影響VR/AR市場規(guī)模的因素 2020虛擬現(xiàn)實(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)行業(yè)投資前景規(guī)模分析

• 2020年9月15日 WuYaNan來源：中研網(wǎng) 509 27
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虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。

“無線化”是高端VR發(fā)展的必然趨勢。未來VR設(shè)備要想在消費級市場普及，優(yōu)秀的用戶體驗必然是基礎(chǔ)，并且應(yīng)用場景必然需要獲得極大的擴(kuò)展，所以“無線化”將是高端VR設(shè)備發(fā)展的必然趨勢。由于目前三大VR硬件廠商的產(chǎn)品需連接線纜，所以目前的應(yīng)用場景局限于客廳應(yīng)用場景和部分主題公園應(yīng)用場景。針對“無線化”的趨勢，三大VR硬件廠商現(xiàn)有的解決方案是通過定制的無線套裝來實現(xiàn)“初步無線化”。如HTC在2017年上半年推出的TPCASTVive無線套件，該組套件包含5個核心套件，分別是無線接收端、電源盒、發(fā)射端、移動電源和無線路由器，用戶可以使用該組套件實現(xiàn)小范圍的“無線化”。但是這種解決方案依然存在非常大的局限性：1)發(fā)射端和無線路由器是基于WirelessHD技術(shù)的定制版，與家庭使用的路由器不能通用，與其他硬件廠商的無線套裝也不能兼容;2)整個套件需要額外購買，用戶負(fù)擔(dān)進(jìn)一步增加;3)使用范圍僅限在PC/主機(jī)的2-3米范圍內(nèi)，且要求無遮擋，應(yīng)用場景仍然非常局限。

第二，畫質(zhì)體驗較消費者預(yù)期仍有差距。

優(yōu)秀的VR內(nèi)容畫質(zhì)體驗需要硬件和內(nèi)容的搭配，目前畫質(zhì)體驗提升的瓶頸仍然在于硬件環(huán)節(jié)。我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫膸讐K“屏”，如電視、電腦、手機(jī)等，適合的觀看距離各不相同，但視場角(FieldofView，即FOV)均為36度左右，且2K-4K的分辨率即可滿足用戶對于高清視頻的需求。而VR頭顯的模式卻完全不同。由于VR頭顯屬于近眼顯示，屏幕距離人眼距離非常近，用戶在虛擬環(huán)境中的視野可以認(rèn)為是一個空間球，左右橫向全視角展開是360度，上下縱向展開是180度。用戶在使用終端時，單眼實際看到的視覺信息只是全部球面數(shù)據(jù)的一部分。如FOV為90度，則單眼可視信息僅為球面信息的1/8;FOV為120度，單眼可視信息僅為球面信息的2/9。根據(jù)研究和實踐，一款優(yōu)秀VR產(chǎn)品需要具備的視場角通常需要在90度以上，而目前的高端VR要在在110度以上。

VR內(nèi)容對于屏幕的分辨率要求極高。對于VR視頻來說，4K分辨率在單眼下的實際可視分辨率為僅為960*960，對應(yīng)到90度視場角的僅有每度10個像素，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常視力視網(wǎng)膜要求的每度60個像素(Pixels per degree，PPD)。具體來說，VR頭顯的2K分辨率畫質(zhì)的肉眼感覺類似于電視屏幕的240P畫質(zhì)，4K分辨率畫質(zhì)的肉眼感覺類似于電視屏幕的480P畫質(zhì)。未來要想提升VR頭顯的畫質(zhì)體驗，VR屏幕的分辨率要提升至8K、12K甚至更高。

第三，“眩暈感”成為設(shè)備使用時長提升的攔路虎。

視覺不適和感官沖突是造成“眩暈感”的主要因素。用戶對于VR體驗詬病最多的是“眩暈感”，這直接導(dǎo)致了VR設(shè)備使用時間的相對智能手機(jī)等終端設(shè)備少之又少。關(guān)于現(xiàn)階段VR體驗的“眩暈感”的來源有很多，主要來源有三個方面：一是顯示質(zhì)量低下引起的視覺不適;二是人機(jī)交互過程中的感官沖突;三是視覺景深不匹配造成的輻輳調(diào)節(jié)沖突。

