。不同于半導(dǎo)體遵循摩爾定律，往往具有可預(yù)見(jiàn)的迭代周期，光學(xué)設(shè)計(jì)則需要在最基本的物理定律的框架下，不斷探索、論證各種的可能性，技術(shù)門檻較高，進(jìn)展相對(duì)緩慢，但目前在一些技術(shù)上已經(jīng)取得了較為明確的突破。
另外，由于現(xiàn)有技術(shù)方案在分辨率（清晰程度）、視場(chǎng)角（視野范圍）、重量體積（美觀舒適）等方面存在潛在沖突，如何做到既要保證 VR/AR 眼鏡的輕薄舒適性，又要保證一定的視覺(jué)體驗(yàn)，同時(shí)在各種光學(xué)參數(shù)存在沖突的情況下做出取舍，是近眼顯示技術(shù)的巨大挑戰(zhàn)。
現(xiàn) VR 將長(zhǎng)期使用 LCD、OLED 類型屏幕作為顯示器件，技術(shù)突破的重點(diǎn)為 1000ppi 以上的 AMOLED、Fast-LCD 屏幕技術(shù)。AR 分為圖像源器件，即顯示屏（OLEDoS、LCoS）和光學(xué)器件（如光波導(dǎo)、折返光學(xué)透鏡、自由曲面棱鏡等），技術(shù)突破的重點(diǎn)在于微顯示屏以及光波導(dǎo)顯示技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。
▲VR/AR 近眼顯示技術(shù)路標(biāo)
▲ 光學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)
視場(chǎng)角（FOV，F(xiàn)ield of View）用來(lái)衡量人的視野范圍，無(wú)疑是 VR/AR 設(shè)備最重要的參數(shù)之一。越大的視場(chǎng)角帶來(lái)越好的沉浸感。一般來(lái)講，正常人類的視場(chǎng)角，也就是不轉(zhuǎn)頭從一側(cè)看到另一側(cè)的最大角度一般在 200°左右，不過(guò)看得最清晰的部分是雙眼重合的視角，大約是 120°。VR 設(shè)備由于光學(xué)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，視場(chǎng)角已經(jīng)可以接近覆蓋到人類的整個(gè)視場(chǎng)；AR 顯示器的視場(chǎng)角則僅能夠覆蓋人類視場(chǎng)的一小部分。
對(duì)于眼鏡形態(tài)的設(shè)備，由于視場(chǎng)角，視窗和適眼距等參數(shù)密切相關(guān)，適眼距是 20mm，視窗尺寸是 20mm的情況下，35mm 的顯示器尺寸可以達(dá)到 FOV40°，60mm 顯示器尺寸可以達(dá)到 FOV90°，要想達(dá)到 170°的FOV，則需要 170mm 的顯示器，如此寬的尺寸在平面顯示器上基本是不可行的，曲面波導(dǎo)是一種解決方案，但是距離應(yīng)用還有距離。
AR 設(shè)備的光學(xué)顯示系統(tǒng)通常由微型顯示屏和光學(xué)元件組成。光學(xué)組合器的不同，是區(qū)分 AR 顯示系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，市場(chǎng)上各種方案百花齊放。目前看來(lái)，光波導(dǎo)方案從光學(xué)效果、外觀形態(tài)，和量產(chǎn)前景來(lái)說(shuō)，具備較好的發(fā)展?jié)摿?，也成為微?HoloLens、谷歌眼鏡、Magic Leap、DigiLens 采用的主要方案 。
▲ 目前 AR 設(shè)備光學(xué)顯示方案
光波導(dǎo)并非一個(gè)新的技術(shù)，事實(shí)上和光纖光纜的原理一樣。為了在光在介質(zhì)里 100%保留住而不漏光，傳輸?shù)慕橘|(zhì)要滿足兩個(gè)條件，全反射（傳輸介質(zhì)即波導(dǎo)材料需要具備比周圍介質(zhì)高的折射率），入射角（光進(jìn)入波導(dǎo)的入射角需要大于臨界角θ c，光線穿梭基本沒(méi)有損耗）。目前光波導(dǎo)的技術(shù)方向有兩類：幾何光波導(dǎo)和衍射式光波導(dǎo)。
