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1、2023 年深度行業分析研究報告 2內容目錄 一、XR 開啟交互方式變革,行業滲透有望加速.5 1.1 VR/AR:下一代人機交互終端.5 1.2 行業復盤:技術積累+內容豐富,XR 行業進入復蘇期.5 1.3 產業鏈:重點關注上游核心零部件.7 二、VR:終端產品百花齊放,內容生態日趨成熟.7 2.1 光學:Pancake 逐步替代菲涅爾透鏡,成為主流技術方案.8 2.2 顯示:Micro OLED/Mini LED 加速滲透,Micro LED 趨勢確定.10 2.3 交互:眼動追蹤+瞳距調節優化用戶體驗,全彩透視拓展應用生態.13 2.3.1 眼動追蹤成為新一代頭顯標配,助推用戶體驗升級
2、.13 2.3.2 自動瞳距調節首次進入消費級市場,減少用戶眩暈感.14 2.3.3 全彩透視技術開拓更多應用場景,助力 MR 發展.15 2.4 應用:內容逐漸豐富,場景逐步拓展.16 2.5 展望:奇點已至,軟硬協同帶動 VR 加速放量.18 三、AR:光學方案取得突破,C 端產品蓄勢待發.19 3.1 光學:光波導方案初步落地,有望成為未來趨勢.20 3.2 顯示:與光學方案深度綁定,靜待全彩 Micro LED 量產.21 3.3 交互:指環交互初步試水,探索多元交互功能.23 3.4 應用:B 端應用較為確定,C 端應用剛剛起步.24 3.5 展望:大廠標桿性產品預計 2025 年落
3、地,有望打開消費級市場.25 四、蘋果 MR:新品有望年中發布,顛覆性創新激活產業鏈.25 4.1 硬件創新:全方位功能升級,打造標桿性 MR 產品.27 4.1.1 光學方案:采用 3P 式折疊光路方案,實現輕量化.27 4.1.2 顯示方案:搭載 4K Micro OLED 屏幕,顯著提高顯示效果.27 4.1.3 交互方案:支持眼動+手勢追蹤、全身動捕、全彩透視、瞳距調節等功能.28 4.1.4 芯片方案:采用自研雙芯片系統,提供強大算力支持.29 4.2 內容生態:立足于硬件生態,提供多元交互體驗.29 五、重點標的.30 5.1 高偉電子(1415.HK).30 5.2 兆威機電(0
4、03021.SZ).31 5.3 長盈精密(300115.SZ).31 TV8ZtXiXjZoMpNnQbRdN7NpNoOmOoNeRoOrMkPnPqOaQoOxOuOsPpMNZnPtO3圖表目錄 圖 1:VR/AR 對比.5 圖 2:VR/AR 產業發展進程.6 圖 3:VR/AR 產業圖譜.7 圖 4:相較于菲涅爾透鏡,Pancake 方案使得設備重量顯著減輕.9 圖 5:相較于菲涅爾透鏡,Pancake 方案使得設備厚度顯著降低.9 圖 6:VR 顯示方案發展趨勢.11 圖 7:Micro OLED 顯示器件結構圖.11 圖 8:Micro OLED 與傳統 OLED 對比.11
5、圖 9:Mini LED 背光顯示器件結構圖.12 圖 10:Mini LED 背光與傳統背光對比.12 圖 11:眼動追蹤方案的應用.13 圖 12:眼動追蹤原理圖.13 圖 13:瞳距調節系統向調動電驅自動無極調節演進.14 圖 14:電驅自動調節原理圖.14 圖 15:光學透視(左)和視頻透視(右)原理圖.15 圖 16:黑白透視效果圖.16 圖 17:全彩透視效果圖.16 圖 18:SteamVR 活躍用戶占比.16 圖 19:Quest 平臺開發者收入情況統計(單位:個).16 圖 20:各平臺 VR 內容數量(單位:個).17 圖 21:國內 VR 平臺內容數量(單位:個).17
6、圖 22:VR 在消費級市場的主要應用場景.18 圖 23:全球 VR 設備出貨量及同比增速.18 圖 24:顯示面板核心指標對比.22 圖 25:Micro LED 紅光效率嚴重不足.23 圖 26:搭載單綠色 Micro LED 的 AR 眼鏡.23 圖 27:雷鳥 X2 搭載全彩 Micro LED.23 圖 28:全彩 Micro LED 預計 2026 年實現商用.23 圖 29:Magic Leap2 搭載超過 18 枚傳感器.24 圖 30:INMO 指環.24 圖 31:B 端應用較為確定.24 圖 32:全球 AR 設備出貨量及同比增速.25 圖 33:折疊光路方案.27 圖
7、 34:人眼視場角示意圖.27 圖 35:高偉電子營業收入及同比.31 圖 36:高偉電子歸母凈利潤及同比.31 4圖 37:兆威機電營業收入和歸母凈利潤.31 圖 38:兆威機電各項業務收入占比.31 圖 39:長盈精密營業收入和歸母凈利潤.32 圖 40:長盈精密各項業務收入占比.32 表 1:近兩年 VR 新品參數.8 表 2:菲涅爾透鏡與 Pancake 方案對比.9 表 3:VR 光學方案對比.10 表 4:VR 顯示方案對比.12 表 5:搭載眼動追蹤的 VR 硬件.13 表 6:搭載全彩透視方案的 VR 硬件.15 表 7:2023 年已上線和即將上線的 VR 游戲.17 表 8
8、:近兩年 AR 新品參數.19 表 9:AR 光學方案對比.20 表 10:光波導方案對比.21 表 11:AR 顯示方案對比.22 表 12:蘋果 MR 相關參數.25 表 13:蘋果 BoM 拆分.26 表 14:主流產品光學方案對比.27 表 15:主流產品 PPI 對比.28 表 16:主流 VR 產品交互模式對比.28 表 17:芯片參數對比.29 表 18:VR/AR 重點標的 Wind 一致預測(收盤價截至 2023 年 5 月 23 日).30 5 一、一、XR開啟交互方式變革,開啟交互方式變革,行業滲透有望加速行業滲透有望加速 1.1 VR/AR:下一代人機交互終端下一代人機
9、交互終端 元宇宙概念熱潮之下,元宇宙概念熱潮之下,VR/AR 作為虛擬世界的交互入口,有望代替作為虛擬世界的交互入口,有望代替 PC 和手機成為下一和手機成為下一代人機交互終端代人機交互終端,引領產業變革,引領產業變革。VR(Virtual Reality),即虛擬現實,通過運用仿真、電子信息、計算機、傳感器等多種技術手段,營造出一個與現實世界完全隔離的虛擬世界,同時為用戶模擬視覺、聽覺、觸覺等感官體驗,使用戶能夠獲得身臨其境的沉浸感。例如電影頭號玩家中所展示的就是 VR 技術,通過佩戴 VR 設備,主角可“進入”到虛擬世界中,憑借可自由捏造的虛擬形象進行社交、娛樂、工作等任意活動。AR(Au
10、gmented Reality),即增強現實,通過運用 AR 光學顯示、三維建模、實時定位、多媒體、智能交互等多種技術手段,將計算機生成的文字、圖像、視頻、三維模型等虛擬信息模擬仿真后,應用到現實世界中,從而實現對現實世界的“增強”。例如電影失控玩家中所展示的就是 AR 技術,通過佩戴 AR 眼鏡,主角可以看到疊加在現實世界的各類虛擬信息,例如任務、血量、彈藥量、裝備、醫療包等。圖 1:VR/AR 對比 資料來源:VR 陀螺,西部證券研發中心 1.2 行業行業復盤復盤:技術積累技術積累+內容內容豐富豐富,XR行業進入復蘇期行業進入復蘇期 從從 XR 產業產業發展進程來看,發展進程來看,自自 2
11、020 年起,年起,XR 產業已跨越產業已跨越低谷進入復蘇期,未來低谷進入復蘇期,未來有望實有望實現持續穩定發展?,F持續穩定發展。熱潮期(熱潮期(2012-2016 年):年):大廠大廠紛紛紛紛入局,入局,掀起投資熱潮掀起投資熱潮。2012 年 Oculus Rift 和 Google Glass 問世,兩大產品作為 XR 正式走出實驗室概念的標志,引領產業進入熱潮期。2014 年 Facebook 以 20 億美元收購 Oculus,引發市場關注。2015 年起 Facebook、Sony、HTC、微軟等各大廠商紛紛加碼 XR 賽道,陸續推出 XR 設備。VRAR明確的VR眼鏡完全由計算機創
12、造的虛擬環境完全數字化虛擬世界的物體可以被用戶調整位置和大小,甚至違背現實規律用戶在安全區域內完全沉浸在虛擬環境技術有差異性,包括手持移動設備、頭戴設備以及激光投影等計算機產生圖形和現實世界疊加虛擬化和現實環境的無縫融合虛擬物體的交互行為要和現實世界交互邏輯吻合用戶仍可以清晰感知虛擬世界和真實世界的邊界 6 冷靜期(冷靜期(2017-2019 年):年):市場熱度消退,行業出清。市場熱度消退,行業出清。受價格昂貴+技術有限+內容缺乏多因素制約,用戶使用門檻較高而綜合體驗較差,XR 出貨回落,資本市場熱度下降投資收緊,產業進入冷靜期。此后行業開始出清,缺乏競爭力的中小玩家退出市場,頭部廠商苦練內
13、功,密集進行硬件設備迭代和內容生態積累。復蘇期(復蘇期(2019 年至今):年至今):VR/AR 先后實現復蘇,實現穩定發展。先后實現復蘇,實現穩定發展。伴隨著 Facebook發布 Oculus Quest 2 打造消費級硬件參數標準以及 Half-Life:Alyx 爆款游戲上線,VR 行業率先步入復蘇期,產品出貨量大幅增長,據 IDC 數據顯示,2021 年 VR 出貨量首次突破 1000 萬臺,達到 1095 萬臺,同比增長 83.1%。而 AR 受制于光學方案復雜,發展相對滯后。但在此期間,B 端重磅新品仍在持續推進,并于 2022 年將重點轉向消費級市場,Rokid Air、Opp
14、o Air、雷鳥 Air 等多款消費級 AR 眼鏡陸續上市。伴隨技術積累和內容豐富,XR 生態布局逐步完善,未來有望實現加速滲透,成為新一代計算平臺。圖 2:VR/AR 產業發展進程 資料來源:各公司官網,VR 陀螺,中移智庫,億歐智庫,西部證券研發中心 1956年,年,電影攝影師Morton Heilig創造Sensorama1968年,年,Ivan Sutherland開發出“達摩克斯之劍”1990年,年,Virtuality展示第一個量產的VR街機1995年,年,任天堂推出Virtual Boy游戲機2012年年Oculus推出Oculus Rift,眾籌超過250萬美元2014年年Fa
15、cebook 20億美元收購OculusSony宣布Project Morpheus VR項目谷歌發布Cardboard三星發布Gear VR2016年年數百家公司開發VR產品,Oculus Rift、HTC VIVE、Google Daydream、Sony PSVR發布微軟與五大OEM合作發布多款MR頭顯2017年年Oculus Rift,HTC Vive,PS VR紛紛降價內容短板引起重視2018年年VR一體機面世Facebook推出Oculus QuestHTC推出HTC VIVE Pro聯想推出VR一體機Mirage Solo2019年年Facebook推出Oculus Rift 2
16、愛奇藝推出奇遇2S VR一體機Pico推出Pico G2 4K小派推出小派 VR 5K+/8k華為發布華為 VR Glass2020年年首個高評分爆款VR游戲半衰期發布蘋果收購VR廣播公司NextVRFacebook推出Oculus Quest 2,售價299美元,達到消費級水平2021年年字節跳動約90億元收購PicoSteamVR支持OpenXR1.0,行業標準統一愛奇藝推出奇遇3、奇遇DreamHTC 推出VIVE Pro2、VIVE Focus3、VIVE FlowPico發布Pico Neo 32022年年高通推出驍龍XR2+平臺,支持下一代MR和VR終端Sony發布PS VR2,預
17、計23年2月發售Quest 2全系漲價100美元Meta推出Quest ProPico推出Pico 4愛奇藝推出奇遇MIX1990年,年,AR概念由波音公司托馬斯 考德爾提出1999年,年,全球首個AR開源框架ARToolkit推出2000年,年,第一款AR游戲AR-Quake發布2009年,年,平面媒體雜志首次應用AR2016年年Magic Leap D輪獲得5.02億美元巨額融資2017年年谷歌推出開發平臺ARCore,蘋果推出開發平臺ARKit百度AR Lab平臺、阿里AR buy+平臺、騰訊QQ-AR 平臺紛紛上線谷歌推出Google Glass Enterprise,注重B端應用20
