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        中國VR行業領域發展趨勢:VR產業鏈及5G助力VR發展分析[圖]

        2019年05月17日 13:59:21字號:T|T

            虛擬現實技術是仿真技術的一個重要方向,是仿真技術與計算機圖形學、人機接口技術、多媒體技術、傳感技術、網絡技術、等多種技術的集合。是一門富有挑戰性的交叉技術前沿學科和研究領域。虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外,還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知,甚至還包括嗅覺和味覺等,也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動,眼睛、手勢、或其他人體行為動作,由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據,并對用戶的輸入作出實時響應,并分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。

            在VR/AR方面具備包括ID、光學設計/光學元件、電子電路、結構/散熱、聲學、無線/射頻、軟件、自動化等一站ODM/JDM服務能力,光學技術、量產能力尤其領先,具備VR/AR的全套零組件到整機量產能力和產能,預計今年有望引領行業推出輕量化產品。同時研布局發自由曲面、光波導、微顯示等前沿AR光學技術,與WaveOptics等合作能夠大批量設計并量產光波導,具有極強的先發優勢。

            VR/AR領域:Sony、Oculus、國內安卓品牌均為公司客戶。2017年Sony、Oculus合計VR市場市占率為65.8%,為VR頭部絕對的廠商。

            華為:明確表示今年將推出顛覆性的VR產品,為5G方面建設主力,云管端多維度發力,5G通訊端方面,華為是目前行業內唯一能提供端到端5G全系統的廠商,截至目前,華為5G基站發貨量從3月底的4.5萬個,增長到7萬個,5G建設步伐在提速、商用在加速。5G消費端方面,華為看好萬物感知、鏈接和智能的多硬件生態,虛擬現實領域看好VR板塊(CloudVR),判斷云VR將在娛樂、社交等個人家庭場景以及工業、醫療、教育、零售等行業場景中衍生出全新應用。目前,華為已經在終端、物聯網智能家居、VR等領域發力,早于17年10月推出華為VR2。

            蘋果:公司客戶蘋果則不斷發力AR,一級方面收購PrimeSense、Linx、Metaio、Flyby、AkoniaHolographics、發布ARKit等,有望在20/21年推出AR設備。

            人才方面:前杜比執行副總裁MiKeRockwell擔任蘋果內部AR團隊的負責人,長期任職iPhone部分的Frank調往AR部門擔任產品營銷主管;技術方面,蘋果不斷通過一級投資項目補充AR技術,如收購加拿大增強現實(AR)頭盔創業公司Vrvana、丹佛AR設備鏡頭公司AkoniaHolographics等;據已經披露的專利來看,蘋果公司掌握AR頭盔、AR眼鏡、AR光路設計光波導、AR三維內容構建和呈現的技術等AR相關專利;同時發布ARKit1.0/2.0,構架AR平臺,因此判斷蘋果推出AR設備為大概率事件,硬件設備最早有望于19年底發布,判斷蘋果AR設備的推出產生示范帶動效應,助力其他品牌跟進推動AR行業發展。

            VR產業鏈主要分為硬件、軟件、應用、服務四大塊。硬件方面,零部件主要由四大部分的電子元器件組成:芯片、傳感器、顯示系統、光學器件(透鏡、鏡頭、全景相機等)、外殼結構件組成;設備分為輸出設備及交互設備,輸出設備按照形態分為頭盔、眼鏡、一體機,交互設備包含動作捕捉、頭部追蹤、收拾識別、聲音感知及全景視頻。以OculusRift為例,整體OculusRift的BOM成本約為206.1美金(包括組件成本組裝測試),其中頭盔單元成本為138.56美金,占比67.23%,代工測試成本則為6.5美元。從結構來看,VR內部組件數量及復雜程度遠高于智能手機,組裝代工難度更高,根據OculusRift內部的組件超過200個,而智能手機(平均組件在40-50個)。

            VR頭顯產品技術設計包括形態、顯示、交互、感知、計算、通訊。按形態來看,VR主要分為一體機、主機式以及移動式VR;顯示方面主要分為直視顯示以及微顯示,直視顯示可用于手機、平板、筆記本、TV等,較大的直視型設計肉眼可見;微顯示一般對角尺寸小于1英寸,需要配搭放大光學系統;兩種顯示在亮度、尺寸、放大倍率、重量等方面有差異,直視顯示器通常400至800ppi、尺寸范圍為3.5”-5.5”、需要較小的放大倍率和大光學系統、更重更耗電;而微顯示一般為2,000至3,300ppi、尺寸為0.2”-1”、需要更多的放大倍率。具體來看,直視顯示分為LCD及OLED,微顯示分為DLP、LCD、OLED、LCos。

        VR產業鏈

        數據來源:公開資料整理

            硬件領域資本冷淡,2019年Q1公開報道的VR相關投融資事件共14起,同比下降54.8%;領域集中在VR內容和應用技術。小企業沒有足夠資金支持研發和參展,因此行業展會上VR展品同比減少,19年CES參展商較18年減少50%,新品較少,多為現有產品功能升級,19年MWC參展同樣較少,除HTC外,幾乎無硬件新品展出;但品牌廠商仍堅定VR道路,促進VR內容和技術穩步發展。

            2019年品牌AR,新品密集推出更新,上市新品品牌有:國外:Microsoft、Google、Dreamglass、Vuzix,國內;Rokid、RealMax乾、亮風臺、Nreal等,此外,軟件/平臺/內容方面建設也有較大的進展。