幾何光波導(dǎo)：鏡面陣列設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一維擴(kuò)瞳，制造工藝復(fù)雜 。幾何光波導(dǎo)中，耦合光進(jìn)入波導(dǎo)首先遇到一個(gè)棱鏡或反射面，在多輪全反射后到達(dá)眼睛前方，耦合光出波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)“半透半反”鏡面陣列。每一個(gè)鏡面會(huì)將部分光線反射出波導(dǎo)進(jìn)入人眼，剩下的光線透射過(guò)去繼續(xù)在波導(dǎo)中前進(jìn)。鏡面陣列相當(dāng)于將出瞳沿水平方向復(fù)制了多份，這樣眼睛在橫向移動(dòng)時(shí)都能看到圖像，這就是一維擴(kuò)瞳技術(shù)(1D EPE)。
▲幾何光波導(dǎo)的原理
衍射光波導(dǎo)：通過(guò)光柵調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)二維擴(kuò)瞳 。衍射光波導(dǎo)主要有利用光刻技術(shù)制造的表面浮雕光柵波導(dǎo)（Surface Relief Grating，SRG） 和基于全息干涉技術(shù)制造的全息體光柵波導(dǎo)（Volumetric Holographic Grating，VHG）， HoloLens 2，Magic Leap One 均屬于前者，蘋果公司收購(gòu)的 Akonia 和 Digilen 則致力于后者。
▲衍射光波導(dǎo)的原理
衍射光波導(dǎo)的原理簡(jiǎn)單來(lái)講，就是是通過(guò)設(shè)計(jì)衍射光柵的參數(shù)，將光衍射到想要的方向上去。衍射光柵是一個(gè)具有周期結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，這個(gè)周期可以是材料表面浮雕出來(lái)的高峰和低谷 ，也可以是全息技術(shù)在材料內(nèi)部曝光形成的“明暗干涉條紋”(圖 b)，但歸根結(jié)底都是在材料中引起了一個(gè)折射率 n 的周期性變化。因此，衍射光柵通過(guò)衍射級(jí)和色散實(shí)現(xiàn)分光特性，起到了與傳統(tǒng)光學(xué)器件類似的改變光線傳播方向的作用，但是它所有的操作又都是在平面上通過(guò)微納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，所以非常節(jié)省空間，自由度也比傳統(tǒng)光學(xué)器件大很多。
在微軟，谷歌，Magic Leap 、DigiLens 等廠商的推動(dòng)下，光波導(dǎo)目前成為 AR 眼鏡的主流技術(shù)。光波導(dǎo)技術(shù)在 AR 領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展前景是明確的，但預(yù)計(jì)在中近期難以大規(guī)模普及。
交互性是 VR/AR 的另一個(gè)關(guān)鍵要素，如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備對(duì)人的感知，以及人和設(shè)備的交互成為 VR/AR 技術(shù)中重要一部分。目前，在感知交互領(lǐng)域中，主要包括追蹤定位、手勢(shì)交互、機(jī)器視覺(jué)、觸覺(jué)反饋、眼球追蹤、沉浸聲場(chǎng)即虛擬移動(dòng)等技術(shù)。
▲VR/AR 感知交互技術(shù)路標(biāo)
定位追蹤技術(shù)的目的是，感知人體的每一個(gè)動(dòng)作（頭部旋轉(zhuǎn)、位置移動(dòng)），并在虛擬世界產(chǎn)生相應(yīng)的效果，帶來(lái)沉浸感。定位技術(shù)的原理簡(jiǎn)單概括，就是“信號(hào)源+傳感器”，使用相應(yīng)的算法,計(jì)算出物體的位置信息（包括 xyz 三軸及旋轉(zhuǎn)共六個(gè)自由度，6DoF）。
定位追蹤技術(shù)在實(shí)現(xiàn)上主要分為兩類,即“Outside-in”和“Inside-out”。2017 年，由外向內(nèi)（Outside-in）追蹤定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，并開(kāi)始大量用于體驗(yàn)館、線下門店等商業(yè)場(chǎng)景。Outside-in 需要在房間里布置傳感器的擺放或者懸掛位置，如果你想把 VR 體驗(yàn)場(chǎng)地?fù)Q到另外一個(gè)房間，傳感器的擺放就又得重新布置。
