影響VR/AR市場規模的因素 2020虛擬現實(VR)和增強現實(AR)行業投資前景規模分析

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

“無線化”是高端VR發展的必然趨勢。未來VR設備要想在消費級市場普及，優秀的用戶體驗必然是基礎，并且應用場景必然需要獲得極大的擴展，所以“無線化”將是高端VR設備發展的必然趨勢。由于目前三大VR硬件廠商的產品需連接線纜，所以目前的應用場景局限于客廳應用場景和部分主題公園應用場景。針對“無線化”的趨勢，三大VR硬件廠商現有的解決方案是通過定制的無線套裝來實現“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、發射端、移動電源和無線路由器，用戶可以使用該組套件實現小范圍的“無線化”。但是這種解決方案依然存在非常大的局限性：1)發射端和無線路由器是基于WirelessHD技術的定制版，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，用戶負擔進一步增加;3)使用范圍僅限在PC/主機的2-3米范圍內，且要求無遮擋，應用場景仍然非常局限。

第二，畫質體驗較消費者預期仍有差距。

優秀的VR內容畫質體驗需要硬件和內容的搭配，目前畫質體驗提升的瓶頸仍然在于硬件環節。我們日常生活中常用的幾塊“屏”，如電視、電腦、手機等，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，用戶在虛擬環境中的視野可以認為是一個空間球，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據的一部分。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。根據研究和實踐，一款優秀VR產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，對應到90度視場角的僅有每度10個像素，遠遠低于正常視力視網膜要求的每度60個像素(Pixels per degree，PPD)。具體來說，VR頭顯的2K分辨率畫質的肉眼感覺類似于電視屏幕的240P畫質，4K分辨率畫質的肉眼感覺類似于電視屏幕的480P畫質。未來要想提升VR頭顯的畫質體驗，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”，這直接導致了VR設備使用時間的相對智能手機等終端設備少之又少。關于現階段VR體驗的“眩暈感”的來源有很多，主要來源有三個方面：一是顯示質量低下引起的視覺不適;二是人機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節沖突。

顯示質量低下主要表現為紗窗效應(Screen Door Effect)、頻閃(Strobing)、拖影(Smearing)等。紗窗效應是由于VR眼鏡(屏幕和內容)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生的視覺模糊現象;拖影是指像素點在被點亮時間內在視網膜上滑動了一段距離，從而在人眼中產生的視覺模糊的現象。解決此類問題的方法是屏幕和內容的分辨率同時提升，并提高屏幕的響應時間、刷新率、視場角等指標，降低動態追蹤系統延遲等。

人機交互過程中產生的感官沖突是指人在VR設備的沉浸過程中，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生沖突，就會產生眩暈感。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交互設備，包括HTC Vive和Oculus配備的運動控制手柄、Room Scale、Omni、KAT虛擬現實跑步機等，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節沖突是指目視差在產生3D效果的同時，造成雙目焦點調節與視覺景深不匹配，VR頭顯難以如實反映類似真實世界中觀看遠近物體的清晰或模糊變化。目前業內對于此種因素導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)與光場顯示等領域。

第四，價格高企阻礙硬件設備快速普及

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，PC/主機VR由于可以利用高性能的主機支撐VR內容的處理，所以PC/主機VR設備帶給用戶的體驗要遠遠好于移動VR和VR一體機。Sony，Oculus、HTC都在2016年發布了其旗艦PC/主機VR，首發零售價分別是$499、$599、$799(均為套裝價格)，試圖憑借用其優良體驗搶占消費級市場。但是由于三款產品的零售價高昂，2016年的銷售情況遠遠低于市場預期。

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VR對于充當處理單元的主機有著相當高的配臵要求，所以一臺高端主機也成了體驗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還要額外準備一臺高配臵的“VR Ready”主機，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設備在消費者市場的快速普及。

第五，硬件、內容互相掣肘難以形成良性互動

硬件設備銷售的疲軟直接導致了優秀內容的缺失。2016、2017年，PSVR、Oculus、HTC、微軟四家PC/主機VR銷量總和超過460萬臺。相比于2016年銷量大大低于預期的情況，2017年PC/主機VR銷售增速提升，但是仍然沒有達到爆發式增長的標準。鑒于此，很多大型內容開發商認為低迷的滲透率使得開發優秀VR內容的成本難以被銷售收入覆蓋，推出VR內容的時機尚不成熟。以主機游戲為例，開發一款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，非常難達到銷售100萬套的最低標準。這也就是優秀的內容制作商還在觀望VR市場的原因。

圖表：影響VR行業發展的主要因素及占比

數據來源：中研普華產業研究院

影響VR行業發展的主要因素中，硬件、軟件問題是一大難題，占比約42%。

五、中國VR/AR行業技術專利

我國從2013年進入快速增長期，2017至2018年新增的中國大陸專利數量已經超越美國，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、浙江大學、北京理工大學、上海交大等高校成為國內虛擬現實專利申請的重要主體，而美國專利絕大多數來自科技巨頭和初創公司，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、聯想、小鳥看看、百度、歌爾、小米、中興等企業申請量位列前茅，產業鏈參與主體的專利創造和保護意識提升。另外，對比兩國專利法律狀態，美國專利有37%獲得授權，22%處于實質審查階段，中國專利有30%獲得授權，處于實質審查階段的專利占45%。從專利類型來看，中國專利局受理的專利中發明專利占比77%，其余是實用新型。相比無線通信領域，虛擬現實的實用新型專利占比較高，主要是對虛擬現實終端產品外形構造提出的專利，創新程度更高的技術發明專利相比略少。

未來虛擬現實(VR)和增強現實(AR)行業將如何發展?請關注中研普華研究院報告《2019-2025年中國虛擬現實(VR)和增強現實(AR)行業投資風險預測報告》。

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