MR 發布在即,產業鏈再掀高潮。蘋果 WWDC 2023 已經官宣在 6 月 6 日至 6 月 10日舉行,多家媒體報道蘋果大概率會借特別活動會發布 xrOS 系統以及初代 Reality Pro MR 頭戴設備。我們認為蘋果對于相關芯片、光學、顯示等創新技術和頂尖配置的應用在行業具有標桿效應,同時在技術應用實現從“0”到“1”的突破后,蘋果極強的供應鏈管理能力將助力成本及價格下探,助力終端出貨量級更上一個臺階。
光學、顯示、交互等多環節頂尖配置,為行業硬件趨勢樹立標桿。光學方面,Pancake 方案自 22 年以來已當仁不讓成為主流,據報道蘋果第一代 MR 將配備 2 個3P Pancake 模組,而此前 Pico4 和 Quest Pro 分別采用了 1P Pancake 和 2P Pancake 方案,未來 pancake 方案成本優化&技術升級并舉的路徑持續創新,Pancake+可變焦+眼球追蹤也有望成為未來 VR 頭顯的主流裝機趨勢。顯示端,據報道蘋果 MR 將搭配兩塊 SONY 4K Micro OLED 屏幕, DSCC 預測 22-27 年全球AR/VR 屏幕市場平均復合增長率為 51%,其中至 27 年 Micro OLED 出貨量將占所有AR/VR 顯示器出貨量的 48%。交互端,據悉蘋果有望實現裸手交互,手勢追蹤,擺脫現有手柄相互方式的束縛,有力推動 VR/AR 產品的又一大變革,交互方式的邁進也將進一步助力應用場景的破圈。
AI 賦能,為虛擬現實裝上“大腦”,奠定行業長期向好趨勢。我們認為 AI 將在內容生產、交互、虛擬形象智能化等方面進一步提升產品便捷性、交互性和智能化程度。隨著各大廠商相繼推出大模型,AI 性能大幅提升,AI 技術與 XR 產業生態的結合將進一步打開 XR 生態想象空間,硬件端內容理解、交互體驗、智能化體驗均有望顯著升級。AI 賦能下 XR 產業鏈有望迎來邏輯重構深度受益。疊加年內 MR 產品發布在即,且確定性增強,短期 XR 板塊催化不斷,長期期待巨頭入局后 XR 在 AI 賦能下技術邊界和應用場景的拓展與升級。
短期:MR 發布在即,VR 產業再掀高潮
蘋果 MR 初代產品 6 月發布在即,VR 產業再掀高潮。據彭博社報道,蘋果將在 6 月 WWDC 全球開發者大會發布首款 XR 頭顯,且后續版本已在開發中,初代產品定價 3000 美金,圍繞辦公、視頻、游戲等領域。蘋果 MR 初代產品定價高較高,但蘋果對于相關芯片、光學、顯示等創新技術和頂尖配置的應用在行業具有標桿效應,同時在技術應用實現從“0”到“1”的突破后,蘋果極強的供應鏈管理能力將助力成本及價格下探,助力終端出貨量級更上一個臺階。
22 年出貨量短暫下滑,23 年起有望步入加速上行階段。根據 Wellsenn XR 數據,22 年受宏觀經濟波動、Quest 系列漲價疊加生命周期中后期等因素影響,22 年全球 VR 出貨量 986 萬臺,同比小幅下滑 4%。23 年起行業有望恢復增長,且步入加速成長階段,24 年有望突破 2000 萬臺,22-25E CAGR 超 50%。我們看好蘋果 MR 作為劃時代產品帶來的風向標意義,對于硬件端技術創新的引領以及軟件生態端的瓶頸突破,同時看好 PS VR 對于 VR 游戲場景的持續開拓,Pico 在影視、直播等泛娛樂場景的突破,Meta 開啟新一輪新品迭代創新周期后,頭部廠商有望合力推動VR 產業快速發展。
機身:外觀上,蘋果將采用鋁合金、玻璃和碳纖維等材料以減小尺寸與重量,預計將比 QuestPro 更輕、更薄。碳纖維是一種集結構材料與功能材料于一身、具有多種優異性能并擁有廣泛用途的基礎性新材料。具有高強度、高模量、低比重特點的碳纖維和以碳纖維為增強體的復合材料,以其出色的增強減重效果成為最重要的材料之一,在航空航天、軌道交通、消費電子等領域具有巨大的發展空間。
光學:Pancake 方案已成主流,蘋果有望引領 3P Pancake 方案。據報道蘋果第一代 MR 將配備2 個 3P Pancake 模組,而此前 Pico4 和 Quest Pro 分別采用了 1P Pancake 和 2P Pancake方案。由于單片式和兩片式生產工藝較為簡單,成本相對可控,且成像質量較高,因此目前大多數 VR頭顯采用的短焦光學方案均為兩片式。蘋果所采用的多片式方案結構上更加緊湊,有望進一步縮小體積,但對于組裝及鍍膜的要求將會更高。