18、18年年谷歌發布ARCore1.5、蘋果推出ARKit2華為、三星與小米搭載ARCore蘋果年底聘任前微軟Hololens高級設計師Andrew KimMagic Leap正式發布Magic Leap One2019年年谷歌發布ARCore1.9、蘋果發布ARkit 3華為推出AR Engine平臺微軟發布Hololens2,依然側重B端應用Google發布Glass Enterprise Edition 2,價格相較第一代降低33%2012年年谷歌發布AR眼鏡Google Glass2015年年任天堂發布Pokemon Go游戲風靡全球微軟發布Hololens百度、聯想等開始布局亮風臺發布H
19、iAR增強現實平臺2020年年Facebook與Micro LED公司Plessey達成獨家合作協議Magic Leap完成新一輪3.5億美元融資,暫緩資金壓力華為AR Engine3.0發布,蘋果發布ARKit42021年年Snap超5億美元收購AR波導顯示供應商WaveOpticsWaveOptics宣布JBD成為Micro LED顯示供應商Rokid發布Rokid Air,面向消費者市場小米發布單目光波導AR智能眼鏡2022年年谷歌展示新一代具有實時翻譯功能的概念AR眼鏡高通推出驍龍AR2 Gen1平臺Oppo推出Air Glass,重量僅為30gMagic Leap推出Magic Le
20、ap 2Nreal推出Nreal Air、Nreal X亮亮視野布局消費端市場,針對聽障人士發布亮亮視野聽語者2023年年雷鳥發布首款搭載全彩Micro LED+衍射光波導的AR設備X2概念期概念期走出實驗室熱潮期熱潮期眾多企業開始布局產品功能加速迭代市場投資熱潮開始冷靜期冷靜期受商業模式和技術瓶頸制約,廠商開始塑造XR平臺能力,并推進硬件持續迭代復蘇期復蘇期5G+疫情+元宇宙引發新一輪高速發展;硬件內容生態完善,滲透率實現加速提高VRAR2023年年HTC發布VIVE XR Elite 7 1.3 產業鏈產業鏈:重點關注:重點關注上游核心零部件上游核心零部件 上游上游:主要包括核心硬件(芯片
21、、顯示、光學、聲學、傳感器)以及感知交互。其中近眼顯示技術(光學+顯示)對產品性能和用戶體驗起決定性作用,價值量占比較高,是硬件廠商重點布局環節。伴隨近眼顯示技術取得突破,VR/AR 有望實現進一步發展。中游:中游:主要包括終端硬件和配套外設。國內 VR 廠商主要包括 Pico、大朋、愛奇藝等,其中 Pico 產品性能已可以對標甚至超越海外頭部廠商,Pico 4 的推出更是引領新一輪硬件創新。國內 AR 廠商主要包括 Nreal、Rokid、雷鳥、小米、華為等,其中 Nreal、Rokid加速布局消費端市場,現已實現產業領跑。下游:下游:VR/AR 下游應用領域廣泛,其中 VR 目前主要應用于
22、 C 端市場,游戲為最大使用場景,同時正在向直播、影視、社交、辦公等場景積極拓展;AR 目前主要應用于 B 端市場,包括工業、醫療、軍事、安防等。圖 3:VR/AR 產業圖譜 資料來源:VR 陀螺,西部證券研發中心 二、二、VR:終端產品百花齊放,內容生態日趨成熟終端產品百花齊放,內容生態日趨成熟 從近兩年上市或發布的熱門從近兩年上市或發布的熱門VR頭顯性能參數來看,頭顯性能參數來看,產品的硬件形態和技術路徑趨于統一。產品的硬件形態和技術路徑趨于統一。除了部分廠商對原有分體式 VR 產品系列進行迭代以外,具備獨立算力、顯示、交互的一體式 VR 頭顯成為 VR 主流形態,同時技術路徑趨同有助于加
23、速建立成熟產業鏈,降低零部件及整機生產成本,從而實現價格的進一步下沉。2022 年下半年新品頻出,硬件創新持續。年下半年新品頻出,硬件創新持續。光學方面,光學方面,Pancake 逐步替代菲涅爾透鏡,成為新一代VR頭顯的主流方案;顯示方面,顯示方面,Micro OLED/Mini LED實現加速滲透,Micro LED發展趨勢明確;交互方面,交互方面,眼動追蹤+瞳距調節提升用戶佩戴舒適度,全彩透視開拓更多應用場景。光學、顯示、交互升級將優化用戶體驗,加快頭顯放量。光學模組顯示器件主控芯片聲學器件傳感器存儲其他零部件攝像頭模組核心器件核心器件終端終端配套外設配套外設VR一體機VR分體機PC VR
24、AR一體機AR分體機全景設備體感設備3D設備操控設備空間定位眼動跟蹤手勢識別全身動捕表情識別肌電交互腦電交互語音交互交互感知技術交互感知技術OEMODMC端端B端端游戲直播社交影視體育醫療工業教育營銷辦公 8 表 1:近兩年 VR 新品參數 資料來源:VR compare,VR 陀螺,各公司官網,西部證券研發中心 2.1 光學光學:Pancake逐步逐步替代菲涅爾透鏡,成為主流替代菲涅爾透鏡,成為主流技術技術方案方案 以菲涅爾透鏡為主的光學方案正全面被以菲涅爾透鏡為主的光學方案正全面被 Pancake 取代取代。此前,菲涅爾透鏡以低成本和可控的成像質量成為 VR 頭顯的首選方案。但菲涅爾透鏡光
25、學模組體積較大,不符合 VR 頭顯的減法進化原則;另外單層鏡片的物理性導致成像容易畸變,且無法調節屈光度,影響用戶使用體驗,因而在消費市場的擴展有限。相比而言,Pancake 方案以輕薄、優秀的成像質量以及逐步成熟的量產工藝,成為 VR 光學的發展方向。伴隨 22 年下半年以 Meta、Pico、HTC 為代表的頭部企業密集發布搭載 Pancake 方案的 VR 頭顯,Pancake 正逐漸替代菲涅爾透鏡,成為新一代 VR 頭顯的主流方案。透鏡類型透鏡類型FOV()材質材質分辨率分辨率(單眼單眼)刷新率刷新率(Hz)頭部頭部DOF手柄手柄DoF眼動眼動追蹤追蹤面部面部識別識別手勢手勢識別識別空
26、間定位空間定位Canon Mreal S12021/2/1PC VR-4534Micro LED1600120012066-Inside-outUS$38,500NOLO X12021/5/1一體機高通驍龍XR1-96LCD128014407566-Inside-outUS$399HP Reverb G2 Omnicept2021/5/1PC VR-菲涅爾透鏡114LCD216021609066-Inside-outUS$1,249Pico Neo32021/5/10一體式高通驍龍XR2菲涅爾透鏡98LCD183219209066可選-Inside-outUS$390NOLO Sonic202
27、1/6/3一體式高通驍龍845-101LCD192021607266-Inside-outUS$470HTC Vive Pro 22021/6/3PCVR-菲涅爾透鏡120LCD2448244890/12066-US$799HTC Vive Focus 32021/6/27一體式高通驍龍XR2菲涅爾透鏡120LCD244824489066-Inside-outUS$1,300DPVR P1 Ultra 4K2021/8/25一體機高通驍龍845菲涅爾透鏡100LCD1920 x21609033可選可選可選-US$599DPVR P1 Pro Light2021/8/25一體機高通驍龍821菲涅
28、爾透鏡100LCD1280 x14409033-US$399Arpara VR2021/8/31PC VR-9590Micro OLED2560 x25601203-US$599Pimax Reality 12K QLED2021/10/25一體機高通驍龍XR 2菲涅爾透鏡200QLED2048216020066Inside-outUS$2,399(未上市)Huawei VR Glass 6DOF2021/11/17手機VR-折疊光路90LCD160016009066-Inside-outUS$310HTC Vive Flow2021/11/30分體式高通驍龍XR1-100LCD1600160
29、07563-Inside-outUS$499Skyworth W1 pro2021/11/30PC VR-折疊光路94LCD160016007233-US$499愛奇藝 奇遇Dream2021/12/1一體機高通驍龍XR2非球面93LCD128014407266-Inside-outRmb1,999Simula One2021/12/15一體機英特爾i7三片式透鏡100LCD24482448906-Inside-outUS$2,699(未上市)愛奇藝 奇遇32021/12/18一體機高通驍龍XR2-95LCD216021609066-Inside-outRmb3,499YVR 12021/12
30、/28一體機高通驍龍XR 2菲涅爾透鏡100LCD216021609066-Inside-outRmb3,999Shiftall MeganeX2022/1/4PC VR-折疊光路95Micro OLED2560 x256012066-Inside-outUS$900(未上市)Vrgineers XTAL 32022/1/5PC VR-菲涅爾透鏡18090LCD3840216012066-Inside-outUS$8,900Vrgineers XTAL 3 MR2022/1/5PC VR-菲涅爾透鏡18090LCD3840216012066-Inside-outUS$11,500PS VR 2
31、2022/1/5PC VR-菲涅爾透鏡110OLED2000204012066-Inside-outUS$550Vajro Aero2022/1/20PC VR-非球面102Mini LED2880 x27209066-US$1,999Arpara VR All In One2022/5/6一體機高通驍龍XR 2折疊光路95Micro OLED2560 x256070/9066-Inside-outRmb6,599奇遇Dream PRO2022/5/16一體機高通驍龍XR 2非球面93LCD1832192072/9066-Inside-outRmb2,499Pico Neo3 Link2022
32、/5/24一體式高通驍龍XR2菲涅爾透鏡98LCD183219209066-Inside-outUS$449Pimax Crystal2022/6/1一體機高通驍龍XR 2非球面120QLED2880288016066-Inside-outUS$1,599(未上市)Canon Mreal X12022/6/30PC VR-1920216012066-Inside-out-YVR 22022/7/12一體機高通驍龍XR 2折疊光路95LCD160016009066-Inside-outRmb4,999Skyworth Pancake 12022/7/25一體機高通驍龍XR 2折疊光路95LCD2
33、28022809066-Inside-outRmb3,999Skyworth Pancake 1 pro2022/7/25一體機高通驍龍XR 2折疊光路95Mini LED228022809066-Inside-out-Lenovo Legion VR7002022/8/18一體機高通驍龍XR 2-LCD183219209066-Inside-outRmb2,999(未上市)Lenovo ThinkReality VRX2022/9/29一體機高通驍龍XR 2折疊光路-66-Inside-out(未上市)Skyworth Pancake 1C2022/9/30一體機高通驍龍XR 2折疊光路95
34、LCD160016009066-Inside-outRmb2,999Pico 42022/10/18一體機高通驍龍XR 2折疊光路105LCD216021609066-Inside-outUS$430Quest pro2022/10/25一體機高通驍龍XR 2+折疊光路96Mini LED180019209066Inside-outUS$1,500Pimax Portal View2022/11/9一體機高通驍龍XR 2非球面100LCD1920216014466-Inside-outUS$499(未上市)Pimax Portal QLED View2022/11/9一體機高通驍龍XR 2非球