▲VR 追蹤定位技術(shù)對(duì)比
SLAM（Simultaneous localization and mapping，同步定位與建圖）技術(shù)近幾年開(kāi)始成熟，并被用于 VR/AR等消費(fèi)者產(chǎn)品的追蹤定位。簡(jiǎn)單理解，SLAM 就是某種設(shè)備（機(jī)器人、VR/AR 設(shè)備）來(lái)到陌生環(huán)境中，需要精準(zhǔn)建立時(shí)空對(duì)應(yīng)關(guān)系，并回答“我在哪里？”“這是什么地方？”“我該怎么走？”等問(wèn)題，也就是定位、建圖和路徑規(guī)劃。由此可見(jiàn)，SLAM 是一套要求實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的大型系統(tǒng)，涉及硬件上高速度高精度的感知和姿態(tài)跟蹤、算法上多線程并發(fā)執(zhí)行，資源的分配、讀寫的協(xié)調(diào)、地圖數(shù)據(jù)的管理、優(yōu)化和準(zhǔn)確性等系統(tǒng)整合的眾多問(wèn)題 。
手勢(shì)交互：目前以基于手柄的“6+6”交互為主流，未來(lái)將以裸手交互為趨勢(shì)。手勢(shì)識(shí)別的原理并不復(fù)雜，它通過(guò)硬件捕獲自然信號(hào)，就像相機(jī)捕獲圖片信息那樣，然后通過(guò)軟件算法計(jì)算得到手的位置、姿態(tài)、手勢(shì)等，處理成計(jì)算機(jī)可以理解的信息。但如果 VR 設(shè)備要做到高精度和高穩(wěn)定性的手勢(shì)交互，則對(duì)硬件和算法均具有較高的要求。
其中，硬件方案可以分為基于手柄的非裸手交互控制，以及裸手交互。 裸手交互（原生手勢(shì)識(shí)別） 方案則更為復(fù)雜，需要識(shí)別出手部骨架的 21 或 26 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，并將每個(gè)點(diǎn)用 3個(gè)自由度衡量，輸出 21/26*3 維的矢量，并由專業(yè)算法來(lái)識(shí)別手部的姿態(tài)和位置。裸手交互的硬件方案包括 RGB 攝像頭、3D 攝像頭（TOF、結(jié)構(gòu)光、雙目視覺(jué)）和數(shù)據(jù)手套等，業(yè)界標(biāo)桿是以 Leap Motion 和 uSens 為代表的雙目紅外相機(jī)方案，支持雙手交互、單手 26DoF 跟蹤，廣泛用于一體式、主機(jī)式虛擬現(xiàn)實(shí)終端。
目前，手勢(shì)識(shí)別技術(shù)的落地場(chǎng)景還比較有限，主要在 VR 游戲場(chǎng)景中，另一方面，手勢(shì)識(shí)別技術(shù)存在使用疲勞、識(shí)別率不高、精確性較差和時(shí)延等方面的固有問(wèn)題，因此還處于比較早期的發(fā)展階段。
四、“殺手級(jí)”應(yīng)用會(huì)是什么？隨著技術(shù)的日趨成熟、“雙 G”部署加速的背景下，VR 逐漸在以視頻、游戲、直播為主的娛樂(lè)應(yīng)用領(lǐng)域落地，并在以教育培訓(xùn)、營(yíng)銷等為主的 B 端垂直應(yīng)用領(lǐng)域得到發(fā)展。據(jù)報(bào)道，在中國(guó) AR/VR 行業(yè)應(yīng)用結(jié)構(gòu)中，按銷售額計(jì)算，游戲應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模 28.6 億元，占比 35.7%，其次為視頻和直播，占比分別為 20.3%和 11.2%。在 2B 市場(chǎng)中，房地產(chǎn)、工程、教育、醫(yī)療領(lǐng)域名列前位。展望未來(lái)，預(yù)測(cè) 2021 年游戲應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá) 206.4 億元，占比 37.9%；視頻類市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá) 116.5 億元，占比 21.4%；直播類可達(dá) 64.3億元，占比 21.4%；教育應(yīng)用可達(dá) 50.6 億元，市場(chǎng)占比 9.3%。