Pancake+可變焦+眼球追蹤有望成為未來 VR 頭顯的主流裝機趨勢。相較于人眼自然成像,VR 頭顯屏幕發出的光線沒有深度信息,光學模組焦距固定,因此眼睛的視覺會輻輳失調,導致眩暈疲勞,顯著降低用戶的視覺體驗舒適度。在 pancake 方案中可變焦顯示技術(機械式)通過電機+齒輪傳統系統動其中一組鏡片調整整個光學模組的折射率,從而滿足調焦需求并與眼動追蹤技術相結合,基于眼部細微特征變化校訂模組焦距,模擬人眼自然成像,從而解決 VAC 眩暈問題。
Pancake 方案成本優化&技術升級并舉。Pancake 繼 22 年陸續在 Pico4 和 Quest Pro 上實現搭載后已實現從“0”到“1”的裝機突破后,我們認為一方面 Pancake 方案憑借更優的光學性能將在主流 VR 設備中進一步滲透,進而帶動相關模組和零部件大規模量產后的成本優化。另一方面,Pancake方案將繼續朝著更高的光學效率、更寬的視場角等方向升級,IPD自動瞳距調節&機械式可變焦技術等附加功能也有望大規模采用,進一步提升相關部件附加值。
瞳距調節漸成標配,由手動分段向電動無級演進。2022 年自動瞳距調節 VR 眼鏡首次進入消費級市場,電驅瞳距調節將逐步成為未來 VR 行業的標配。其原理是 VR 眼鏡內用多個紅外線攝像頭拍攝眼球,獲取瞳孔位置及眼球反射的紅外 LED 位置圖像后,通過眼動追蹤算法計算出瞳孔位置、大小及瞳距等信息,并將瞳距數據發至瞳距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、絲杠等機構,推動 VR 光學機構位移對準人眼。瞳距調節方式分為手動式和電動式,調節檔位分為無級式和分段式。電動式調節更加便捷,無級式檔位更加靈活,因此電動無級式 IPD 能夠使設備與用戶更加適配。目前 IPD 調節已由 Meta Quset2 的手動分段調節發展至PICO 4 的電動無級調節。PICO 4 基于眼動追蹤攝像頭實現了智能無級瞳距調節,只需要按照提示用眼睛盯著屏幕中的綠點,就能自動完成瞳距調節。
蘋果將采用單目獨立電動 IPD 調節。據 The Information 消息,蘋果 MR 采用了單目獨立 IPD 步進電機,實現基于眼動追蹤之下的自動瞳距調節。眼動追蹤功能涵蓋了眼鏡工作捕捉、注視點渲染等功能。單目獨立 IPD 調節模組可以分別針對左/右眼不同的“單眼瞳距”進行獨立調節。雙目一體式模組雖可以調節雙眼瞳距,但無法獨立調節單眼瞳距。
顯示:Mciro OLED 有望快速滲透。據報道蘋果首款 MR 設備預計搭載 3500PPI 的 Micro OLED 屏。不同于常規 LCD 和 OLED 屏采用的玻璃基板,Micro OLED 的基板采用的是單晶硅晶圓。這一特性使它擁有了更高的像素密度(PPI),并且具有讓顯示器更輕薄短小、耗電量更少、自發光、發光效率高等優點,是適用于近眼顯示的微顯示技術,Pancake的黃金搭檔。DSCC預測22-27 年全球 AR/VR 屏幕市場平均復合增長率為 51%,其中 Micro OLED 屏銷售額 23 年有望突破13 億美元,并于 24 年翻倍,超過 26 億美元,至 27 年 Micro OLED 出貨量將占所有 AR/VR 顯示器出貨量的 48%。
Micro OLED 產業鏈上游為器件結構以及相關制造與檢測材料、設備,中游為 Micro OLED 屏幕制造商。OLED 制備過程主要包括 Array(陣列)、OLED(蒸鍍)和 Module(模組)環節,國內廠商在模組環節較為成熟,但在陣列、蒸鍍段的關鍵設備和有機發光材料仍然主要依賴日韓、美國等國外廠商,少數國內上游檢測、制造設備和有機發光材料廠商已實現國產替代。
交互:眼動追蹤實現普及,支撐交互升級眼動追蹤是實現注視點渲染、變焦顯示、眼動交互等功能的關鍵技術。眼動追蹤技術最常見的是以 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、光源和算法共同完成。光源發射紅外光在眼角膜反射形成閃爍點,眼動攝像機捕捉眼睛的高分辨率圖像,再經由算法解析,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。
