112页VR拆机报告（下）：全拆解其架构、迭代路径、内容生态、未来趋势

作者： 焦娟、冯静静、王晶晶

核心观点

■继2021年硬件入口（VR）的销量迈过了1000万台的临界点，2022年人形机器人的关注度迅猛提升，诉诸于“交互”“智能”最终能实现的终极目标，基于元宇宙的新硬件未来将呈燎原之势，故我们以本篇“拆机报告”，先聚焦于硬件入口VR，我们以小派科技3季度将正式发售的Pimax Crystal为样机进行系统拆解，详细回答下述6个问题：

1） VR与智能手机相比，底层架构上，究竟有哪些区别？

2） 一台VR硬件，其迭代新产品的经典路径是怎样设计的？

3）Pimax Crystal全拆解出来的5大组件共54块，组件（外壳模组、核心计算模组、光学与现实模组、电池及声学模组、人体工学模组）的具体构成、最重要的部分、分别的作用；每一块硬件的名称、构成数量、参数、作用、作用范围、重要性、应用模式、供应商、供应商对此硬件的预估与反馈、特定设计的考量、改进或创新之处、改进或创新后的效用提升比例、成本占比等？

4） 与硬件配套的操作系统？

5） 与硬件配套的内容、生态、销售策略？

6）以Pimax Crystal为代表的VR硬件入口，其未来趋势？

■围绕这6个问题，我们首先回答了市场关心的第一个问题：XR作为新硬件，“新”在哪里？针对这个问题，或许换一个问法更为合适：“继智能手机之后的下一代计算平台是什么？”我们强调，基于未来计算平台的新硬件，将与智能手机及之前的硬件有本质性的区别；基于对沉浸感的追求，VR技术迭代的目标分别是接近人眼的视觉、接近自然的交互。用户对沉浸感的需求却时刻伴随着眩晕感，为降低VR眩晕感，我们细密分析了硬件、软件、内容分别的精进之路。

■其次我们回答了VR与智能手机相比，架构的区别在哪里？第一，需明确VR技术与VR设备是完全不同的概念，VR整个产业链包括硬件、软件、应用及服务，Virtual Reality（虚拟现实技）技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感；VR设备只是产业链中的其中一环；第二，VR是对过去50年一系列二维设备的全部生态的迭代，经过近十年的发展，相关技术、产品形态及内容应用已经呈现一定的成熟度，第三，在开发引擎上，智能手机是基于UI的架构，而VR是基于三维图形渲染的，也即以Unity与Unreal等游戏引擎为主。同时，我们以小派、Oculus、Pico为例，尝试勾画出VR产品的迭代路径。

■再次，我们阐述了本次拆机报告，为何会为什么选Pimax（小派科技）？为什么拆Pimax Crystal？并给出了全拆解地图，包括五大组件共54块拆解出来的硬件；同时，详细描述了与硬件配套的算法、内容与生态、定位与市场。

■由小派Pimax预判VR未来发展趋势的同时，我们根据安信构建的元宇宙数据库，更新了国内外VR硬件厂商2022年以来的新品迭代；新硬件作为元宇宙六大版块之一，我们也给出了对其2023年的展望。

■参考交互硬件50年的发展史，由“垂类”到“通用”、从“大型”到“小型”，硬件玩家的竞争从来都是全球性的，门槛高、竞争烈；以对行业的挚爱为起航、关键技术节点上的引领、市场推广时的对打、硬件之外的短板补足、行业拐点时的避坑……最终的胜利者，都是时代皇冠上的明珠。在全行业静待Apple这一顶级吨位的航母下水之际，国内以小派科技为代表的VR与AR厂商，均在“定义下一轮交互”这一总目标下，构建基于自身资源禀赋与行业理解力的技术路径。无论“定义下一轮交互”的顶级创意与璀璨才华将花落谁家，显示、光学、交互等关键部位的创新与进步，都须“积跬步”；且“软硬一体”的大趋势愈发明显，产业链与价值链的映射关系，难以再直接参考智能手机时代的经验。

■显示&光学，交互（即操作系统），内容与生态，是VR为代表的硬件入口的价值链中，占比较高的部位；结合中国优势，硬件入口的产业链配套（尤其是光学部位）、内容与生态，我们认为将是最值得关注的核心投资领域；相较而言，交互（即下一代操作系统）则是Apple等海外科技巨头更擅长的，我们亦关注这一方向上的国内突破。