若按內(nèi)容結(jié)構(gòu)分析，2018 年國(guó)內(nèi) VR/AR 市場(chǎng)消費(fèi)級(jí)內(nèi)容占比 66.5%，企業(yè)級(jí)占比 33.5%，雖然目前消費(fèi)級(jí)內(nèi)容占據(jù)較大比重，但我們認(rèn)為企業(yè)級(jí)市場(chǎng)將在未來(lái)幾年得到迅速發(fā)展。根據(jù)賽迪預(yù)測(cè)，2021 年企業(yè)級(jí)內(nèi)容占比可增長(zhǎng)至 45.5%。
1、 2C 市場(chǎng)： VR 直播、VR 游戲有望率先落地
在 VR/AR 行業(yè)應(yīng)用結(jié)構(gòu)中，2018 年直播市場(chǎng)規(guī)模為 9 億元，2021年 VR 直播的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 64.3 億元，市場(chǎng)占比為 11.8%。VR 直播即通過(guò)在廣播電視采集制作過(guò)程中采用全景攝像技術(shù)對(duì)進(jìn)行內(nèi)容錄制，將虛擬內(nèi)容創(chuàng)作、視頻內(nèi)容拼接和編解碼等，并使內(nèi)容在設(shè)備上呈現(xiàn)，讓觀眾獲 得人與內(nèi)容場(chǎng)景互動(dòng)的體驗(yàn)。與傳統(tǒng)直播差異在于：1）沉浸感強(qiáng)：VR 直播提供 180°或 360°全景視角；2）畫(huà)面立體，趣味性強(qiáng)：通過(guò)近眼 3D 顯示讓畫(huà)面更立體且真實(shí)，使得觀眾有“身臨其境”的體驗(yàn)，趣味性強(qiáng)；3）主動(dòng)性強(qiáng)：可實(shí)現(xiàn)更多交互，用戶可以自由選擇任意角度，跳出了傳統(tǒng) 2D 平面視頻的視角框定，由體驗(yàn)者主動(dòng)選擇想觀看的內(nèi)容，而非被動(dòng)接受內(nèi)容。與傳統(tǒng)直播不同，VR 直播對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的要求較高，通常要求大帶寬上行和下行網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)視頻承載網(wǎng)絡(luò)方案難以滿足。但隨著千兆寬帶入戶（10G PON 光纖接入技術(shù)為基數(shù)的千兆接入時(shí)代） 與 5G 規(guī)?；渴?，網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬將優(yōu)化，使得 VR 直播普及。
VR 游戲：追求“沉浸感”、 龐大的用戶基數(shù)、較強(qiáng)用戶粘性等特點(diǎn)推動(dòng) VR 游戲落地 。VR 內(nèi)容中游戲一直是備受用戶青睞的重要領(lǐng)域，VR 游戲按照使用設(shè)備的不同大致可以劃分為 VR 線上游戲和 VR 場(chǎng)地游戲。VR 線上游戲需要用戶使用 PC 端或者主機(jī)端配套 VR 頭顯等設(shè)備來(lái)獲得出色的沉浸式體驗(yàn)，目前的目標(biāo)客戶群體主要面向重度玩家或?qū)I(yè)游戲愛(ài)好者，而 VR 場(chǎng)地游戲提供商需要搭建 VR 展臺(tái)等體驗(yàn)設(shè)施供用戶游玩，而用戶無(wú)需自己額外配套相應(yīng) VR 設(shè)備，主打廣闊的大眾需求，因此對(duì)用戶硬件需求并不高。