35、面100QLED1920216014466-Inside-outUS$599(未上市)TCL NXTWEAR V2022/11/13一體機高通驍龍XR 2折疊光路108LCD228022809066-Inside-out(未上市)Lynx R12022/11/18一體機高通驍龍XR 2自由曲面9090LCD160016009066-Inside-outUS$948Vajro XR-3 Focal Edition2022/11/29PC VR-11590主屏Micro OLED輔屏LCD主屏19201920輔屏288027209066-US$5495(未上市)Pico 4 Pro2022/11/
36、30一體機高通驍龍XR 2折疊光路105LCD216021609066Inside-outRmb3,799Somnium Space VR One2022/12/20PC VR-非球面120100LCD288028809066-Inside-out(未上市)愛奇藝 奇遇MIX2022/12/23一體機高通驍龍XR 2非球面5860LCD1832192072/9066-Inside-outRmb3,199DPVR E42022/12/28PC VR-菲涅爾透鏡116LCD1832192012066-Inside-outUS$549(未上市)Pico 4 Enterprise2022/12/30一
37、體機高通驍龍XR 2折疊光路105LCD216021609066Inside-outUS$900NOLO VR Glass2023/1/5手機VR-折疊光路92-228022809033-(未上市)NOLO sonic 22023/1/5一體機高通驍龍XR 2菲涅爾透鏡92LCD1832192012066-Inside-out(未上市)Ajna XR2023/1/5一體機高通驍龍XR 2折疊光路95-108LCD160016009066-Inside-out(未上市)Ajna XR Enterprise2023/1/5一體機高通驍龍XR 2折疊光路95-108LCD228022809066-I
38、nside-out(未上市)HTC Vive XR Elite2023/1/5一體機高通驍龍XR 2折疊光路110LCD192019209066-Inside-outUS$1,099(未上市)價格價格機型機型上線上線/發布發布時間時間頭顯類型頭顯類型芯片芯片光學光學顯示顯示交互交互 9 表 2:菲涅爾透鏡與 Pancake 方案對比 資料來源:Wellsenn,Oculus,西部證券研發中心 Pancake 方案方案:其原理是圖像源進入半透半反功能的鏡片 BS(分束鏡)之后,光線在鏡片、相位延遲片以及反射式偏振片之間多次折返,最終從反射式偏振片射出進入人眼。相相較于菲涅爾透鏡,較于菲涅爾透鏡,
39、Pancake 方案優勢明顯:方案優勢明顯:設備輕薄化:設備輕薄化:Pancake 方案核心思路是通過折返的方式將光路折疊成為更緊湊的區域,從而顯著壓縮屏幕和透鏡之間的距離,有效實現 VR 頭顯的輕薄化。根據主流 VR 頭顯方案參數對比可以看出,搭載 Pancake 的 VR 頭顯重量和厚度顯著降低。成像質量好:成像質量好:Pancake 方案通過透鏡組合可以提高透鏡邊緣圖像質量,降低圖像畸變,提高成像的對比度、清晰度、細膩度。支持屈光調節支持屈光調節:Pancake 方案通過移動透鏡組中的其中一片透鏡即可實現屈光度調節。目前 Pancake 模組普遍的調節范圍在 0-700之間,對近視用戶更
40、加友好,使其可以摘掉眼鏡佩戴 VR 頭顯。圖 4:相較于菲涅爾透鏡,Pancake 方案使得設備重量顯著減輕 圖 5:相較于菲涅爾透鏡,Pancake 方案使得設備厚度顯著降低 資料來源:VR compare,VR 陀螺,西部證券研發中心 資料來源:YVR 官網,西部證券研發中心 菲涅爾透鏡方案菲涅爾透鏡方案Pancake模組方案模組方案原理圖可變焦調節支持支持屈光度調節不支持支持理論FOV上限約140約200可支持面板分辨率上限4K4K無限制光學效率80%-90%25%材料塑料玻璃光學組件厚度(TTL)40-50mm18-25mm設備重心遠離頭部靠近頭部制造成本較低較高優點1)制造成本低2)
41、方案成熟1)更加緊湊輕薄2)支持屈光度調節3)成像質量高技術難度1)光路長度難以縮短2)成像質量較差1)光學設計復雜,技術門檻高2)光效較低,對屏幕亮度要求高3)輕薄設計與廣視角難以兼得透鏡類型透鏡類型機型機型重量重量(g)透鏡類型透鏡類型機型機型重量重量(g)HTC Vive Focus 3785HTC XR Elite625YVR 1592Arpara VR All In One380PS VR 2560YVR 2350Oculus Quest 2503Pico 4295HP Reverb G2498Shiftall MeganeX250DPVR P1 Ultra 4K410HTC Viv
42、e Flow189Pico neo 3395Huawei VR Glass188折疊光路菲涅爾透鏡光機厚度減少50%頭顯厚度減少20mm傳統菲涅爾光學VR一體機Pancake光學VR一體機 10 同時,同時,Pancake 方案方案仍有部分問題亟待優化:仍有部分問題亟待優化:光損高:光損高:在 Pancake 設計方案下,光每次經過半透半反鏡會損失 50%,因此該方案理論上最高光效僅為 25%。由于反射偏振膜也會損失約 10%,因此 Pancake 光學模組實際光學利用率只有 10-20%,對顯示屏幕亮度提出較高的要求。視場角?。阂晥鼋切。簜鹘y的 Fast LCD 屏幕尺寸一般為單眼 2.5
43、寸以下,而更適合 Pancake 方案的、亮度更高的 Micro LED 屏幕尺寸在 1.3 寸以下,更小的屏幕需要更長的光路擴大視場角。由于 Pancake 方案壓縮了 TTL 總長,同時也壓縮了透鏡的直徑,因而Pancake 方案的 FOV 較小,當前量產方案中最高為 105。而菲涅爾透鏡的 FOV 大都高于 100,最高可達 200。成本高:成本高:Pancake光學方案中最核心的是光學膜,而光學膜材料成本較高,據Wellsenn,一組透鏡(單目)的光學膜成本接近 100 元。同時 Pancake 方案需要搭配高亮屏幕,也會增加成本。未來趨勢:未來趨勢:伴隨 VR 在消費級市場的逐步滲透
44、和起量,消費者對 VR 的成像質量以及佩戴體驗提出更高的要求?;诖?,Pancake 方案優勢顯著,更適合 VR 頭顯在消費級市場的拓展。未來 3-5 年,伴隨技術方案趨于成熟,缺陷逐步改善,規模生產降低成本,Pancake將在未來幾年占據市場主導地位,成為 VR 頭顯升級的首選。此外,Pancake 方案還會基于當前的技術進一步進化,包括可變焦、單透鏡等,以及通過與全息元件、光波導等結合方式,逐步將折疊光路方案進化成類眼鏡的液晶偏振全息方案和全息波導方案。表 3:VR 光學方案對比 資料來源:wellsenn,西部證券研發中心 2.2 顯示顯示:Micro OLED/Mini LED加速滲透
45、,加速滲透,Micro LED趨勢確定趨勢確定 Fast LCD 是目前大多數是目前大多數 VR 頭顯的主流選擇頭顯的主流選擇,中短期內,中短期內 Micro OLED/Mini LED 將將實現實現加速滲透加速滲透。Fast LCD 技術使用全新液晶材料(鐵電液晶材料)與超速驅動技術,有效提升刷新率至 75-90Hz,同時具備較高量產穩定性及良率,兼具效果與性價比。但 Fast LCD存在響應時間限制,且功耗相對較高,中長期升級空間有限。相較而言,具備高分辨率、高刷新率等優勢的 Micro LED/Mini LED 優勢顯著。2022 年起,已有部分廠商推出采用搭載 Micro LED/Mi
46、ni LED 的 VR 頭顯,中短期內有望實現加速落地。方案方案非球面透鏡非球面透鏡菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡折疊光路折疊光路多疊折返式自由曲面多疊折返式自由曲面異構微透鏡陣列異構微透鏡陣列液晶偏振全息液晶偏振全息超表面超表面/超透鏡超透鏡光學原理圖常規FOV90-18090-12070-10080-100150-18060-10080-150成像質量邊緣成像好容易產生偽影和畸變邊緣成像質量好,但容易產生偽影容易產生畸變視場角超大,但容易產生偽影和畸變FOC和Eyebox色差小優點成本便宜較輕薄,便宜輕薄,成像質量好有利于眼動元器件布置輕薄,超大視場角超薄,可實時變焦超薄,光路可定制量產價格5-10
47、元15-20元120-180元50-100元-發展階段淡出市場主流選擇即將大規模應用小眾市場前沿研究前沿探索前沿探索代表產品PS VR等Vive Focus3;Nolosonic2;OculusQuest2;Pico Neo3等YVR2;Pico4;ViveFlow;華為VR Glass等Lynx暫無暫無暫無 11 圖 6:VR 顯示方案發展趨勢 資料來源:Omdia,西部證券研發中心 Micro OLED 顯示器件顯示器件:以單晶硅作為襯底,并采用 CMOS 工藝制作顯示驅動電路。相相較于較于 Fast LCD,Micro OLED 具備顯著優勢:具備顯著優勢:高分辨率:高分辨率:Micro
48、 OLED 像素尺寸為傳統顯示器件的 1/10,且單眼像素密度可達到2000+PPI,遠超過 Fast LCD(1000PPI),有效削弱紗窗效應,提升設備顯示效果。高刷新率:高刷新率:Micro OLED 反應時間為微秒級,遠超過 Fast LCD(毫秒級),有效改善運動模糊現象,降低使用眩暈感。輕量化:輕量化:Micro OLED 采用單晶硅芯片作為襯底,減少器件的外部連線,重量相比傳統顯示器件降低 50%以上。低功耗:低功耗:Micro OLED 為自發光技術,無需背光源,功耗約為 LCD 的 30-40%。圖 7:Micro OLED 顯示器件結構圖 圖 8:Micro OLED 與傳
49、統 OLED 對比 資料來源:OLEDindustry,西部證券研發中心 資料來源:Sony,西部證券研發中心 20162017201820192020202120222023AMOLEDOculus RiftPS VRHTC ViveHTC ViveProHTC ViveFocus PlusOculus QuestPS VR 2DPVR E3PFast LCDOculus GoOculus Rift SOculus Quest2HTC ViveFocusHTC ViveCosmosHTC VivePro2HTC ViveFocus 3HTC ViveXR ElitePico GoblinPi
50、co G2Pico Neo2Pico Neo3Pico Neo3Pico 4DPVR E4DPVR E3CDPVR P1Valve IndexNolo Sonic2ShiftallMeganeXShiftallMeganeXArpara AIOMicro OLEDMini LEDVajro AeroSkyworth Pancake 1proArpara AIOArpara VRArpara VRPimax RealityPimax CrystalPimax PortalQuest Pro 12 Mini LED 背光顯示背光顯示器件:器件:將 LED 燈珠尺寸縮小至 50-200m 之間,增大
51、單位面積內燈珠數量;同時將背光層分割成小塊,通過 LED 芯片實現分區調光。相較于 LCD 背光顯示,Mini LED 不僅可以有效提高屏幕亮度和對比度,同時通過增強對暗部區域顯示的控制,提高顏色飽和度。圖 9:Mini LED 背光顯示器件結構圖 圖 10:Mini LED 背光與傳統背光對比 資料來源:Trendbank,西部證券研發中心 資料來源:芯顯視,西部證券研發中心 未來趨勢:未來趨勢:中短期內 Micro OLED 和 Mini LED 作為過渡方案,在 Pancake 方案需要高亮屏幕需求的帶動下,有望實現加速滲透。其中,通過多維度對比,Micro OLED 在顯示參數上表現更