■展望2023年新硬件的发展趋势，我们认为硬件入口、分布式垂类硬件在2023年，均是“大年”。此外，与硬件入口相匹配的内容、应用、场景等，我们认为2023年有望真正跑出有元宇宙部分“精气神”的爆款，但顺序可能先是应用、场景甚至是模式，最后才是真正的爆款内容出现。

■投资建议：本篇拆机报告，我们全拆解以襄助于市场对硬件入口的认知，目前各厂商均在探索各自的技术路径，产业链并未定型，但产业链的关键部位在于光学、显示与交互；根据我们对备战元宇宙投资的三个阶段的划分，当下仍处于第一阶段，即筛选的投资标的，标准只有一个——它有元宇宙（如硬件产业链）的相关业务。

回到元宇宙的整体性行情上，我们认为当下元宇宙行情再起，在2021年虚拟数字人、NFT、元宇宙的基础上，我们认为细分方向有望新增Web 3、人形机器人、XR硬件相关等，各方向相关标的在去年基础上会有明显的发散，但核心仍然在于弹性：

1）2021年的元宇宙行情，源于海外相关板块的映射效应；目前海外年初以来的调整正处于修复过程中，对国内元宇宙行情的启动有映射作用；

2）2021年的元宇宙行情，相关个股目前基本已调整回2021年8月份启动时的股价水平；

3）2018年以来的政策性调整（产业政策收紧、金融资本严格约束），有望推动产业出清以来的拐点；

4）内容产业是供给决定需求的行业属性，新的计算平台、技术、机制有望带来新的内容、应用、场景、模式；

5）二季度业绩预告，部分子方向相对靓丽。

关注标的：

1）NFT与区块链：数码视讯、安妮股份、中文在线、平治信息、网达软件、光一科技、华媒控股、数字认证、捷成股份、视觉中国、三六零；

2）营销：立昂技术、天下秀、宣亚国际、蓝色光标、省广集团；

3）游戏：宝通科技、中文传媒、吉比特、中青宝；

4）影视广电教育等：新文化、幸福蓝海、广电网络、国联股份、中公教育、国新文化；

5）产业链：歌尔股份、共达电声、闻泰科技、国光电器、鹏鼎控股、兆威机电；

6）光学：苏大维格、远光软件、中光学、利亚德；

7）智能穿戴：合力泰、万祥科技、深天马A；

8）3D引擎：全志科技、乾照光电、北京君正；

9）3D打印：银邦股份、亚太科技、蓝光发展；

10）人工智能：长安汽车、华西股份、科大讯飞、高乐股份；

11）脑机接口：冠昊生物、航天长峰、新智认知、浙大网新；

12）溢出效应：爱尔眼科；

13）港股：腾讯控股、网易、心动公司、百度。

■风险提示：技术路径探索不成功的风险、市场推广不成功的风险、中美贸易战带来的产业链配套低于预期的风险、公司治理风险。

4.为什么选Pimax？为什么拆Pimax Crystal？

4.1. Pimax占据全球高端VR头显标杆地位

小派科技聚焦高端VR头显设备的研发与生产，在光学/显示/可穿戴技术/智能硬件开发等方面积累多年经验，占据全球最强性能消费级VR硬件标杆地位，在全球高端VR头显（1000美金以上）中市场份额占比第一。从市占率看，2021年Steam平台VR设备使用榜单的数据显示，小派在1000美金以上的VR设备市场占有率超过80%，其性能标杆意义可见一斑。从用户画像看，据小派公众号披露，2021年其收入的80%来自海外市场，主流客户群体为VR爱好者与科技发烧友，该群体追求头显的高品质体验，消费能力强，平均客单价在700美元以上。从竞争策略看，小派的定位不是做区域差异化，而是通过产品差异化与Meta等巨头进行有效地错位竞争。小派目前要做的是一方面在性能上继续突破，另一方面则是拓展更多元的产品线，服务更广泛的客户群体。

小派坚持研发高性能VR头显，旗下产品矩阵由经典机型（Pimax 4K、Pimax 5K Plus&5K Super、Pimax 8K&8K Plus）、旗舰机型（Pimax Vision 8K X）、待发布机型（Pimax Reality 12K QLED、Pimax Crystal）等构成。从最初发布的小派4K、8K、到旗舰款Pimax 8K X、再到Reality系列的12K、Crystal，小派系列产品以宽视场角与高分辨率为核心特色，视觉上FOV（Field of View 视场角）、PPD（Pixel per Degree 角分辨率）、刷新率等均领先行业主流消费级VR设备。