中國(guó) VR/AR 行業(yè)應(yīng)用中游戲領(lǐng)域占比始終領(lǐng)跑整個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)。2018 年中國(guó)游戲領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模為 28.6 億元，占比達(dá)到 35.7%，賽迪預(yù)測(cè) 2021 年市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至 206.4 億元，該占比將會(huì)擴(kuò)大至 37.9%。同時(shí)游戲領(lǐng)域市場(chǎng)增速不容小覷，2018 年全球 VR 游戲市場(chǎng)的價(jià)值為 103 億美元，展望未來(lái)，IMARC Group 預(yù)測(cè)該市場(chǎng)到 2024 年將達(dá)到 402 億美元，在 2019-2024 年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 25.5％。目前涉足 VR 游戲領(lǐng)域的公司既有創(chuàng)業(yè)型公司，傳統(tǒng)游戲轉(zhuǎn)型 VR 游戲的廠商，也有各大游戲巨頭的積極參與。
2、 2B 市場(chǎng)：教育、培訓(xùn)類場(chǎng)景市場(chǎng)潛力大
在 2B 市場(chǎng)，VR/AR 存在高度定制化的特點(diǎn)，使其一方面存在需求較為穩(wěn)定且可較早實(shí)現(xiàn)盈利的特性，另一方面存在難以規(guī)?；茝V的難題。和 2C 場(chǎng)景不同，2B 應(yīng)用的規(guī)模普及最重要的因素是“商業(yè)價(jià)值可衡量”，即要讓客戶看得到清晰的“商業(yè)價(jià)值”，如可否降低運(yùn)作成本、提高工作效率，或是具有良好的投資回報(bào)率。我們認(rèn)為在 B 端市場(chǎng)，教育、培訓(xùn)、營(yíng)銷類領(lǐng)域具有較大的市場(chǎng)空間及目標(biāo)用戶，VR/AR 技術(shù)與垂直行業(yè)的結(jié)合能夠解決目前存在的一部分痛點(diǎn)，商業(yè)模式相對(duì)清晰，將首先落地；另一方面，受客流量、內(nèi)容、整體體驗(yàn)水平、民眾對(duì) VR 認(rèn)知等多因素影響，VR 線下體驗(yàn)店盈利情況并不樂(lè)觀。
教育是 VR B 端市場(chǎng)最先落地的應(yīng)用領(lǐng)域之一，市場(chǎng)潛力大、目標(biāo)用戶多、政策支持力度大的特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)資本密集投向教育培訓(xùn)領(lǐng)域。整體而言，VR 在教育培訓(xùn)領(lǐng)域的應(yīng)用可以分為 K-12 基礎(chǔ)教育、高等教育和企業(yè)培訓(xùn)：
VR 在 K-12 基礎(chǔ)教育的應(yīng)用有利于結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式教學(xué)的體驗(yàn)，解決課堂教學(xué)中的抽象、困難的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生有“身臨其境”的體驗(yàn)，有效改善傳統(tǒng)教育存在學(xué)生主動(dòng)性、積極性不足等問(wèn)題，充分結(jié)合 VR 沉浸性、交互性、空間性的特點(diǎn) 。
在高等教育領(lǐng)域，VR 教育在醫(yī)學(xué)、化學(xué)等需要重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以及考古、設(shè)計(jì)等需將抽象知識(shí)具體場(chǎng)景化的學(xué)科領(lǐng)域?qū)l(fā)揮價(jià)值，VR 實(shí)驗(yàn)室、VR 設(shè)計(jì)工坊等方面部署能夠打破實(shí)驗(yàn)教學(xué)的場(chǎng)地、費(fèi)用等限制，積極推動(dòng) VR 在科研創(chuàng)新中應(yīng)用。
VR 在企業(yè)實(shí)訓(xùn)/職業(yè)教育領(lǐng)域的應(yīng)用通常需要定定制化的方案，我們認(rèn)為其在高成本、高危險(xiǎn)領(lǐng)域?qū)⑹紫嚷涞亍Ｊ紫?，在石油、電力等領(lǐng)域，員工培訓(xùn)經(jīng)常需要重大且昂貴的硬件設(shè)備、較大的場(chǎng)地，造成員工的培訓(xùn)費(fèi)用高，VR 則可幫助企業(yè)解決硬件設(shè)備及場(chǎng)地問(wèn)題，有效提高培訓(xùn)效率；其次，在消防、化工、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域，員工在真實(shí)環(huán)境下實(shí)訓(xùn)存在較高危險(xiǎn)系數(shù)，而 VR 可有效在虛擬環(huán)境下通過(guò)沉浸式的教學(xué)讓學(xué)員能夠有“身臨其境”的感覺(jué)，同時(shí)避免實(shí)訓(xùn)風(fēng)險(xiǎn)、降低操作成本，提高教學(xué)質(zhì)量。