52、優,伴隨量產后規模效應下成本下降,Micro OLED 更有希望成為過渡期內的主流顯示方案。長期來看,Micro LED 各維度參數更勝一籌,沒有短板,待巨量轉移和全彩化方案等技術突破瓶頸實現量產落地后,有望替代 Micro OLED,在 VR 頭顯實現全面搭載,提升顯示效果。表 4:VR 顯示方案對比 顯示技術顯示技術 LCD OLED Micro OLED Micro LED 技術類型 傳統 LED(背光)Mini LED(背光)自發光 自發光 自發光 對比度 低 中等 高 高 高 色域 75%NTSC 110%NTSC 124%NTSC 100%NTSC 140%NTSC 亮度(nit)
53、500 1,000-6,000 500 1,000-6,000 100,000(全彩)反應時間 毫秒(ms)納秒(nm)微秒(s)微秒(s)納秒(nm)PPI 低 高 較低 高 高 厚度 厚 薄 較薄 薄 薄 功耗 高 約 LCD 的 40-50%約 LCD 的 60-80%約 LCD 的 30-40%約 LCD 的 10%制造工藝 簡單 復雜 較復雜 復雜 復雜 良品率 高 較低 高 較低 低 成本 低 較高 中等 較高 高 產業化程度 已成熟多年 近期逐步量產 已成熟多年 近期逐步量產 研究階段 資料來源:wellsenn,西部證券研發中心 彩色濾光片電極電極液晶分子TFT背板Mini L
54、ED背光玻璃基板偏光片偏光片 13 2.3 交互交互:眼動追蹤眼動追蹤+瞳距調節瞳距調節優化用戶體驗優化用戶體驗,全彩透視,全彩透視拓展應用生態拓展應用生態 2.3.1 眼動追蹤眼動追蹤成為新一代頭顯標配,成為新一代頭顯標配,助推用戶體驗升級助推用戶體驗升級 VR 交互方式多樣,眼動追蹤備受關注。交互方式多樣,眼動追蹤備受關注。眼動追蹤方案不僅可以通過注視點渲染技術優化系統資源,降低系統渲染壓力;同時可以通過屈光矯正、眼控交互、眼神交流等功能助推用戶體驗升級,此外還可以與傳感器結合進行用戶行為分析,對產品和游戲制作進行優化及定制。目前眼動追蹤已從早期的外設配件逐漸成為 VR 的集成配置,并從企
55、業級設備向消費級設備延伸。近兩年已有多款頭部消費級 VR 頭顯例如 Sony PSVR2、Meta Quest Pro、Pico 4 Pro 等搭載眼動追蹤模塊,致力于提升用戶體驗。圖 11:眼動追蹤方案的應用 表 5:搭載眼動追蹤的 VR 硬件 資料來源:VR 陀螺,映維網,Tobii,西部證券研發中心 資料來源:VR 陀螺,VR compare,西部證券研發中心 瞳孔角膜反射法為瞳孔角膜反射法為眼動追蹤的眼動追蹤的主流技術方案。主流技術方案。眼動追蹤技術路線主要有五種,其中最常見的是以 Tobii 為代表的技術提供商所采用的瞳孔角膜反射法。該方案下的眼動追蹤主要由眼動攝像機、光源和算法共同
56、完成。其原理為:光源發射紅外光在眼角膜反射形成閃爍點,由眼動攝像機捕捉眼睛的高分辨率圖像,再通過算法解析,實時定位閃爍點與瞳孔的位置,最后借助模型估算出用戶的視線方向和落點。目前眼動追蹤方案主要的目前眼動追蹤方案主要的技術難點技術難點在于:在于:1)不同人眼部特征不同,導致識別的精度和準確度較低;2)額外搭載眼動追蹤技術模塊,會提升設備成本。伴隨各大廠商紛紛加碼眼部追蹤,技術優化和成本改善將會助推眼動追蹤在更多 VR 頭顯上實現搭載,為用戶帶來創新應用和舒適體驗。圖 12:眼動追蹤原理圖 資料來源:Tobii,VR 陀螺,西部證券研發中心 注視點渲染注視點渲染動態屈光矯正動態屈光矯正眼控交互眼
57、控交互眼神交流眼神交流時間時間品牌品牌機型機型時間時間品牌品牌機型機型2019PimaxPimax 8K2021VarjoAero2019VarjoVR-12021DPVRP1 Ultra 4K2019VarjoVR-22021PimaxPimax 12K2019HTCVive Pro Eye2022SonyPSVR22020PicoNeo 2 Eye2022PimaxPimax Crystal2020VarjoVR-32022Skyworth Pancake 1 Pro2021HPReverb G22022MetaQuest Pro2021PicoNeo 3 Pro Eye2022PicoP
58、ico 4 Pro眼球追蹤模塊由若干眼動攝像頭、光源、算法構成光源發射紅外光,在眼角膜反射形成閃爍點眼動攝像機捕捉眼鏡的高分辨率圖像,包括閃爍點圖像通過算法解析,實時定位閃爍點與瞳孔的位置,借助模型估算出用戶的視線方向和落點紅外光源紅外光源攝像頭 14 2.3.2 自動瞳距調節自動瞳距調節首次進入消費級市場,首次進入消費級市場,減少用戶眩暈感減少用戶眩暈感 瞳距調節瞳距調節必不可少,電驅自動成為趨勢必不可少,電驅自動成為趨勢。與傳統眼鏡類似,VR 眼鏡的間距要和用戶瞳距匹配,否則會導致模糊、視疲勞、眩暈等問題。然而個人的瞳距差異對模型的通用性提出挑戰,因此瞳距調節功能必不可少。此前 Oculu
59、s Quest 2 和 Pico Neo 3 主要采用的是手動分段調節方案。伴隨機械可變焦設備技術的逐漸成熟,瞳距調節方案正向電驅自動無極調節演進。圖 13:瞳距調節系統向調動電驅自動無極調節演進 資料來源:AR 圈,西部證券研發中心 電驅自動瞳距調節:電驅自動瞳距調節:其原理是通過眼動追蹤系統識別瞳孔位置,然后驅動電機自動將Pancake 模組位移到合適的瞳距。2022 年,電驅自動調節首次進入消費級市場,在 Pico 4 Pro 上得以搭載。伴隨底層 Pancake、眼動追蹤、機械可變焦技術的成熟,“Pancake+眼球追蹤+電驅自動無極調節”將成為新一代 VR 頭顯的主流技術方案,在消費
60、級 VR 市場實現加速拓展。圖 14:電驅自動調節原理圖 資料來源:AR 圈,西部證券研發中心 品牌品牌型號型號手動手動/自動自動電機驅動電機驅動分段分段/無極無極是否單目獨立調節是否單目獨立調節發布時間發布時間MetaQuest Pro 22023-24年蘋果第一代2023.1Pico4 Pro2022.9VajroXR-32020.1Pico42022.9MetaQuest Pro2022.1PicoNeo 32021.5MetaQuest 22020.9單目獨立調節單目獨立調節雙目一體調節自動調節自動調節手動調節YesNo無極調節無極調節3檔可調Meta Quest 2Meta Ques
61、t ProPico 4Pico 4 ProApple Reality One手動手動分段調節分段調節手動手動無極無極調節調節電驅手動電驅手動無極無極調節調節電阻自動電阻自動雙目一致雙目一致無極無極調節調節電阻自動電阻自動雙目獨立雙目獨立無極無極調節調節VR眼鏡內用多個紅外線LED照射眼球,同時用紅外攝像頭拍攝眼球紅外攝像頭獲取眼球瞳孔位置及眼球反射的紅外LED位置圖像眼動追蹤算法根據瞳孔圖像及紅外LED反光位置圖像計算出瞳孔位置、大小及瞳距等信息,并將IPD數據發至IPD調節機械結構驅動電路機械驅動電路驅動微型電機、行星齒輪減速機、絲杠等結構,推動VR光學結構位移,對準人眼。15 2.3.3
62、全彩透視全彩透視技術技術開拓更多應用場景開拓更多應用場景,助力,助力MR發展發展 See-Through 功能最初目的是解決安全問題功能最初目的是解決安全問題。See-Through 功能通過增加用戶對周圍環境的感知,提高用戶的安全系數;同時還可以讓用戶在不摘除頭顯的情況下,實現與外部現實世界的行為交互,例如觸摸和打開控制器,增強了 VR 頭顯體驗的可持續性?;赩R 設備上搭載的 RGB 攝像頭以及產品設計等因素,此前 VR 設備上支持的多數為黑白透視。目前 VR 設備上所搭載的黑白視頻透視技術正在向全彩透視技術升級。2022 年下半年起,多款主流 VR 頭顯選擇搭載全彩透視技術方案,探索更
63、多應用可能。表 6:搭載全彩透視方案的 VR 硬件 機型機型 上線上線/發布時間發布時間 機型機型 上線上線/發布時間發布時間 Lenovo ThinkReality VRX 2022/9/29 Somnium Space VR One 2022/12/20 Pico 4 2022/10/18 奇遇 MIX 2022/12/23 Quest pro 2022/10/25 Pico 4 Enterprise 2022/12/30 TCL NXTWEAR V 2022/11/13 Ajna XR 2023/1/5 Pico 4 Pro 2022/11/30 HTC Vive XR Elite 20
64、23/1/5 資料來源:VR 陀螺,VR compare,西部證券研發中心 常見的常見的 See-Through 實現方式主要有兩種:實現方式主要有兩種:光學透視(光學透視(Optical See-Through,OST):真實世界是通過放置在用戶眼前的半透明光學合成器看到的,計算機生成的圖像也通過光學合成器被反射到用戶的眼睛里,從而將真實世界和虛擬世界結合起來。視頻透視(視頻透視(Video See-Through,VST):真實世界是通過相機捕捉到實時視圖,然后與計算機圖像技術結合在一起,呈現在不透明的顯示器上。由于光學透視 OST:1)光路設計復雜,顯示的畫面視角有限;2)光線原因無法顯
65、示純黑的畫面;3)光學零部件成本造價較高,因此 VR 設備廠商通常選擇已經較為成熟的視頻透視 VST 方案。圖 15:光學透視(左)和視頻透視(右)原理圖 資料來源:S-Dream Lab,西部證券研發中心 黑彩透視向全彩透視進化,黑彩透視向全彩透視進化,開拓更多應用場景。開拓更多應用場景。此前黑白透視不具有拓展應用生態的能力。全彩透視技術的出現,解決 VR 視野遮擋的痛點,一方面加速了產品形態的融合,打破了虛擬世界和現實世界之間的界限。另一方面,設備在玩法上加強了用戶體驗以及開拓了更多的場景,釋放出更多的生產力。盡管目前全彩透視仍有畫面延遲、視覺差異以及配準問題等需要解決,但是伴隨技術方案逐
66、步優化,全彩透視方案將成為 VR 產品的標配功能。16 圖 16:黑白透視效果圖 圖 17:全彩透視效果圖 資料來源:智東西,西部證券研發中心 資料來源:Quest 官網,西部證券研發中心 2.4 應用:應用:內容逐漸豐富,場景逐步拓展內容逐漸豐富,場景逐步拓展 游戲游戲與與 VR 頭顯適配度更高,頭顯適配度更高,是是 VR 在在 C 端端最主要的最主要的應用應用場景場景。從用戶屬性、技術準備等角度來看,游戲與 VR 設備更加適配,因此游戲成為 VR 目前主要的應用場景,也是目前VR 核心的內容變現方式。優質游戲帶動用戶留存,應用開發者實現盈利。優質游戲帶動用戶留存,應用開發者實現盈利。據 S
67、team 數據顯示,爆款游戲 Half-Life:Alyx上線當月,Steam VR 頭顯用戶數占比大幅提升 0.75pct 至 1.91%。VR 用戶留存提升,增強了游戲變現能力,應用開發者收入實現高增長。據 Meta 數據顯示,截至 2022年 2 月,Quest 平臺有 8 款應用流水超過 2000 萬美元,124 個應用程序獲得超過 100 萬美元的收入,同比增長 80%。圖 18:SteamVR 活躍用戶占比 圖 19:Quest 平臺開發者收入情況統計(單位:個)資料來源:Steam,西部證券研發中心 資料來源:Meta,VR 陀螺,西部證券研發中心 平臺內容不斷豐富,平臺內容不斷
68、豐富,內容內容生態進入正循環。生態進入正循環。伴隨游戲內容市場打破“爆款內容匱乏-平臺用戶留存下降-內容廠商不愿制作”的惡性循環,眾多內容工作室開始涌入 VR 賽道擴充游戲內容,游戲與應用數量快速增長。截至 2023 年 1 月,最大的 VR 內容平臺 SteamVR內容數量已達到 7153 個。國內內容平臺雖然起步稍晚,但也正在持續推進。2023 年,仍有多款重磅 VR 游戲亟待上線,例如行尸走肉、捉鬼敢死隊等,有望進一步帶動用戶增長。0.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2.5%3.0%2018-012018-052018-092019-012019-052019-092020-0120
