【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(tǒng)及操作系統(tǒng)、應用軟件及算法、內(nèi)容(影視游戲等制作廠商)、應用(主題公園、廣告、發(fā)行、在線服務等)?？紤]到國內(nèi)技術及需求現(xiàn)狀，我們認為硬件、內(nèi)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(tǒng)及算法技術門檻較高，短期仍以國外廠商為主，但部分國內(nèi)廠商或將在應用類的軟件上異軍突起。
Facebook、google、蘋果、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始切入VR/AR市場，一方面，硬件設備是實現(xiàn)VR/AR體驗的基礎;此外，硬件可以最大程度粘住用戶，并且硬件本身具備較大的市場空間。腦洞大開一下，假設未來虛擬和真實世界可以互相結合，人與人通話可以像現(xiàn)在的VR游戲一樣，實現(xiàn)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，無論是科技巨頭還是初創(chuàng)企業(yè)都紛紛開發(fā)相關設備
資料來源：中國銀河證券研究部
VR/AR系統(tǒng)主要包括哪些硬件設備?
VR硬件系統(tǒng)包括主要包括輸出設備(顯示設備)、輸入設備、信息處理系統(tǒng)。
虛擬現(xiàn)實輸出設備(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(nèi)容顯示設備(如環(huán)球影城的大型場景)。作為未來能夠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，它們都是通過近眼接觸，剝奪眼睛對現(xiàn)實世界的感知，營造一個虛擬的視覺空間，已達到接收內(nèi)容并沉浸其中的效果。
虛擬現(xiàn)實輸入設備如動作捕捉、手勢識別、聲音感知等體感類設備(主要用來輸入消費者動作數(shù)據(jù)，達成互動體驗或用于內(nèi)容制作)、音響等體感類設備，通過感知用戶輸入信息，與虛擬世界進行交互，輸入設備是實現(xiàn)消費者交互、沉浸感的重要技術裝備。
信息處理系統(tǒng)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鍵硬件
資料來源：中國銀河證券研究部
AR增強現(xiàn)實主要通過投影功能，將虛擬世界疊加在現(xiàn)實世界，起到補充現(xiàn)實世界信息的作用，因此AR設備的主要構成是狹義的VR+更強大的數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)+微投影系統(tǒng)。
(二)頭盔，還是頭盔——直通消費者、市場空間最大的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)生的影像由光學系統(tǒng)放大，所發(fā)射的光線經(jīng)過透鏡使影像因折射產(chǎn)生類似遠方的效果。
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，主要通過投影儀實現(xiàn)三維立體場景空間。而頭盔是B2C模式，可直通消費者、且市場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(xiàn)實頭盔的銷售量將每年呈現(xiàn)99%的復合年度增長率。到2020年，虛擬現(xiàn)實頭盔市場的容量，將達到28億美元，遠遠高于2015年的3700萬美元。
圖19：VR頭盔式設備將實現(xiàn)爆發(fā)式增長
資料來源：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，VR頭戴設備通常分為以下幾類：
1、眼鏡盒子，類似谷歌的cardboard
2014 年 6 月，Google 在 I/O 大會期間發(fā)放了 Cardboard。此后國內(nèi)出現(xiàn)了大量的類 Cardboard 的產(chǎn)品，一般被稱為眼鏡盒，提供3D 觀看效果，與用戶未實現(xiàn)交互。這種VR設備硬件構成比較簡單，主要是支架和鏡頭片等。代表產(chǎn)品：Cardboard、暴風魔鏡等。
圖20：google的眼鏡盒子是最簡易的VR顯示設備圖21：暴風魔鏡需要配套手機完成VR內(nèi)容支持
資料來源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理資料來源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理
這類設備內(nèi)部無顯示設備，使用時需要一臺智能手機，將手機塞入鏡片后的托盤中，通過凸透鏡給兩眼造成視差來實現(xiàn)偽3D效果體驗，這種設備屬于入門級產(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(nèi)容資源及眼鏡盒子中的光學鏡片。