目前 VR 在航空航天、安防教育培訓(xùn)領(lǐng)域已有落地應(yīng)用；以航空航天為例，目前空軍已有小范圍試用針對(duì)戰(zhàn)術(shù)飛行訓(xùn)練系統(tǒng)，主要是將學(xué)員的初步（基礎(chǔ)） 的培訓(xùn)會(huì)通過(guò) VR 模擬機(jī)運(yùn)行，以節(jié)省成本。該類方案通常為定制化，價(jià)格在百萬(wàn)區(qū)間，可有效解決教師人力成本和實(shí)訓(xùn)的成本，避免實(shí)訓(xùn)風(fēng)險(xiǎn)。我們認(rèn)為企業(yè)在高成本、高風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域?qū)嵱?xùn)成本及風(fēng)險(xiǎn)過(guò)高，可以先讓學(xué)員在 VR 中熟練操作，反復(fù)不斷練習(xí)，以降低成本。此外，對(duì)于火災(zāi)演練、緊急情況應(yīng)對(duì)演練等培訓(xùn)，出于安全的原因無(wú)法還原真實(shí)場(chǎng)景，學(xué)員訓(xùn)練一般缺乏真實(shí)感和緊張感。在虛擬的世界中可以營(yíng)造真實(shí)的災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)。
3、 VR/AR 體驗(yàn)店： 存在不確定性
娛樂(lè)類的 2B 場(chǎng)景主要為各類 VR/AR 主題體驗(yàn)店或者電子競(jìng)技館。2018 年全國(guó) VR 線下體驗(yàn)店規(guī)模達(dá)到 20.9億元，同比上漲 99.0%，預(yù)計(jì)未來(lái)增速會(huì)顯著下降。但是目前看來(lái)，受客流量、內(nèi)容、整體體驗(yàn)水平、民眾對(duì)VR 認(rèn)知等多因素影響，很多虛擬現(xiàn)實(shí)線下體驗(yàn)店盈利情況并不樂(lè)觀。另一方面是消費(fèi)者在體驗(yàn) VR 的過(guò)程中，缺少類似于電影或網(wǎng)吧等的社交互動(dòng)性，難以與共同來(lái)體驗(yàn)的好友交流，進(jìn)一步影響了體驗(yàn)店和競(jìng)技館的接受度和盈利能力。
五、VR/AR前景展望1、一體機(jī) VR 將逐步超過(guò) PC VR
從終端形態(tài)來(lái)看，目前 VR 頭顯目前主要分為主機(jī)式（PC VR），手機(jī)式（手機(jī)盒子），一體式三類。
2016 年以前，主要以手機(jī)盒子形態(tài)為主，例如 Pico1，三星的 Gear VR 等。這類產(chǎn)品成本較低，使用簡(jiǎn)單，普及較快。手機(jī)盒子的問(wèn)題在于對(duì)手機(jī)屏幕的分辨率要求較高，也對(duì)不同手機(jī)的兼容性要求較高，沒(méi)有互動(dòng)性，受限于手機(jī)的處理能力，也難以做進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和升級(jí)。因此手機(jī)盒子 VR 只是一個(gè)過(guò)渡，不會(huì)成為 VR 的主流形態(tài)。
2017 年，PC VR 開(kāi)始興起，第一代 PC VR 包括 Oculus Rift、HTC Vive、PS VR 等。PC VR 能實(shí)現(xiàn)的功能強(qiáng)大許多，如位置追蹤、無(wú)線控制等等，搭配豐富的遙控套件，在游戲體驗(yàn)方面更為出色。但是這些設(shè)備并沒(méi) 2017 年，PC VR 開(kāi)始興起，第一代 PC VR 包括 Oculus Rift、HTC Vive、PS VR 等。PC VR 能實(shí)現(xiàn)的功能強(qiáng)大許多，如位置追蹤、無(wú)線控制等等，搭配豐富的遙控套件，在游戲體驗(yàn)方面更為出色。但是這些設(shè)備并沒(méi)能培養(yǎng)出一個(gè)積極活躍的消費(fèi)生態(tài)。一方面是高昂的價(jià)格，另一方面是由于系統(tǒng)適配問(wèn)題，需要復(fù)雜的安裝、調(diào)試并處理兼容性，因此買來(lái)往往被長(zhǎng)期閑置。