手勢交互技術是 VR 設備中最基礎也是最自然的交互方式。手勢交互是指通過數學算法來識別人類手勢的技術,包括圖像獲取、手勢追蹤、手勢識別與分析等多個過程,手部追蹤和手勢識別是手勢交互中較為關鍵的兩個步驟。手部追蹤是指準確地在 VR 頭顯中定位用戶雙手的位置,而如何精準地識別每個手指的動作,識別手的各種形態等屬于手勢識別。
據 Markets and Markets 數據,2024 年“手勢識別和無觸碰感知”市場將達到 340 億美元。
蘋果多項專利構支撐手動追蹤技術。目前,用于 VR 設備的手勢交互總共分為三個方向:手柄交互方式、正在逐步成為主流的裸手交互方式、和仍在小眾階段的外接可穿戴設備的交互方式。蘋果有多項專利探索智能戒指、手指傳感器、裸手交互等方向。據悉,蘋果 MR 頭顯將會有通過外部攝像頭追蹤手部定位,用戶然后通過拇指和食指捏在一起的動作激活某個特定的任務,從而實現普遍被認為是最自然、方便的交互方式—裸手交互,擺脫現有手柄相互方式的束縛,有力推動VR/AR 產品的又一大變革,交互方式的邁進也將進一步助力應用場景的破圈。
長期:AI 賦能,奠定 XR 產業長期向好趨勢
AI 賦能,為虛擬現實裝上“大腦”,實現虛擬現實智能化。VR 技術創建模擬環境,使自己沉浸其中,AI 則為技術設備配備具有敏銳洞察力和響應能力的感知能力。AI 和 VR 的結合,于 B 端可以幫助企業提高生產效率,于 C 端可以幫助消費者更好地體驗產品,在個性化、智能化體驗等方面有望助力 VR 終端進一步改變我們的生活和工作方式。我們認為,隨著各大廠商相繼推出大模型,AI 性能大幅提升,AI 技術與 XR 產業生態的結合將進一步打開 XR 生態想象空間,硬件端內容理解、交互體驗、智能化體驗均有望顯著升級。AI 賦能下 XR 產業鏈有望迎來邏輯重構深度受益。疊加年內 MR 產品發布在即,且確定性增強,短期 XR 板塊催化不斷,長期期待巨頭入局后XR 在 AI 賦能下技術邊界和應用場景的拓展與升級。
VR 交互智能化:AI 技術可以幫助 VR 技術更好地識別用戶的行為,從而實現更加精準的模擬。例如,AI 技術可以幫助 VR 技術更好地識別用戶的眼睛,實現更加精準的追蹤,從而更好地模擬真實世界的環境。此外,AI 技術還可以幫助 VR 技術更好地識別用戶的手勢,從而實現更加精準的交互。相比于現有 VR 交互強調交互方式,智能交互強調交互的感知、識別和理解,VR 交互 + 智能交互將使實現虛擬與現實的無縫銜接。
VR 內容研發和制作的智能化:AIGC 突破傳統內容生產瓶頸。內容吸引力不足是當前 VR 產業向前發展的一大瓶頸之一,AIGC 通過人工智能生產內容,是繼 PCG 和 UGC 之后的新型內容創作方式,AIGC可以克服PGC和UGC在數量和質量上的不足,可以在創意、表現力、迭代、傳播、個性化等方面,充分發揮技術優勢。依賴于高算力,AIGC 模式能夠提高內容生成的質量和多樣性,并節省生產時間,從而突破現有內容創作瓶頸,實現井噴式發展。
虛擬形象智能化:虛擬形象的智能化離不開建模技術,AI 等技術快速突破,虛擬形象的發展進入新階段,由“數字人”變成“數智人”。一方面在大模型的助力下, AI 技術使虛擬形象的制作成本降低、制作周期縮短、門檻降低,并獲得和真人更加相似的外形、動作效果,例如在 3D 數字人的建模環節,AI 建模相比人工建模所需時間大幅縮短、效率提升。另一方面,多模態 AI 使得虛擬數字人的交互能力更上一個臺階,隨著 AI 技術的不斷完善,數字人的感知能力(例如現在數字人對語言的理解主要以文本為主,未來有望實現多模態輸入)、思維能力、內容輸出能力都將得到顯著改善,在思想、語言、行為上和人更加接近、更加智能化。
審核編輯 :李倩
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原文標題:蘋果MR產業鏈分析
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