從市場格局來看，這類眼鏡盒結構簡單，不需要復雜的電子元件及光學設計，成本低廉，因此廠家多、價格低、銷量大、無壁壘。其中，Google Cardboard 的銷量已經(jīng)超過 50 萬臺，暴風魔鏡的銷量在 2014 年底已經(jīng)超過達到 5 萬臺左右。目前，國內(nèi)的廠商以這一類居多，包括 360、魅族在內(nèi)的巨頭可能也將參與進來。
雖然眼鏡盒子較為簡單，也并未實現(xiàn)真正意義上的交互和沉浸感，但是作為VR市場培育期的形態(tài)之一，其低廉的價格及廣泛的發(fā)售渠道使得消費者能夠更快地介入和了解VR虛擬現(xiàn)實，并在初步獲取體驗之后進一步需求體驗升級。由于硬件無壁壘，我們更看好能夠提供內(nèi)容資源或應用場景的廠商，如暴風科技、樂視網(wǎng)等。
暴風科技于2014年9月9日發(fā)布暴風魔鏡第一代，售價99元，此款VR眼鏡非常輕薄，可以滿足投影機級別的成像要求，但無調(diào)焦功能和散熱設置，此后暴風又發(fā)布了2-3款VR眼鏡。2015年9月14日，暴風科技發(fā)布最新款的暴風魔鏡3plus，有替換的活動鏡片設計，也可以對瞳距和手機進行調(diào)節(jié)，能夠適配4.7-6寸的各型號手機。同期，暴風科技還推出暴風魔眼攝像機，這是全球首款720°實時全景個人攝像機，主要用于VR內(nèi)容制作，配合APP和暴風魔鏡可實現(xiàn)全景拍攝、全景直播等功能，售價999元。
我們認為，暴風科技不僅在硬件方面推出VR顯示設備魔鏡+內(nèi)容制作設備魔眼攝像機，同時打造國內(nèi)最大的VR視頻資源庫，支持影視、現(xiàn)場直播及游戲;公司也積極打造VR全景社區(qū);開放SDK給其他開發(fā)者，實現(xiàn)全開放式生態(tài)平臺;積極探索暴風魔豆平臺變現(xiàn)模式。強大的內(nèi)容、平臺和生態(tài)及變現(xiàn)模式將為公司提供更好的發(fā)展支撐。
圖22：暴風魔鏡具備國內(nèi)最大的VR資源庫圖23：暴風魔眼VR全景社區(qū)
資料來源：暴風官網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理資料來源：暴風官網(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 的技術支持，不少開發(fā)者表示體驗更好用，小米已經(jīng)計劃為高端手機開發(fā)類 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接收設備，而真正的內(nèi)容輸出平臺和算法平臺還是手機，但產(chǎn)品內(nèi)置了動作傳感器，可以識別對用戶旋轉運動和平移運動的雙重感知，相比眼睛盒子，這類設備未來有機會以更強的沉浸感吸引更多愛好者。但因為涉及到算法、調(diào)用手機服務等，最終的市場贏家很可能還是手機廠商。
這類設備相對高端了一點，內(nèi)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，是體驗和價格折中的一種方案，不算真正意義上的VR設備。目前國內(nèi)參與廠商不多，未來Gear類設備可能搭配智能手機銷售，手機品牌及銷售渠道強大的廠商可能獲取一定的銷量。
我們認為，參與廠商三星、小米等可能還是以做手機的思路來做VR眼鏡，短期內(nèi)還只是VR過渡期的一種硬件方案，如果沒有強大的內(nèi)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
資料來源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理
3、PC端VR輸出設備，主要是指 Oculus Rift類的HMD頭顯
2013年，Oculus Rift推出了開發(fā)者版本，在其官方網(wǎng)站出售，價格為300美元;2014年3月26日，F(xiàn)acebook宣布以約20億美元的總價收購Oculus VR，至此VR得到了越來越多的矚目;預計2016年初，Oculus Rift的消費者版將正式發(fā)布。
類似Oculus Rift的VR頭顯設備涉及到光學系統(tǒng)、仿真技術、人體工學、傳感、人機交互運算等多種技術，需要配合電腦設備使用，而電腦是主要的VR內(nèi)容運行和計算平臺。我們認為在相當長的時期內(nèi)，此類頭盔式設備將是市場主流。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
資料來源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理資料來源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理
頭盔式顯示設備的體驗度較好，算法也更復雜，具備較高的技術壁壘。目前國內(nèi)的參與方較多，如Three Glasses、蟻視等。由于Oculus Rift不只是一個硬件，而是包含有軟件開發(fā)工具包(SDK)在內(nèi)的一整套開發(fā)系統(tǒng)，目前多數(shù)的VR頭顯設備用的是Oculus的算法支持，短期內(nèi)很難超越Oculus，也很難打造內(nèi)容生態(tài)圈。未來，算法、內(nèi)容、生態(tài)的重要性將凸顯。