目前，以 Facebook 的 Oculus Quest 為代表的一體機(jī) VR 開(kāi)始被越來(lái)越多人認(rèn)為是 VR 設(shè)備的未來(lái)主流形態(tài)。一體機(jī) VR 本身內(nèi)置處理器，并集成屏幕，意味著沒(méi)有線纜，沒(méi)有外部傳感器，無(wú)需 PC 和智能手機(jī)，只要戴上VR，啟動(dòng)系統(tǒng)，馬上步入虛擬世界。目前 VR 一體機(jī)的問(wèn)題在于技術(shù)門檻過(guò)高、成本過(guò)高，目前的技術(shù)水平下，體驗(yàn)比主機(jī)式 VR 要弱一些。
一體機(jī) VR 逐漸配備上 PC VR 已具備的先進(jìn)技術(shù)特性，比如的頭手雙 6DoF 等。一體機(jī) VR 在未來(lái)的技術(shù)迭代還包括全身動(dòng)捕技術(shù)、眼動(dòng)追蹤技術(shù)、面部捕捉技術(shù)、變焦顯示技術(shù)等前沿技術(shù)的集成（這些技術(shù)或?qū)⒎峙渭桑?，以及產(chǎn)品的簡(jiǎn)易輕便小型化。 未來(lái)五年，PC VR 和一體機(jī) VR 將作為 VR 主要的兩條產(chǎn)品線并行發(fā)展，一體機(jī) VR 或?qū)⒅饾u超過(guò) PC VR成為最大的市場(chǎng)。
2、產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)遇在終端、網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容
VR/AR 產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)，參與主體多，主要分為內(nèi)容應(yīng)用、終端器件、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和內(nèi)容生產(chǎn)。 終端器件方面，主要涉及頭顯整機(jī)、感知交互和關(guān)鍵器件；網(wǎng)絡(luò)通信/云控平臺(tái)方面，虛擬現(xiàn)實(shí)為 5G 網(wǎng)絡(luò)的市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)和業(yè)務(wù)發(fā)展探索新的機(jī)會(huì)；內(nèi)容應(yīng)用方面，VR 的解決方案聚焦在文化娛樂(lè)、教育培訓(xùn)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療健康和商貿(mào)創(chuàng)意方面；內(nèi)容生產(chǎn)系統(tǒng)方面，主要涉及操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)引擎和 SDK 等開(kāi)發(fā)環(huán)境和全景相機(jī)、拼接縫合、三維重建等采集系統(tǒng)。
▲Cloud VR 應(yīng)用方案架構(gòu)
智東西認(rèn)為，2016年前后VR概念備受資本追捧，隨后卻進(jìn)入低谷，很多VR產(chǎn)業(yè)投入變成“爛尾”，一些線下VR體驗(yàn)門店關(guān)門謝客。隨著5G的臨近，VR/AR行業(yè)的聲音又多了起來(lái)，寒冬似乎即將過(guò)去，新一輪浪潮就要來(lái)臨。但是，我們認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)并不是VR/AR行業(yè)遇冷的基本原因，硬件技術(shù)無(wú)重大突破、內(nèi)容匱乏才是亟待解決的根本，只有在解決了硬件技術(shù)和內(nèi)容問(wèn)題后，相信在5G的加持下，VR/AR必定會(huì)創(chuàng)造出一篇新藍(lán)海。
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