69、20-052020-092021-012021-052021-092022-012022-052022-092023-0105101520253035402千萬美元1千萬美元5百萬美元3百萬美元2百萬美元1百萬美元2020年9月應用數量2021年2月應用數量2022年2月應用數量 17 圖 20:各平臺 VR 內容數量(單位:個)圖 21:國內 VR 平臺內容數量(單位:個)資料來源:青亭網,西部證券研發中心 資料來源:青亭網,西部證券研發中心 表 7:2023 年已上線和即將上線的 VR 游戲 游戲游戲 平臺平臺 上線時間上線時間 游戲游戲 平臺平臺 上線時間上線時間 The Dark Pi
70、ctures:Switchback VR PSVR 2 2023.2 Across the Valley PSVR,PSVR 2 2023 Crossfire:Sierra Squad PSVR 2 2023.2 Ancient board games 全平臺 2023 Cities VR-Enhanced Edition PSVR 2 2023.2 進擊的巨人 VR:牢不可破 Quest2 2023 年夏 The Light Brigade PSVR 2,SteamVR 2023.2 Per Aspera Quest2,SteamVR 2023 Hello Neighbor:Search a
71、nd Rescue PSVR 2,SteamVR 2023.2 Red Flower Quest 2023 Jurassic World Aftermath PSVR 2 2023.2 The Signifier Quest2 2023 Horizon Call of the Mountain PSVR 2 2023.2 捉鬼敢死隊 VR Quest2,PSVR 2 2023 No Mans Sky PSVR 2 2023.2 Ilysia Quest,SteamVR 即將推出 Dyschronia:Chronos Alternate PSVR 2 2023.2 The Last Worker
72、 SteamVR 即將推出 Kizuna AI/絆愛-Touch the Beat!PSVR 2 2023.2 Battle talent SteamVR 即將推出 Star Wars:Tales from the Galaxys Edge PSVR 2 2023.2 DAVIGO SteamVR 即將推出 行尸走肉:圣徒與罪人第二章:Restribution SteamVR,PSVR2 2023.2 Undead Citadel SteamVR 即將推出 Vertigo 2 SteamVR 2023.3 Ziggys Cosmic Adventures SteamVR 即將推出 Electr
73、ic Sheep:A Cyberpunk Dystopia SteamVR 2023.4 Samurai Slaughter House SteamVR 即將推出 Grimlord SteamVR 1Q23 Into The Darkness VR SteamVR 即將推出 Hellsweeper VR SteamVR 2Q23 UBOAT VR SteamVR 即將推出 Propagation:Paradise Hotel SteamVR 2Q23 VR Gaints SteamVR 即將推出 Prison Simulator VR SteamVR 2023 生化危機 8:村莊 PSVR 2
74、 即將推出 資料來源:Upload VR showcase,Meta Game showcase,PSVR 官網,西部證券研發中心 未來趨勢:未來趨勢:短期內,VR 應用將向社交、直播、影視等多場景逐步拓展,加速消費級內容生態的繁榮。據 Omdia 數據顯示,2026 年 VR 頭顯消費級應用市場規模將達到 75 億美元,2021-2026 年 CAGR 為 20.3%。長期來看,VR 頭顯有望進一步向 B 端市場滲透,與醫療、教育、營銷等應用場景結合,升級人機交互體驗。-1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,0002021-012021-03
75、2021-052021-072021-092021-112022-012022-032022-052022-072022-092022-112023-012023-03 Steam Oculus Viveport SideQuestAPP Lab-50 100 150 200 250 300 350 4002022-062022-072022-082022-092022-102022-112022-122023-012023-022023-03 Pico Nolo VR奇遇VR YVR 18 圖 22:VR 在消費級市場的主要應用場景 資料來源:各公司官網,西部證券研發中心 2.5 展望展望:
76、奇點已至,:奇點已至,軟硬協同帶動軟硬協同帶動VR加速放量加速放量 短期短期 VR 出貨承壓,長期增長出貨承壓,長期增長態勢態勢穩定。穩定。據 IDC,2021 年全球 VR 出貨量為 1,095 萬臺,突破年出貨 1,000 萬臺的重要拐點,VR 時代已至。2022 年 VR 頭顯出貨下滑,主要由于:1)通貨膨脹等多因素導致下游消費需求疲軟;2)Meta 將 Quest 2 全系列產品價格上調100 美元;3)部分新品上市時間推后。伴隨軟硬件新品密集發布,2023 年 VR 頭顯出貨有望恢復。長期來看,隨著軟硬件協同發展,內容生態日益完善,VR 頭顯將保持穩定增長態勢。據 IDC 預測,20
77、27 年 VR 出貨量有望達到 2465 萬臺,2022-27 年復合增長率超過 20%。圖 23:全球 VR 設備出貨量及同比增速 資料來源:IDC,西部證券研發中心 VR ChatVR+社交社交VR+直播直播VR+影視影視REC RoomHorizon Worlds虛擬之城演唱會直播疫情新聞直播世界杯賽事直播VR互動電影Pico VR影視資源奇遇平臺影視資源VR+辦公辦公Microsoft Teams VR版Horizon WorkroomsInfinite Office-40%-20%0%20%40%60%80%100%05001,0001,5002,0002,5003,00020212
78、0222023E2024E2025E2026E2027EVR出貨量(萬臺)yoy(右軸)19 三、三、AR:光學方案:光學方案取得取得突破,突破,C端產品蓄勢待發端產品蓄勢待發 從近兩年上市或發布的熱門從近兩年上市或發布的熱門 AR 眼鏡性能參數來看,產品的硬件形態和技術路徑呈現多樣眼鏡性能參數來看,產品的硬件形態和技術路徑呈現多樣化?;?。AR 眼鏡產品設計尚未統一,目前仍為一體式和分體式整機共存。此外,AR 眼鏡目前的發展受制于近眼顯示技術(光學+顯示),由于所有近眼顯示方案均有各自的優缺點,暫未誕生明確的終極發展路徑,因而導致搭載各類近眼顯示技術方案的產品并存,針對不同場景和市場呈現百花齊
79、放的狀態。2022 年年消費級消費級 AR 眼鏡市場全面起航。眼鏡市場全面起航。1)近眼顯示方面近眼顯示方面,Birdbath+Micro OLED 方案獲得更多廠商的采用,光波導+Micro LED 方案初步量產落地,展現巨大的發展潛力。2)交交互方面,互方面,指環交互初步試水。解鎖更多應用場景。表 8:近兩年 AR 新品參數 資料來源:VR compare,VR 陀螺,各公司官網,西部證券研發中心 成像技術成像技術光源技術光源技術Rokid Vision 22021/1/5分體式-光波導-雙目40-(未上市)C端愛普生BT-40/40S2021/3/2分體式高通驍龍XR 1自由曲面棱鏡OL
80、ED雙目3419201080165US$579C端INMO X2021/5/31一體機紫光展銳T740自由曲面鉆石OLED-19201080-C端亮風臺HiAR H1002021/9/9一體機紫光展銳T740陣列光波導LCoS雙目3019201080-B端ThinkReality A32021/12/1分體式高通驍龍 XR 1BirdBath-130US$1,499B端Rokid Air2021/12/26分體式-BirdBathMicro OLED雙目431920108083US$499C端TCL NXTWEAR S2022/1/4分體式-BirdBathMicro OLED雙目471920
81、108075(未上市)C端光粒Lightin Me2022/1/12分體式-衍射光波導Micro OLED雙目401280720100(未上市)C端李未可Meta Lens S1/S1 pro2022/1/17一體機高通驍龍4100衍射光波導單綠色Micro LED雙目3064048094Rmb3,499C端視享G3302022/1/20分體式-BirdBathOLED雙目401920108069Rmb2,999C端視享G3502022/1/20分體式-BirdBathMicro OLED雙目461920108069-C端Dream Glass Lead Plus2022/1/24一體機高通驍
82、龍670-雙目9019201080320US$799B端Dream Glass Lead Pro2022/1/24一體機高通驍龍670-雙目9019201080320US$1,199B端Oppo Air Glass2022/3/3分體式高通驍龍4100衍射光波導單綠色Micro LED單目2864048030Rmb4,999C端Nreal Air2022/3/4分體式-BirdBathMicro OLED雙目461920108079Rmb2,299C端Rokid Air Pro2022/3/4分體式-BirdBathMicro OLED雙目431920108083-C端雷鳥Air2022/4/
83、19分體式-BirdBathMicro OLED雙目471920108069Rmb3,299C端MAD Gaze Wave2022/5/22分體式-混合光波導Micro OLED雙目401920108080US$399C端INMO Air2022/6/9一體機紫光展銳W517陣列光波導Micro OLED雙目26640400-US$469C端Mijia2022/8/1一體機高通驍龍自由曲面棱鏡Micro OLED-100Rmb2,699(未上市)C端光粒Holoswim22022/8/5一體機-光波導Micro OLED單目251286470US$99(未上市)C端Nreal X2022/8/
84、23分體式-BirdBathMicro OLED雙目5219201080106Rmb4,299C端Lenovo Glasses T12022/9/1分體式-自由曲面鉆石Micro OLED雙目381920108096Rmb1,999(未上市)C端亮亮視野聽語者2022/9/21一體機高通驍龍4100光波導LCoS雙目2364036079Rmb3,999C端Dream Glass Flow2022/9/22分體式-BirdBathMicro OLED雙目431920108059US$799(未上市)C端Magic Leap 22022/9/30分體式-單層光波導LCoS雙目70144017602
85、60US$3,299B端Vuzix Shield2022/9/30一體機高通驍龍XR 1自研光波導Micro LED雙目30-B端Vuzix Blade22022/9/30一體機-光波導-單目20480480-B端雷鳥Air 1s2022/10/17分體式-BirdBathMicro OLED雙目451920108082Rmb2,499C端Vuzix Ultralite2022/11/1一體機-光波導Micro LED單目30-38(未上市)B端愛普生BT-45C/CS2022/11/4分體式-自由曲面棱鏡Micro OLED雙目3419201080207-B端視享G5102022/11/19