顯示質(zhì)量低下主要表現(xiàn)為紗窗效應(yīng)(Screen Door Effect)、頻閃(Strobing)、拖影(Smearing)等。紗窗效應(yīng)是由于VR眼鏡(屏幕和內(nèi)容)的分辨率不足，人眼會直接看到顯示屏的像素點，就好像隔著紗窗看東西一樣;頻閃是指人在同一時間視覺感知到多張相同的、小角度位移的虛擬圖像而產(chǎn)生的視覺模糊現(xiàn)象;拖影是指像素點在被點亮?xí)r間內(nèi)在視網(wǎng)膜上滑動了一段距離，從而在人眼中產(chǎn)生的視覺模糊的現(xiàn)象。解決此類問題的方法是屏幕和內(nèi)容的分辨率同時提升，并提高屏幕的響應(yīng)時間、刷新率、視場角等指標(biāo)，降低動態(tài)追蹤系統(tǒng)延遲等。

人機(jī)交互過程中產(chǎn)生的感官沖突是指人在VR設(shè)備的沉浸過程中，視覺帶來的信息與其他感官反饋的信息相沖突的情況。比如在VR虛擬的場景里用戶在加速奔跑，但是實際上用戶的身體在原地保持不動，感官反饋回大腦的信息就和視覺反饋回的信息產(chǎn)生沖突，就會產(chǎn)生眩暈感。目前尚未有能夠很好的徹底解決這個問題的辦法，各大廠商普遍采用的方法是增加人機(jī)交互設(shè)備，包括HTC Vive和Oculus配備的運(yùn)動控制手柄、Room Scale、Omni、KAT虛擬現(xiàn)實跑步機(jī)等，目的是盡量使除視覺以外的其他感官能和視覺匹配。

視覺景深不匹配造成的輻輳調(diào)節(jié)沖突是指目視差在產(chǎn)生3D效果的同時，造成雙目焦點調(diào)節(jié)與視覺景深不匹配，VR頭顯難以如實反映類似真實世界中觀看遠(yuǎn)近物體的清晰或模糊變化。目前業(yè)內(nèi)對于此種因素導(dǎo)致的眩暈感尚無完整的解決方案，目前的研究方向主要集中在非固定焦深的多焦點顯示(Multi-focal Display)、可變焦顯示(Vari-focal Display)與光場顯示等領(lǐng)域。

第四，價格高企阻礙硬件設(shè)備快速普及

高端VR用戶體驗較好，但零售價普遍較高。相比于移動VR和VR一體機(jī)，PC/主機(jī)VR由于可以利用高性能的主機(jī)支撐VR內(nèi)容的處理，所以PC/主機(jī)VR設(shè)備帶給用戶的體驗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于移動VR和VR一體機(jī)。Sony，Oculus、HTC都在2016年發(fā)布了其旗艦PC/主機(jī)VR，首發(fā)零售價分別是$499、$599、$799(均為套裝價格)，試圖憑借用其優(yōu)良體驗搶占消費級市場。但是由于三款產(chǎn)品的零售價高昂，2016年的銷售情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場預(yù)期。

除了零售價高昂以外，體驗高端VR還需要有其他隱性成本。由于PC/主機(jī)VR對于充當(dāng)處理單元的主機(jī)有著相當(dāng)高的配臵要求，所以一臺高端主機(jī)也成了體驗VR的必備品之一。以HTC為例，它的推薦顯卡是NVIDIAGTX970，單價在2500-2800之間，整機(jī)裝配好成本在7000元以上。所以對于用戶來說，想要體驗高端VR還要額外準(zhǔn)備一臺高配臵的“VR Ready”主機(jī)，這個成本就要上升到$1400-$1800。如此高昂的體驗成本使得很多原本感興趣的消費者望而卻步，這一定程度上阻礙了高端VR設(shè)備在消費者市場的快速普及。