        2017年VR品牌市占率

        數據來源:公開資料整理

            Microsoft:“智能云+邊緣終端”戰略正加速推進、混合現實生態不斷完善。邊緣終端:19年發布HoloLens2代,HoloLens2在硬件、視覺、舒適度、開放性等方面較1代更優,HoloLens2為HoloLens第一代后時隔四年的更新版本,預計售價為3500美元。硬件方面,其配置了高通驍龍850處理器、包含了全新的全息處理單元(HPU)和AI協處理器。頭顯有兩個透明波導鏡頭,具有自動IPD校準功能,顯示分辨率:720P升級至2K;視場角:35°升級至52°,視覺方面:配置眼球追蹤傳感器,全手勢識別,舒適度方面,設備采用輕質碳纖維材料,更加輕薄化;同時發布AzureKinectDK開發平臺助力VR/AR生態的構建。企業應用:Dynamics365服務包括RemoteAssist、Layout和Guides三款應用,它將主要與Azure云服務結合,增強HoloLens的功能;智能云:AzureSpatialAnchors和AzureRemoteRendering是首批推出的Azure混合現實服務,它們將支持跨平臺、具有空間場景的企業級混合現實應用。

            Google:硬件方面:19年6月發布GlassEE2,為時隔2年的更新版本,性能上小幅升級,設計上磁吸式數據線換成了USB-C端口、規格上:支持LTE、攝像頭升級至32M、內存升級到3GB;移動AR:19年時隔一年再次升級ARCore1.7,加入了自拍AR濾鏡和動畫API。

            Facebook:重視AR板塊,獨立成立事業部,儲備核心專利(大視場角光學、小型化集成電路)。

            AR增強現實是指透過攝影機影像的位置及角度精算并加上圖像分析技術,讓屏幕上的虛擬世界能夠與現實世界場景進行結合與交互的技術。按照產品形態,AR可以分為一體式、分體式AR眼鏡、ARBOX,主要側重于低功耗、全天可佩戴、外觀輕便。主要玩家有Google、Microsoft(HoloLens)、Epson、Vuzix、MagicLeap等。AR關鍵技術主要有近眼顯示、感知交互、處理計算、網絡傳輸。

            AR關鍵技術中近眼顯示設備的光學與顯示系統主要分為圖像源器件與顯示光學器件,圖像源器件產生圖像并將圖像投射到顯示光學器件中,顯示光學器件將圖像反射到眼睛中,其中針對AR顯示設備的圖像源器件一般指微顯示器。

        AR光學顯示模組的組成

        數據來源:公開資料整理

            微顯示:適合AR頭顯的微顯示技術主要有5種:LCoS硅基液晶、DLP、LBS、Micro-LED、Micro-OLED,各微顯示方案在成本、量產、性能方面具有差異,LCoS代表產品有HoloLens、MagicLeapOne,DLP代表產品有VuzixBlade,LBS代表產品有HoloLens2。

            光學技術:AR光學技術發展歷經:離軸光學、棱鏡光學、自有曲面棱鏡、Birdbath方案、陣列/全息光波導、焦面、可變焦、多焦面、光場(仍停留在實驗室階段),離軸光學設計體積笨重、應用場景優先、基本已經被淘汰;棱鏡光學視場角最小,但工藝簡單、成本最低;光波導產品包括陣列和全息波導,在厚度、透光度、畫面效果有大的改進提升,然而量產難度高。具體來看,波導技術中,HoloLens、MagicLeapOne、Waveoptics、Vuzix采用表面浮雕光柵SRG,主要從波導設備中提取圖像;Digilens采用了布拉格光柵SBG、且采取了主動型全息波導,Lumus則為陣列波導廠商。

            目前AR行業用的波導結構可以分為四種:全息波導、衍射波導、偏振波導以及反射波導,其中應用最廣泛的是全息波導與衍射波導、陣列/反射波導。目前,HoloLens2采用衍射光波導光學方案,視場角可達到52°,蘋果收購的AkoniaHolographics則采取全息技術的全息光波導。

            隨著5G建設推進、政府政策支持、技術創新加速、內容生態多元以及產業鏈成熟成本下降,VR出貨量預計于2020年開始加速增長,2022年出貨量達到820萬臺;2018-2022年的CAGR為16.3%。AR:展望未來預計隨著5G的推進、核心技術的突破和內容應用的積累,AR消費市場將2020年開始飛速發展,頭顯達到百萬級出貨量;2022年迎來拐點,出貨量突破千萬臺。

            2018-2022年全球VR頭顯出貨量及預測(萬臺)

        數據來源:公開資料整理

            據調查數據顯示,國外運營商均將在2019-2020年陸續實現5G商用。國內來看,中國移動計劃在19年推出5G網絡、中國聯通和中國電信計劃在2020年商用5G服務。

            虛擬現實涉及“五橫”技術架構:“五橫”是指近眼顯示、感知交互、網絡傳輸、渲染處理與內容制作,優質的VR體驗(初級、部分、深度、完全沉浸)對網絡環境有極高的要求:1)超清畫面實時傳輸對網絡帶寬的要求;2)低延時處理。5G適合VR/AR的特質在于:1)高傳輸速率,5G網絡最高傳輸速度可達每秒數十Gb,有利于8K及以上超高清內容的傳輸和實時播放;2)邊緣計算,處理下沉用戶,減少數據傳輸和反饋的時間,根據IMT-2020制定的指導方針,5G提供1.ms的OTA往返,延遲小于10ms,VR/AR優質體驗得以實現。

        2018-2023年全球VR/AR行業市場規模及預測

        數據來源:公開資料整理

            相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國AR/VR行業市場監測及未來前景預測報告

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