新一代 VR 有望突破单一游戏功能束缚,有望替代平板电脑成为生产力工具。当 前全球各大 VR 厂商,如苹果、索尼和 META 等,均陆续在公司战略和产品层面推陈出 新,不断添加功能和应用,突破游戏 VR 的圈层限制。在硬件端,VR 引入全彩透视方 案以实现虚拟与现实的结合,为非游戏类功能提供基础。同时屏幕技术不断更新, Micro-OLED 将逐渐替代 Fast-LCD 成为主流,VR 屏幕朝着 4K/8K 及更高分辨率发展, 进一步优化用户的视觉体验。此外,下一代 VR 算力将会有巨大提升,引入协处理器 可能成为热门方案,届时 VR 算力将有望超越平板和 PC。多项硬件功能升级,助力 VR 应用场景不再局限于游戏机的单一场景,而逐渐拓展至办公、设计仿真、高清观影等 领域。
VR 有望成为生产力工具,远期可对标平板与 PC,市场规模有望实现巨大飞跃。 以即将发行的第一款具备头手6DoF定位以及全彩透视的头显产品 Project Cambria为例,扎克伯格表示这款设备的主要目标是办公场景,用户可与其他头显用户协作, 实现虚拟会议等功能,VR 最终将会成为笔记本电脑或工作站的替代,彻底打破目前 VR 使用场景单一的现状。远期来看,VR 市场可比肩平板与 PC,我们预计年出货量将 达到 2-3 亿台,远高于家庭游戏机市场。
全彩透视实现虚拟与现实结合
VR 引入全彩透视方案,可与真实世界直接交互。全彩透视技术(Full-color seethrough)属于视频透视技术(Video-seethrough),即通过相机捕捉到实时画面, 将虚拟世界和真实世界合成后,呈现多种色彩的显示画面。
常见的透视实现方式主要包括光学透视(Optical See-Through, OST)和视频透 视(Video See-Through, VST)。光学透视方案下,用户通过放置在眼前的半透明光学合成器看到外界真实世界,同时光学合成器也将计算机生成的图像反射到用户的眼 睛里,从而将真实世界和虚拟世界结合起来。而视频透视则是通过相机捕捉到真实世 界的实时视图,然后与计算机图像技术结合在一起,展示在不透明的显示器上,最终 进入用户的视野。视频透视具有图像易控制、视场角更大、虚拟和真实世界延迟匹配 等优势,成为目前 VR 主流的透视方案。
ba0e1ac19f8e41cfbebc41a508f5d02e~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg
全彩透视对 VR 设备的硬件提出更高要求,技术难点在于摄像和算法。上一代 VR 设备部分已经搭载黑白透视技术,如 Quest2 搭配的四广角黑白摄像头方案,但黑白 透视下,数字内容与物理背景存在明显的脱节感,无法做到与真实世界交互融合。下 一代 VR 产品将采用 3 颗全彩广角摄像头(2 颗全局快门摄像头,1 颗普通全局变焦镜 头)+1 颗 TOF 深度摄像头,达到色彩丰富、生动精细的画面体验。同时由于全彩透 视对画面的分辨率、清晰度、即时性要求提高,需要一套能够实时处理外界 RGB 全彩 信息的算法,对新一代 VR 产品的计算能力提出更高要求。
全局快门尤其适合捕捉运动图像,能够有效改善用户使用 VR 时的眩晕症状。全 局快门 CMOS 图像传感器(Global Shutter CMOS Image Sensor)用于捕捉和冻结包 含快速移动对象的场景,所有像素在同一时刻曝光采样,能够生成无拖影或扭曲的清 晰图像。相比之下,传统滚动快门图像传感器在捕捉快速移动对象时会产生运动伪影, 造成图像扭曲失真。下一代 VR 设备采用全局快门将有效改善透视模式下用户的眩晕 症状。
Micro OLED将成为主流选择