第五，硬件、內(nèi)容互相掣肘難以形成良性互動

硬件設(shè)備銷售的疲軟直接導(dǎo)致了優(yōu)秀內(nèi)容的缺失。2016、2017年，PSVR、Oculus、HTC、微軟四家PC/主機(jī)VR銷量總和超過460萬臺。相比于2016年銷量大大低于預(yù)期的情況，2017年P(guān)C/主機(jī)VR銷售增速提升，但是仍然沒有達(dá)到爆發(fā)式增長的標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，很多大型內(nèi)容開發(fā)商認(rèn)為低迷的滲透率使得開發(fā)優(yōu)秀VR內(nèi)容的成本難以被銷售收入覆蓋，推出VR內(nèi)容的時機(jī)尚不成熟。以主機(jī)游戲為例，開發(fā)一款3A級VR游戲大作的成本約為5000萬美元(包含宣傳費用，暫不考慮跨平臺的兼容性成本)，如果游戲的售價為50美元/套，則需要賣出100萬套才能收回成本;如果游戲的售價為15美元/套(類比PC端爆款游戲《絕地求生》的Steam售價)，則需要賣出超過330萬套才能收回成本。而就目前460萬臺高端VR設(shè)備的保有量、Steam VR 90萬月活躍用戶(不包含PS VR的用戶)來看，非常難達(dá)到銷售100萬套的最低標(biāo)準(zhǔn)。這也就是優(yōu)秀的內(nèi)容制作商還在觀望VR市場的原因。

圖表：影響VR行業(yè)發(fā)展的主要因素及占比

數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

影響VR行業(yè)發(fā)展的主要因素中，硬件、軟件問題是一大難題，占比約42%。

五、中國VR/AR行業(yè)技術(shù)專利

我國從2013年進(jìn)入快速增長期，2017至2018年新增的中國大陸專利數(shù)量已經(jīng)超越美國，躍居年度申請量第一位。從地域來看，美(37%)、中(30%)、日(7%)、韓(4%)是專利申請量最多且市場前景廣闊的國家。

從專利主體類別來看，我國高校和科研單位申請的專利占比近20%，顯著高于美國3%的水平，北京航空航天大學(xué)、浙江大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海交大等高校成為國內(nèi)虛擬現(xiàn)實專利申請的重要主體，而美國專利絕大多數(shù)來自科技巨頭和初創(chuàng)公司，巨頭公司專利布局時間早、地域廣，而且除自身提交專利申請外，還通過并購等形式豐富其專利儲備。近幾年來，我國實體企業(yè)的申請量占整體比例有所提升，京東方、華為、騰訊、阿里巴巴、聯(lián)想、小鳥看看、百度、歌爾、小米、中興等企業(yè)申請量位列前茅，產(chǎn)業(yè)鏈參與主體的專利創(chuàng)造和保護(hù)意識提升。另外，對比兩國專利法律狀態(tài)，美國專利有37%獲得授權(quán)，22%處于實質(zhì)審查階段，中國專利有30%獲得授權(quán)，處于實質(zhì)審查階段的專利占45%。從專利類型來看，中國專利局受理的專利中發(fā)明專利占比77%，其余是實用新型。相比無線通信領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實的實用新型專利占比較高，主要是對虛擬現(xiàn)實終端產(chǎn)品外形構(gòu)造提出的專利，創(chuàng)新程度更高的技術(shù)發(fā)明專利相比略少。

未來虛擬現(xiàn)實(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)行業(yè)將如何發(fā)展?請關(guān)注中研普華研究院報告《2019-2025年中國虛擬現(xiàn)實(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)行業(yè)投資風(fēng)險預(yù)測報告》。

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