86、分體式-陣列光波導Micro OLED單目34128072071-B端Viture One2022/11/22分體式-BirdBathMicro OLED雙目431920108078US$399C端Xiaomi Smart Glasses2022/11/30一體機-光波導單綠色Micro LED雙目2964048051-C端Thirdeye Razor MR Glasses2022/11/30分體式-BirdBathMicro OLED雙目431920108085-C端燧光Rhino X Pro2022/12/1一體機高通驍龍XR 2自由曲面棱鏡LCD雙目7021602160590US$299
87、B端Oppo Air Glass 22022/12/1一體機Apollo衍射光波導單綠色Micro LED雙目2764048038(未上市)C端TQSKY T12022/12/8分體式-BirdBathOLED雙目431920108079US$699C端Huawei Vision Glass2022/12/12分體式-BirdBathMicro OLED雙目411920108083Rmb2,999C端Digilens Argo2023/1/3一體機高通驍龍XR 2光波導LCoS雙目30-185(未上市)B端雷鳥X22023/1/4一體機高通驍龍XR 2衍射光波導全彩Micro LED雙目25-
88、(未上市)C端麥耘maeiyun-XR12023/1/5分體式-BirdBathMicro OLED雙目50128072090Rmb6,999C端市場市場機型機型上線上線/發布時發布時間間頭顯類型頭顯類型芯片芯片光學方案光學方案FOV分辨率分辨率(單眼單眼)重量重量(g)價格價格 20 3.1 光學光學:光波導:光波導方案初步落地,方案初步落地,有望成為有望成為未來趨勢未來趨勢 多種光學方案并存,光波導多種光學方案并存,光波導成為重點發展方向。成為重點發展方向。目前市場上較為成熟的是 BirdBath 方案,該方案光效相對較高對適配顯示方案要求低,且成本可控適合量產,成為大多數消費級AR 廠商
89、的首選。但同時 BB 方案存在光學模組體積大、透光率低等問題。相比而言,光波導方案不受視場角和體積的平衡限制,且產品形態更接近傳統眼鏡,因而更適合用來打造符合日常佩戴體驗的輕量化 AR 眼鏡,拓展消費級市場。2022 年,已有多款搭載光波導的 AR 眼鏡落地,伴隨光波導量產工藝突破,將在消費級市場實現加速滲透。表 9:AR 光學方案對比 資料來源:VR 陀螺,西部證券研發中心 光波導主要分為幾何光波導和衍射光波導:光波導主要分為幾何光波導和衍射光波導:幾何光波導幾何光波導:采用幾何陣列反射原理實現光線傳播。其優點在于:1)光效:基于幾何光學全反射,光效超過 15%;2)色散:全反射下色散控制效
90、果較好,不存在雜色、彩虹效應等問題;3)成像:借助高清微顯示技術可實現高亮度、色彩豐富、景深融合的全彩顯示;4)漏光率:正面漏光率低于 1%,有效保護用戶隱私。但同時其難點在于二維擴瞳雖已實現技術突破,但制造工藝難度大,量產和良率方面存在挑戰。表面浮雕光波導:表面浮雕光波導:采用表面浮雕光柵替代傳統的折反射光學元件。其優點在于表面浮雕光波導可實現二維擴瞳,擴大眼動范圍;且光學設計上簡單靈活,生產制造難度相對較低。但其缺陷在于:1)色散現象嚴重:不同波長光線在衍射光柵的衍射角度不同,造成色彩分布不均勻,出現“彩虹效應”;同時衍射角度導致部分光向其他方向傳播,造成外側漏光,導致用戶隱私泄露;2)光
91、效低:光效不足 1%。體全息光波導體全息光波導:采用全息光學元件代替表面浮雕,可以實現單片彩色。理論上在滿足布拉格條件時,衍射效率可達到 100%,成像質量好。但是現階段受于技術壁壘、工藝難度和材料限制,全息光波導性能較差,暫未達到表面浮雕光波導同等水平,無法滿足 AR 眼鏡商品化要求。方案方案棱鏡棱鏡離軸反射離軸反射自由曲面自由曲面Birdbath光波導光波導光學模組光學原理圖技術原理經過反射,通過平面棱鏡將圖像射入人眼經過一次反射,通過凹面半透鏡射入人眼經過兩次反射,通過半透半反分光鏡和凹面半透鏡射入人眼經過兩次反射,通過45度半透半反分光鏡和凹面半透鏡射入人眼控制光線在介質中定向多次反射
92、經過陣列式/衍射式反射面射入人眼形態棱鏡塊頭盔式楔形眼鏡眼鏡視場角10-2080-10020-4040-6020-60透光率40-50%50-70%40-70%25-30%80-95%光學效率20-30%40-50%20-40%15-25%1-3%厚度10mm20mm10mm20-30mm1-2mm成本低低較高較高高主要瓶頸體積和視場角存在矛盾顯示面積小,觀看角度非正前方畫面存在畸變體積很難縮小LCD光源與透鏡需要保持一定距離視場角與體積存在矛盾鏡片上有較強的反射圖像,外觀不夠自然厚度相對較大透光率較低,亮度較低視場角小畫面存在色散問題光損耗大技術方案不成熟,生產工藝難度高代表產品Google
93、 Glass、GLXSS ME、Madgaze XS、悉見等Meta、Dream World、Leap MotionMAD Gaze Vader、亮風臺HiARG200、Epson BT 300/350/35E/40等Nreal、Lenovo、ODG R8/R9、高通AR等Hololens、Rokid、Vuzix、Digilens、Magic Leap、Wave Optics等 21 表 10:光波導方案對比 資料來源:Rokid Lab,VR 陀螺,靈犀微光,西部證券研發中心 未來趨勢:未來趨勢:近年來,幾何光波導顯示技術在理論研究和制造工藝方面得到了飛速提升,已成為 AR 領域最為成熟和最
94、具發展潛力的光波導技術方案。如今,束縛幾何光波導技術發展的“難以量產、視場角小、光機體積大”等問題,已隨著幾何光波導“二維擴瞳”技術的突破得到了徹底的解決。中短期來看,雖然幾何光波導與表面浮雕光波導并存,但隨著二維幾何光波導模組的量產,二維幾何光波導憑借其性能優勢和產業鏈優勢將被 AR 眼鏡廠商廣泛采納。長期來看,伴隨全息光波導技術和材料實現突破,全息光波導量產落地后,制造成本最低且性能更優,有望成為更具潛力和優勢的光學方案,全力推動輕量化 AR 眼鏡的發展。3.2 顯示顯示:與光學方案深度綁定,與光學方案深度綁定,靜待靜待全彩全彩Micro LED量產量產 顯示方案需與光學方案適配,顯示方案
95、需與光學方案適配,Micro LED 成為光波導成為光波導終極搭檔。終極搭檔。目前市場已推出的顯示方案有 LCOS、DLP、LBS、Micro OLED 和 Micro LED 方案,由于不同的光學方案對屏幕亮度需求不同,適配的光學方案和微顯示屏方案結合可以發揮 1+12 的效果。目前 Micro OLED+BirdBath 方案已成為一個可以均衡成本和顯示效果的快速落地方案,加速消費級AR 眼鏡的鋪開,2022 年發布的 AR 眼鏡普遍采用此搭配方案。但是由于未來主流光學方案光波導技術光效極低(1%),Micro OLED亮度難以實現正常的入眼亮度,而Micro LED在亮度、對比度、刷新率
96、、功耗、體積等多方面具備優勢,與光波導技術適配,被認為是AR 近眼顯示應用的終極方案。表面浮雕光柵波導表面浮雕光柵波導體全息光柵波導體全息光柵波導原理圖公司代表Lumus,靈犀微光,瓏璟光電,Optivent等微軟,Vuzix,Magic Leap,Waveoptics,Dispelix等Digilens,Sony,Akonia(被蘋果收購)等光學設計半透半反鏡面陣列:多層鍍膜玻璃/塑料鏡片表面浮雕光柵(SRD):高折射率復合材料全息體光柵(VHG)或全息光學元件:液晶,光聚合物制造工藝常規光學,涂層,堆疊,切割等光柵設計、母版加工、納米壓印、封裝檢測全息激光干涉擴瞳技術一維擴瞳/二維擴瞳二維
97、擴瞳二維擴瞳光學效率一維10-15%二維5%1%1%-3%最大視場角605040漏光微弱嚴重且暫無消除方案已有改善方案偏色微小嚴重較嚴重優點成像效果好無色散光效高光柵設計生產靈活,良率高可實現二維擴瞳,覆蓋更多人群透明度高、結構輕薄可實現二維擴瞳透明度高、結構輕薄量產后具備成本優勢缺點二維擴瞳門檻高良率低、成本高存在色散問題光損耗大設計壁壘高,資本支出大存在色散問題視場角小,光損耗大對材料、系統設計、制造工藝要求高產業鏈配套完備供應鏈全流程自主可控,無需采用進口設備無配套供應鏈需自研材料和改進設備納米壓印設備和光刻膠需進口無配套供應鏈需自研材料和改進設備光刻機、光刻膠及材料等需進口產業化程度小
98、規模量產小規模量產尚未量產光波導類型光波導類型幾何光波導幾何光波導衍射光波導衍射光波導 22 表 11:AR 顯示方案對比 資料來源:VR 陀螺,西部證券研發中心 Micro LED 顯示技術顯示技術:將背光源進行薄膜化、微小化、陣列化,使像素尺寸縮小至 50m 以下,同時實現每個像素單獨定址,單獨驅動發光。Micro LED 不僅具備 Micro OLED高分辨率、高刷新率、低功耗的特點,同時繼承了無機 LED 高亮度、反應速度快等特性,在各維度表現優異,沒有短板。此外,雖然現階段 Micro LED 制造成本較高,但從理論角度看,Micro LED 不需要大面積基板進行光刻或蒸發,也不需要
99、復雜制程進行顏色轉換和防止亮度降低,所以理論上 Micro LED 系統成本更低。圖 24:顯示面板核心指標對比 資料來源:艾瑞咨詢,西部證券研發中心 但是目前 Micro LED 仍處于研發階段,實現量產仍面臨諸多技術瓶頸,包括前期的磊晶技術瓶頸、巨量轉移(Mass Transfer)良率、封裝測試,以及后續的檢測、維修等。雖然目前巨量轉移方案已經取得初步突破,但實現滿足 AR 眼鏡應用的全彩 Micro LED 仍是巨大挑戰。Micro LED 晶片紅光發光效率差,采用全藍光又會面臨“如何高效色轉換”的問題,這使得“無法實現全彩高亮顯示”成為 Micro LED 在近眼顯示領域的主要缺陷。
100、此前市面上發布的搭載 Micro LED 的 AR 眼鏡,主要以采用單綠色顯示方案為主。類型類型LCOSDLPMicro OLEDLBSMicro LED發光原理圖光源外部光源外部光源自發光外部光源自發光響應時間毫秒(ms)微秒(s)微秒(s)納秒(ns)納秒(ns)對比度1,000:12,500:1100,000:12,000:1100,000:1亮度(nit)10,00020,0001,000-6,000100,000100,000(全彩)10,000,000(單色)像素密度(ppi)1,500-2,5001,000-1,2002,500-5,0001,200-1,5005,000-7,0
101、00器件結構復雜復雜簡單復雜簡單功耗高高低中等低體積大大小中等小主要瓶頸響應速度慢功耗高因需要單獨光源,對比度低,體積大設計復雜進一步提升像素密度難度高體積難以進一步縮小亮度低制作工藝精度亟待提升成本高成本高高分辨率光路復雜刷新率較低成本高制作工藝不成熟量產困難AR光學搭配方案光波導/棱鏡光波導自由曲面/Birdbath全息光波導光波導 23 圖 25:Micro LED 紅光效率嚴重不足 圖 26:搭載單綠色 Micro LED 的 AR 眼鏡 資料來源:Yole,西部證券研發中心 資料來源:VR 陀螺,西部證券研發中心 未來趨勢:未來趨勢:伴隨各廠積極進行 Micro LED 研發布局,全
102、彩化方案已現曙光。2022 年 6 月,JBD 宣布實現了 50 萬尼特超高亮度的 0.13 英寸 Micro LED 微顯示器的量產,該產品的推出為 Micro LED 全彩化方案奠定基礎。2023 年 1 月,在 CES 2023 消費電子展上,雷鳥創新宣布了首款可量產的全彩 Micro LED+衍射光波導眼鏡雷鳥 X2,該產品在光機上,通過合色棱鏡(X-cube)將附于三個不同面的紅、綠、藍單色 0.13 英寸微顯示面板進行光學合色,最終達成全彩顯示效果。雖然相比傳統單綠色的光引擎體積略大,但是在顯示上卻帶來了“分水嶺”式的提升,標志著 AR 產業開始進入 Micro-LED 全彩時代。