4、一體機VR頭戴裝置
一體機類VR頭戴設備相當于把一部手機集成到頭盔中，目前廠商較少，我們認為這類產(chǎn)品由于功耗、重量、運算和存儲能力的原因，短期內(nèi)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
資料來源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理
(三)VR輸入設備——最重要的參與工具
VR輸入設備如動作捕捉、手勢識別、聲音感知等體感類設備(主要用來輸入消費者動作數(shù)據(jù)，達成互動體驗或用于內(nèi)容制作)、音響等體感類設備，通過感知用戶輸入信息，與虛擬世界進行交互，輸入設備是實現(xiàn)消費者交互、沉浸感的重要技術裝備。
這些外設類的輸入設備反而具備較高的技術要求，只有動作可輸入，可在內(nèi)容中進行互動，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)應用了動作捕捉。
傳統(tǒng)的輸入設備有鼠標、鍵盤等。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動作。而對于VR輸入設備來說，更重要的是實現(xiàn)自然交互，更真實的把人的動作體現(xiàn)到三維立體的內(nèi)容空間，從而實現(xiàn)沉浸感更高、效率更高、學習成本低。
當前的輸入設備主要包括如下種類。
一種是動作代入設備，即動作捕捉類裝置，采集肢體動作進行交互
動作代入設備強調(diào)身體的沉浸感，主要靠采集肢體動作來進行虛擬現(xiàn)實交互，類似動作捕捉裝置。代表性的產(chǎn)品有Leap motion、Nimble sense、Prio vr、Control VR、Kinect、Omni，以及國內(nèi)的諾亦騰和DEXMO。
圖28：動作捕捉類VR輸入裝置(動作代入)
資料來源：中國銀河證券研究部
動作捕捉的實質就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動軌跡。典型的動作捕捉設備主要由傳感器、信號捕捉設備、數(shù)據(jù)傳輸設備和數(shù)據(jù)處理設備構成。從形成原理上，主要包括機械式、聲學式、電磁式、光學式等。
圖29：Oculus Rift頭戴裝置圖30：HTC VIVE頭戴裝置
資料來源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理資料來源：互聯(lián)網(wǎng)，中國銀河證券研究部整理
另一種動作控制設備，即傳統(tǒng)的鍵盤、方向盤、操縱桿類設備
動作控制設備比較簡單，類似傳統(tǒng)游戲機用的鍵盤、方向盤、操縱桿類設備，更注重功能性，主要靠動作跟蹤和按鍵控制來進行交互。代表性的產(chǎn)品有Stem、Hydra、Wii、方向盤、體感槍等。
圖11：鍵盤、方向盤類VR輸入裝置(動作控制)
資料來源：中國銀河證券研究部
在VR場景中，動作輸入設備對空間沉浸感、穩(wěn)定性、低延時、多方位反饋、兼容性等均具備較高的要求，目前參與廠商眾多，還處于混戰(zhàn)狀態(tài)，但我們發(fā)現(xiàn)，頭戴顯示設備廠商往往自帶了動作輸入方案，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來看，三家各自配備了不同的動作輸入設備方案。
Oculus Rift使用的輸入方案Touch是一對半環(huán)狀的VR輸入設備，頂部配有一個搖桿、兩個按鍵以及一個扳機，能實現(xiàn)雙手360度的垂直和水平追蹤。Oculus將自身已有的頭部光學追蹤方案應用到手部，成熟穩(wěn)定;作為輸入設備的過渡產(chǎn)品，Touch非常自然，對于內(nèi)容制作方和Oculus自身來說最安全，夠用，是非常合理的決策;從使用方式來說，大部分游戲用戶對待VR輸入設備的狀態(tài)還是跟游戲柄、鼠標、鍵盤比，Touch比較務實、產(chǎn)品化、性能穩(wěn)定、成本低廉;現(xiàn)階段適用于家庭。
Sony Project Morpheus的手柄采用體感攝像頭和類似之前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光，來探測室內(nèi)佩戴VR設備的玩家的位置和動作變化，并將其模擬在虛擬現(xiàn)實3D空間中。通過兩個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輸入方案和設備廠商具備一定的技術或產(chǎn)品優(yōu)勢，如國內(nèi)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(tǒng)”等。
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