VR 图像分辨率由 PPD 决定,与 PPI 和 FOV 相关。在传统电子设备显示屏幕中, 每英寸像素点(Pixel Per Inch,PPI)决定了图像的清晰程度,被称为分辨率。但 在 VR 设备中,用户看到的是透过光学系统放大后的虚拟图像,PPI 已经无法准确衡量图像的清晰程度,而一般用每角度像素点(Pixel Per Degree,PPD)作为衡量, 表示平均每 1°夹角内填充的像素点的数量,可简单用公式描述为 PPD=PPI/FOV,其 中 FOV 表示视场角,其大小决定了视野范围。人眼正常视力下的分辨能力极限约为 50-60 PPD,而目前主流 VR 设备仅约 20-30 PPD,仍有较大提升空间。
42bedc9d21414e5281e8127e88e6c6b8~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg
清晰度与沉浸度同时得到优化,增加 VR 潜在用户。对于 VR 产品而言,一般用 PPD 衡量清晰度,FOV 衡量沉浸度,但由于屏幕技术有限,当前的市面产品很难做到 两者兼容,更多产品选择提高沉浸度降低清晰度,以满足更多游戏场景。观影类 VR 潜在受众远高于游戏类 VR,但目前高 PPD 的高清观影类 VR 产品数量较少,随着后续 屏幕 PPI 的提升,行业有望出现两类指标均可兼容的产品,不断加大 VR 产品目标人 群,助力 VR 突破游戏圈层。
Micro OLED 显示屏将逐渐替代 Fast-LCD, VR 体验感实现巨大提升。Micro OLED 具有视角宽、分辨率高、对比度高、刷新率高、超轻薄等特点,显著提升 VR 视觉效果,同时有效解决佩戴 VR/AR 设备的眩晕感,增强用户的使用体验。根据索尼官网显 示,PS VR2 将采用单眼 2K Micro OLED 屏幕,同时 FOV 可达到 110°,进一步加大沉 浸感的同时减少当前 VR 普遍存在颗粒感的问题,产品相较于当前市面产品有较大的 提升。单眼 2K Micro OLED 在观影体验上相较于市面上 Fast-LCD 产品将会极佳的体 验,有望进一步扩展观影 VR 市场空间。未来 Micro OLED 单眼有望达到 8K 分辨率, 届时对 VR 产品需求提升将起到进一步推动作用。未来 Oculus、SONY 等高端 VR 头显 设备将配备 Micro OLED 显示屏。
VR算力
骁龙 XR2 已难满足未来 VR 需求,苹果有望领跑 VR 芯片升级。目前 VR 设备主流 芯片为高通骁龙 XR2 芯片,算力相当于智能手机,但随着全彩透视技术应用、VR 分 辨率提升至 4K/8K,骁龙 XR2 将不再适用。为应对 VR 算力需求增长,苹果头显设备预 计将配备 M2 Staten 与协处理器 Bora 芯片,而 VR 巨头 Meta 已与高通达成深度合作, 共同为 VR 头显生产定制芯片。总体来看,与当前产品相比,下一代 VR 算力将会产生 巨大飞跃,有望超越平板、PC 等传统计算平台。 苹果领衔协处理器方案,或将成为行业热点。
b051c1774ae1466fa0aad55ea153a26d~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg
苹果头显可能是业内首款带协处 理器方案的 VR,未来有望成为行业标杆。协处理器主要用于协助中央处理器完成其 无法执行或执行效率低下的处理工作,主要功能是在不需要改变服务器目前的架构的 情况下,成倍的提高 CPU 的运算能力,尤其适合用于大幅提升 VR 芯片算力,有望解决 当前 VR 设备共同面临的难题:(1)缓解主 SoC 通用平台的渲染负荷,更智能地达到 8K/120Hz。(2)增强 VR/MR 的画质效果,包括动态高质量的显示/光学增强和相机处 理。(3)为感知技术提供足够的灵活性和计算能力,使得 XR 头显在不同的交互感知 性能中,能够灵活分配算力资源。
(报告出品方/作者:华西证券,孙远峰,刘奕司)来源:未来智库