103、短期來看,Micro OLED+BirdBath 憑借技術成熟度被 AR 眼鏡廠商廣泛采納;長期來看,全新Micro LED 有望在 2026 年實現規?;逃?,搭配光波導成為 AR 眼鏡的終極方案。圖 27:雷鳥 X2 搭載全彩 Micro LED 圖 28:全彩 Micro LED 預計 2026 年實現商用 資料來源:VR 陀螺,西部證券研發中心 資料來源:Yole,西部證券研發中心 3.3 交互交互:指環交互初步試水,指環交互初步試水,探索多元交互功能探索多元交互功能 企業級眼鏡犧牲重量和成本實現多元交互,難以復制到消費級市場。企業級眼鏡犧牲重量和成本實現多元交互,難以復制到消費級市場
104、。高端 B 端眼鏡通過搭載大量傳感器,實現空間定位、手勢識別、眼動追蹤等功能,但同時導致眼鏡的重量和成本的大幅提升,無法推廣至消費級 AR 市場。例如 Magic Leap 2 搭載 18 枚傳感器,但售價高達 3,299 美元,重量為 260g。消費級眼鏡標配實體按鍵,消費級眼鏡標配實體按鍵,指環交互初步試水。指環交互初步試水。目前消費級 AR 眼鏡為增加交互能力,實75%40%25%40%30%15%45%10%7%0%10%20%30%40%50%60%70%80%100m15m Micro LED5m Micro LED100m15m Micro LED5m Micro LED100m
105、15m Micro LED5m Micro LEDBlue(467nm)Green(532nm)Red(630nm)24 現更多功能,在避免通過搭載傳感器額外增加重量和成本的同時,普遍選擇標配實體按鍵。例如雷鳥 1S,通過物理按鍵可以實現調節屏幕亮度、音量大小,切換 2D/3D 模式等功能。此外,近兩年,部分廠商還推出了更迷你型的戒指形態的交互配件,不僅具有更高的指令下達效率和更多元的交互功能;同時不管在室內還是戶外使用都不會“尷尬”。甚至部分戒指配件還具備 3DOF 能力,可以帶來在現實空間中的真實交互體驗。目前已有光粒、INMO、NOLO 等 AR 廠商推出了相應的智能戒指配件。長期來看,
106、AR 眼鏡交互有望向手勢交互、眼動追蹤等交互方案進一步發展,逐步脫離智能手機屏幕的控制,實現一體化、多模態、精細化的交互。圖 29:Magic Leap2 搭載超過 18 枚傳感器 圖 30:INMO 指環 資料來源:Magic Leap 官網,西部證券研發中心 資料來源:INMO 官網,西部證券研發中心 3.4 應用應用:B端應用較為確定,端應用較為確定,C端應用剛剛起步端應用剛剛起步 企業級場景應用需求明確,消費級應用市場仍在起步階段。企業級場景應用需求明確,消費級應用市場仍在起步階段。目前AR眼鏡主要應用于醫療、軍事、工業制造、安防等企業級場景中,以滿足 B 端遠程協作、模擬培訓、信息輔
107、助等需求。而消費級應用市場還處于初期建設階段,目前行業參與者多圍繞場景在不同細分賽道上進行各自發展,例如主打拍照的 AR 眼鏡米家眼鏡相機;主打聽障人群視聽需求的亮亮視野聽語者;主打戶外賽道的李未可 Metalens S1;主打觀影的華為 Huawei Vision Glass等。未來消費級應用生態的搭建,還需硬件成本的進一步下沉和產品形態的進一步改善。圖 31:B 端應用較為確定 資料來源:中移智庫,西部證券研發中心 應用場景應用場景應用領域應用領域應用案例應用案例技術特點技術特點AR+醫療醫療 藥物研發 輔助診療 健康管理 醫療機器人 可穿戴設備等應用于醫療設備制造,幫助實現醫療設備的產線
108、與設備產線巡檢,實現產線數字孿生IoT可視化 依托5G和云技術,AR結合大數據、AI、手術機器人等前沿科技,賦能精準醫療,提供精確臨床解決方案AR+軍事軍事 綜合訓練環境模擬 戰場環境展示 作戰指揮控制 國防工業生產 裝備維修保障美國陸軍使用AR進行瞄準增強、導航改進和虛擬訓練,為士兵提供更好的夜視和戰術信息 通過AR系統將實時信息疊加傳送到高軍事指揮員和士兵終端AR+工業制造工業制造 工業產品研發 工業產品裝配 工業產品檢修 工業產品生產等三一重工北京樁機工廠結合AR和語音識別技術,攻克高噪聲環境下語音識別技術 借助AR遠程協助解決方案提升設計、測試、運營維護的可視化程度,或遠程指導一線人員
109、對設備進行安裝、維修,快速高效解決問題AR+安防測溫安防測溫 人臉識別 紅外測溫 車牌識別 執法記錄 信息推送 遠程指揮等Rokid紅外測溫解決方案集成紅外熱成像技術和AR顯示技術,準確高效的完成遠距離體溫測量 加裝便攜式紅外測溫攝像模塊進行圖像識別錄入數據,語音輸入錄入數據,非接觸、無紙化,提高數據錄入速度,減少接觸,提升安全性和通行效率 25 3.5 展望展望:大廠標桿性產品大廠標桿性產品預計預計2025年年落地,落地,有望有望打開消費級市場打開消費級市場 大廠標桿性產品預計大廠標桿性產品預計 2025 年落地年落地,加速,加速 AR 眼鏡在消費級市場的滲透。眼鏡在消費級市場的滲透。目前由
110、于其硬件方案有待優化,應用場景單一,價格門檻較高,消費級 AR 眼鏡仍處于產業初期階段,尚未實現規模出貨。因而短期內,AR 眼鏡可作為效率工具使用,由容錯高且價格敏感程度較低的 B 端市場驅動,并逐步向 C 端發展。長期來看,Meta 和蘋果均有望在 2025 年前后發布 AR 眼鏡,二者的技術積累和用戶優勢有利于其推出具備代表性的標桿性產品,正式統一近眼顯示方案和硬件形態,定義消費級 AR 眼鏡的參數標準,激發產業活力,加速推動AR眼鏡在消費級市場的拓展。據IDC預測2027年出貨量有望達到641萬臺,2022-27年 CAGR 為 72.3%。圖 32:全球 AR 設備出貨量及同比增速 資
111、料來源:IDC,西部證券研發中心 四、四、蘋果蘋果MR:新品有望年中發布,顛覆性創新激活產業鏈新品有望年中發布,顛覆性創新激活產業鏈 多維度功能創新,虛擬現實的“多維度功能創新,虛擬現實的“iPhone 時刻”。時刻”。蘋果宣布 6 月 6 日召開 2023 WWDC 開發者大會,預計將會宣布首款 MR 頭顯。據 The Information 報道,首款 MR 頭顯預計將搭載雙芯片、3P Pancake 方案、單眼 4K Micro OLED、眼動+手部追蹤交互等核心技術,能夠實現空中打字、VR/AR 模式平滑切換、虹膜掃描等創新功能,有望為用戶帶來全新的虛擬現實體驗。表 12:蘋果 MR
112、相關參數 機型機型 Apple MR 一代一代 渲染圖 0%20%40%60%80%100%120%140%0100200300400500600700202120222023E2024E2025E2026E2027EAR出貨量(萬臺)yoy(右軸)26 頭顯類型 MR 一體機 芯片 Apple M1+M2 光學 透鏡類型 Pancake FOV 120 顯示 材質 Micro OLED 分辨率 內屏單眼 4K PPI 3400 交互 頭部 DOF 6 手柄 DoF 6 眼動追蹤 面部識別 手勢識別 空間定位 Inside-Out 重量(g)300-400 價格 3000 美元 資料來源:Th
113、e Information,西部證券研發中心 表 13:蘋果 BoM 拆分 零部件零部件 供應商供應商 價值量(美元)價值量(美元)主芯片 APPLE 220 RAM/ROM 三星 40-45 內部顯示屏-Micro OLED 生產 索尼 280-320 檢測 華興源創-外部顯示屏-OLED LG 30-35 Pancake 鏡頭 揚明光、玉晶光、大立光 75-80 透鏡貼合 GIS 13-15 檢測 杰普特-攝像頭 鏡頭 舜宇光學 70-80 模組 高偉電子 120-150 傳感器 穩懋 80-90 瞳距調節 兆威機電 30-35 聲學 歌爾股份 16-18 麥克風 美特聲學 21-22 電
114、池 德賽電池、欣旺達 22-25 金屬中框 長盈精密 85-95 外觀件 富士康 20 FPC+PCB 鵬鼎控股 40-45 其他 Wifi、藍牙-60-70 散熱模組-45-50 輔料-30-40 組裝 整機組裝 和碩、立訊精密 110-120 總體價值量總體價值量 1400-1500 資料來源:產業調研,西部證券研發中心 27 4.1 硬件創新:全方位功能升級,打造標桿性硬件創新:全方位功能升級,打造標桿性MR產品產品 4.1.1 光學方案光學方案:采用:采用3P式折疊光路方案,實現輕量化式折疊光路方案,實現輕量化 3P 折疊光路方案實現輕量化,提升用戶體驗。折疊光路方案實現輕量化,提升用
115、戶體驗。據 The Information 報道,蘋果 MR 一代預計采用 3P Pancake 方案,重量約為 300-400g,遠低于 PSVR2(560g)、Meta Quest Pro(722g),產品體積和重量的進一步優化將有效延長用戶佩戴時間;同時視場角有望達到120,遠超現有主流 VR 產品,基本可以覆蓋人眼的可視范圍,提高用戶的沉浸感。除此以外,相較于當前主流的兩片式方案,蘋果 MR 一代選擇采用三片式方案,通過優化光路設計可以進一步提高成像質量,提高產品競爭力。圖 33:折疊光路方案 圖 34:人眼視場角示意圖 資料來源:Wellsen,西部證券研發中心 資料來源:Wells
116、enn,西部證券研發中心 表 14:主流產品光學方案對比 機型機型 透鏡類型透鏡類型 FOV 重量(重量(g)HTC XR Elite 折疊光路-625 Arpara VR All In One 折疊光路 95 380 Pico 4 折疊光路 105 295 PSVR 2 菲涅爾 110 560 Quest Pro 折疊光路 96 722 蘋果蘋果 Reality Pro 折疊光路折疊光路 120 300-400 資料來源:VR compare,西部證券研發中心 4.1.2 顯示方案顯示方案:搭載:搭載4K Micro OLED屏幕,顯著提高顯示效果屏幕,顯著提高顯示效果 Pancake 方案
117、光效利用率較低方案光效利用率較低,僅有,僅有 25%,因此因此需要搭配高亮度顯示屏需要搭配高亮度顯示屏。據彭博社報道,蘋果 MR 預計搭載兩塊索尼 1.4 英寸 4K Micro OLED 屏幕,峰值亮度為 6000nits,是目前為止最高出屏亮度的 VR 顯示屏。Micro OLED 可有效削弱紗窗效應,性能優勢顯著??捎行魅跫喆靶?,性能優勢顯著。據 CSDN 數據顯示,VR 設備削弱紗窗效應需要像素密度達到 2000-4000 PPI。而目前搭載 Fast LCD 的主流 VR 設備,單眼像素密度約為 800-1600 PPI,均無法滿足要求。而 Micro OLED 像素密度可以達到
118、 3000 PPI 以上,例如目前已經上市的 Arpara AIO 5K、松下 Megane PPI 分別達 3514 和 2785。而蘋果 MR PPI 預計將會達到 3400,效果遠超 Fast LCD 方案。Micro OLED 成本較高,是主要限制因素。成本較高,是主要限制因素。據 Yole 數據顯示,單塊 Fast LCD 屏幕價格約為 20-40 美元,而 Micro OLED 屏幕價格在 300 美元以上。因而受制于整體成本較高,28 Micro OLED 搭載率較低。我們認為,隨著蘋果 MR 產品的上線放量,Micro OLED 量產能力的提升將會帶動屏幕成本下降,Micro
119、OLED 有望在更多的 VR 設備上搭載。表 15:主流產品 PPI 對比 產品產品 透鏡類型透鏡類型 PPI Quest 2 Fast LCD 773 愛奇藝 奇遇 3 1058 創維 Pancake 1 1512 Quest Pro 1200 YVR 2 1058 Pico 4 1200 PSVR2 850 Arpara AIO 5K VR Micro OLED 3514 松下 MeganeX 2785 蘋果蘋果 Reality Pro 3400 資料來源:VR compare,西部證券研發中心 4.1.3 交互方案交互方案:支持眼動:支持眼動+手勢追蹤手勢追蹤、全身動捕、全彩透視、全身動
120、捕、全彩透視、瞳距瞳距調節調節等功能等功能 1)眼)眼動動+手勢手勢追蹤追蹤:據彭博社報道,蘋果 MR 頭顯預計能夠實現眼動追蹤和手勢追蹤,與當前主流 VR 頭顯不同,蘋果 MR 預計能夠提供同時利用這兩種技術的系統及交互機制,即該產品將不帶有任何手柄裝置,主要通過眼動+手勢追蹤實現人機交互,未來還有望實現“隔空打字”功能。2)動作捕捉:)動作捕捉:據彭博社報道,蘋果 MR 頭顯預計配備 10 多個攝像頭和傳感器,同時還分配兩個專門用于捕捉腿部運動的攝像頭。蘋果 MR 將采用外部攝像頭及 AI 機器學習的方案來實現包括面部、腿部等身體各部位的動作捕捉。3)全彩透視:全彩透視:據 The Inf
121、ormation 報道,蘋果 MR 頭顯可以通過全彩攝像頭實現 AR 和VR 的無縫自由切換。蘋果 MR 頭顯將會配備類似于 Apple Watch 的“數字表冠”,用戶可以通過物理轉動實現 VR 和 AR 透視模式之間的平滑切換。4)瞳距調節:)瞳距調節:據 AR 圈預測,蘋果 MR 頭顯有望成為首個實現單目獨立+電驅自動無極調節的 VR 頭顯,有望推動瞳距調節實現加速滲透和進一步升級。表 16:主流 VR 產品交互模式對比 眼動追蹤眼動追蹤 手勢追蹤手勢追蹤 串聯眼動追蹤和手部追蹤交互串聯眼動追蹤和手部追蹤交互 蘋果 Reality Pro 支持 支持 支持 PSVR 2 支持 不支持 不
122、支持 Quest 2 不支持 支持 不支持 Quest Pro 支持 支持 不支持 資料來源:彭博社,西部證券研發中心 29 4.1.4 芯片方案:采用自研雙芯片系統,提供強大算力支持芯片方案:采用自研雙芯片系統,提供強大算力支持 自研雙芯片設計,提供強大算力自研雙芯片設計,提供強大算力。據 The Information 報道,蘋果 MR 將采用雙芯片設計,包括主 SoC 芯片(代號 Staten)和專用的圖形處理器(代號 Bora),預計 SoC 芯片將采用蘋果自研的 M2 系列芯片,圖形處理器采用 M1 系列芯片。蘋果 MR 產品通過采用雙芯片方案為 MR 設備提供更強大的算力,從而支撐
123、強大的畫面輸出和數據計算。表 17:芯片參數對比 蘋果蘋果 M1 蘋果蘋果 M2 高通驍龍高通驍龍 XR2 高通驍龍高通驍龍 XR2+Gen1 發布時間 4Q20 2Q22 1Q20 4Q22 制程 5 nm FinFET N5 5 nm FinFET N5P 7nm 4nm CPU 核心 8 8 8 8 基頻 2.1 GHz 2.1 GHz 1.8 GHz 1.8 GHz 睿頻 3.2 GHz 3.5 GHz 2.8 GHz 2.8 GHz GPU 核心 8 10-GPU 執行單元 128 320 2 2 GPU 渲染單元 1024 2,560 512 512 GPU 動態超頻時脈 1,27
124、8 MHz 1,296 MHz 587 MHz 587 MHz GPU 單精度浮點數運算能力 2,610 GFLOPS 3,600 GFLOPS 1,267 GFLOPS 1,267 GFLOPS 資料來源:GadgetVersus,西部證券研發中心 4.2 內容生態內容生態:立足于硬件生態,提供多元交互體驗立足于硬件生態,提供多元交互體驗 多設備多設備互聯互聯:1)蘋果)蘋果 MR 設備可以與設備可以與 AirPods 協同使用:協同使用:據彭博社報道,蘋果 MR 頭顯取消耳機孔設計,預計將通過專用的 H2 芯片和 AirPods 進行協同使用,從而提供更優秀的視聽體驗;2)蘋果)蘋果 MR
125、 設備可以設備可以作為作為 Mac 外接顯示器:外接顯示器:據彭博社報道,蘋果可以連Mac 設備并作為外接顯示器。用戶將能夠在 VR 中可視化 Mac 桌面,并通過物理鍵盤和觸控板/鼠標在 VR 里面操作 Mac;也能將蘋果電腦上的部分應用程序拖入頭顯實現三維查看等功能。3)蘋果)蘋果 MR 設備可以適配設備可以適配 iPhone:據蘋果已公布的專利 用于擴展現實(XR)系統的多設備 Continuity中介紹,佩戴蘋果 MR 的用戶在 iPhone 屏幕上查看電子郵件時,iPhone 顯示屏上會出現郵件應用程序界面的虛擬界面。通過手勢或視線切換,用戶可以將電子郵件傳輸到 MR 虛擬顯示屏,并
126、通過手勢交互來繼續起草電子郵件。伴隨著蘋果 MR 設備順利融入蘋果硬件生態,多設備聯動將有望為用戶提供全方位的交互,提升用戶的使用體驗。xrOS 協同協同:1)界面:)界面:據彭博社報道,蘋果 MR 頭顯將會提供類似于 iPhone 和 iPad 的熟悉主界面,包括可以重新排列的應用程序圖標,以及可自定義的小組件;2)應用)應用程序程序:據彭博社報道,蘋果 MR 頭顯的新界面將會允許用戶訪問 App Store 中的“數以百萬計”應用程序,即用戶將能夠通過專門設計的3D界面訪問現有的App Store內容。同時Safari、日歷、聯系人、文件、信息、筆記、照片、音樂和其他內置應用程序將針對這款
127、 XR 頭顯進行優化。除此之外蘋果也會在 App Store 開辟專門的第三方應用區域;3)內容生態:)內容生態:據彭博社報道,蘋果 MR 頭顯將主打辦公協作,健身冥想和游戲娛樂等用例。例如,Fitness+應用程序將允許用戶在 VR 環境中查看 Fitness+教練的同時進行鍛煉,Health 應用可以通過圖形、聲音和畫外音指導用戶進行冥想;除此之外蘋果 MR 還將推出 FaceTime 和 Apple TV 的頭顯版本。30 五、五、重點標的重點標的 投資建議:投資建議:VR/AR 有望代替 PC 和手機成為下一代人機交互終端,在各應用場景實現加速滲透。展望未來,硬件創新和內容生態的完善將
128、持續拉動硬件出貨,市場潛力可期。我們給予行業“超配”評級,建議重點關注:高偉電子(1415.HK)、兆威機電(003021.SZ)、長盈精密(300115.SZ)。表 18:VR/AR 重點標的 Wind 一致預測(收盤價截至 2023 年 5 月 23 日)公司公司 代碼代碼 股價股價 EPS PE(倍)(倍)2023E 2024E 2023E 2024E 高偉電子高偉電子 1415.HK 18.68 0.11 0.16 165.46 118.91 兆威機電兆威機電 003021.SZ 86.42 1.36 1.91 63.69 45.23 長盈精密長盈精密 300115.SZ 13.04
129、0.46 0.80 28.32 16.39 華興源創華興源創 688001.SH 36.83 1.00 1.32 36.66 27.95 賽騰股份賽騰股份 603283.SH 49.90 2.24 2.93 22.29 17.03 杰普特杰普特 688025.SH 59.06 1.78 2.61 33.23 22.65 舜宇光學 2382.HK 81.70 2.94 3.70 27.83 22.08 立訊精密 002475.SZ 27.66 1.74 2.19 15.90 12.61 歌爾股份 002241.SZ 18.14 0.79 1.06 22.89 17.19 德賽電池 000049.
130、SZ 37.08 2.49 3.29 14.91 11.26 鵬鼎控股 002938.SZ 23.55 2.27 2.64 10.40 8.94 欣旺達 300207.SZ 16.40 0.66 1.17 24.72 14.08 三利譜 002876.SZ 37.11 1.94 2.84 19.16 13.07 平均平均 37.34 26.72 資料來源:wind,西部證券研發中心 注:表內公司盈利預測來自 wind 一致預期 5.1 高偉電子(高偉電子(1415.HK)蘋果相機模組一線供應商。蘋果相機模組一線供應商。高偉電子成立于 2006 年,主要從事設計、開發、制造及銷售各類相機模塊,用
131、作具備相機功能的智能手機、多媒體平板計算機及其他移動設備的重要部件。1)手機業務:)手機業務:2002 年,公司開始為 LG 公司供應 COB 攝像頭模組,正式進入攝像頭業務;2012 年,公司前瞻投入構建 FC 封裝產線,配合北美大客戶在東莞組建華南工廠。2)車載光學業務:)車載光學業務:2022 年成立與速騰聚創深度綁定,合資成立立騰創新,合作量產激光雷達。3)MR 業務:業務:根據 AR 圈,高偉電子將為蘋果 MR 產品提供攝像頭模組。MR 產品放量后,有望為公司提供額外的業績增量。2022 年公司實現營業收入 11.17億美元,同比增長 39.6%;歸母凈利潤 0.84 億美元,同比增
132、長 69.3%。31 圖 35:高偉電子營業收入及同比 圖 36:高偉電子歸母凈利潤及同比 資料來源:公司財報,西部證券研發中心 資料來源:公司財報,西部證券研發中心 5.2 兆威機電兆威機電(003021.SZ)國內國內微型傳動系統領先供應商。微型傳動系統領先供應商。兆威機電成立于 2001 年,專業從事微型傳動系統、精密注塑件和精密模具的研發、生產與銷售,主要為通信設備、智能手機、汽車電子、智能家居、服務機器人、個人護理、醫療器械等諸多領域的客戶提供定制化微型傳動系統和精密注塑件。2022 年微型傳動系統、精密注塑件和精密模具占比分別為 61.4%、33.3%、5.3%。公司積極布局 XR
133、 瞳距調節系統,已被國內龍頭 Pico 采用并批量生產,未來有望成為 MR標配,將會深度受益于 MR 產品的出貨。除此之外,公司還在積極布局更多品類的 XR 領域產品,包括磁感應系統、頭部自動松緊裝置等,為公司成長提供顯著動能。2022 年公司實現營業收入 11.52 億元,同比增長 1.1%;歸母凈利潤 1.51 億元,同比增長 2.0%。23Q1 實現營業收入 2.22 億元,同比增長 3.2%;歸母凈利潤 0.28 億元,同比增長 24.5%。圖 37:兆威機電營業收入和歸母凈利潤 圖 38:兆威機電各項業務收入占比 資料來源:公司財報,西部證券研發中心 資料來源:公司財報,西部證券研發
134、中心 5.3 長盈精密長盈精密(300115.SZ)國內領先的精密電子零組件制造商國內領先的精密電子零組件制造商。長盈精密成立于 2001 年,主要從事手機結構配套件,LED 精密支架,精密模具等的開發、設計、制造、銷售,主營業務包括電子元器件、新能源零部件以及智能裝備制造,2022 年各業務收入占比分別為 82.9%、16.2%、0.8%。長盈精密作為 MR 產品中框及結構件核心供應商,配合蘋果研發多年。伴隨 MR 產品量產,長盈作為核心供應商,有望深度受益。2022 年公司實現營業收入 152.03 億元,同比增長-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%02468
135、1012201720182019202020212022營業收入(億美元)收入同比(右軸)-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%00.10.20.30.40.50.60.70.80.9201720182019202020212022歸母凈利潤(億美元)利潤同比(右軸)-100%-50%0%50%100%150%200%05101520201720182019202020212022營業收入(億元)歸母凈利潤(億元)收入同比(右軸)利潤同比(右軸)0%20%40%60%80%100%201720182019202020212022微型傳動系統精密注塑件精密模具及其他
136、 32 37.6%;歸母凈利潤 0.43 億元,同比降低 93.0%。23Q1 實現營業收入 30.09 億元,同比降低 16.6%;歸母凈利潤-0.81 億元,虧損收窄。圖 39:長盈精密營業收入和歸母凈利潤 圖 40:長盈精密各項業務收入占比 資料來源:公司財報,西部證券研發中心 資料來源:公司財報,西部證券研發中心 -300%-200%-100%0%100%200%300%400%500%600%700%(20)020406080100120140160201720182019202020212022營業收入(億元)歸母凈利潤(億元)收入同比(右軸)利潤同比(右軸)0%20%40%60%80%100%201720182019202020212022電子元器件新能源零件智能裝備制造