支撑小派高性能VR的是四大核心自研技术。

（一）高PPI 技术：同时支持高分辨率和高刷新率

小派VR头显是目前世界上清晰度最高的消费级VR头显，最新公布的Reality系列的12K QLED的分辨率达到双目12K，性能显著领先于主流竞品的4K-5K；刷新率高达120Hz，传输带宽要求是同期竞品的2-3倍。

（二）双显示屏技术：200度大视场角

采用双显示屏方案，结合Pimax独有的精密光学结构，小派Pimax 5K/8K系列横向FOV已达到170度，斜对角FOV高达200度，接近了人眼的极限FOV，能够大大增加沉浸感。

（三）高精度低延迟CV定位：稳定精准的6DOF定位跟踪

采用机器视觉定位技术，实现毫米级定位精度，保持高效稳定追踪。

（四）Brain-warp 技术：保持低延迟

Brain-warp技术降低了运行VR游戏对电脑硬件配置的要求，减少了延迟现象，并能提高刷新率，从而实现同时获得高画质内容与平滑VR体验的目标。

4.2. 高性能VR硬件是进入元宇宙的必经之路

Roblox公司曾经定义元宇宙的八个要素为：身份、朋友、沉浸感、文明、经济系统、低延迟、多元化与随时随地。我们认为这八大要素并不是平行关系，而是有主次之分。其中，沉浸感是支撑元宇宙概念成立的核心要素。

在PC所处的桌面互联网时期及手机所处的移动互联网时期，身份、朋友、文明、经济系统、低延迟、多元化、随时随地等要素早已存在。我们已经可以做到在微信进行身份认证，在朋友圈里进行高质量的互动。然而桌面与移动互联网唯独没有“沉浸感”这一要素。PC与手机没有开启元宇宙的根本原因是，用户通过二维设备“观看”三维世界，缺少足够的“沉浸感”。缺少沉浸感，我们就无法“进入”虚拟世界中，也就无法相信元宇宙是真实存在的。

VR技术通过模拟物理环境——光、声音、气味、味道、运动，并以模拟出的物理环境来影响我们的眼、耳、鼻、舌、体感、触觉，由此产生化学激素和电信号来影响到本我，继而影响到自我和超我。这也就是VR让人们产生“身临其境感”的心理基础。手机与PC之所以无法产生“身临其境感”就是因为手机与PC仅仅模拟了光源与声音，无法像VR一样模拟整个物理环境。

借助高性能VR硬件提供的真正的沉浸感，人才能进入元宇宙。了解设备在解决什么问题，参数才有意义。如果只是一块屏，尺寸更大，或者分辨率、刷新率更高，是有意义的。PC是一款大的不动的屏幕，手机是可移动的，所以有移动相关的参数，有网络，比如说支持2G、2.5G、3G、4G、5G，使用包括手机应用、游戏。VR是框在视野前的一套显示设备，包裹住人类将近2000英寸的视野，提供一个沉浸式的效果，不但能看，还能在里面移动，因此有穿戴相关的参数，如果是一体机，还有续航相关的参数。XR未来要提供高沉浸感的娱乐、办公、社交体验，需要在视觉沉浸感、物理沉浸感、认知沉浸感三方面性能达标。

（一）视觉沉浸感——UVI当量和刷新率

屏幕靠在眼前，通过放大镜，以5-6倍的放大倍率投射在视网膜上面，占据整个视野，包括显示和光学参数。角分辨率（PPD）和视场角（FOV）此消彼长，难以判断整体好坏，因此有外国人提出视觉沉浸感（UVI）当量，FOV做Y轴，PPD做X轴，做一个分布，相当于在第一象限当中把FOV和PPD展开。

算力是有限的，单位时间处理的像素点数量有限。FOV越大，每个角度得到的像素（PPD）就越小，每个角度得到的像素（PPD）越多，FOV就越小。人眼FOV极限是220度，Pimax可以做到200度，几乎涵盖整个视野。PPD的极限精度是视网膜水平，在60度，甚至75度。现在主流的VR产品的FOV在90-110度之间，PPD在20度，未来极限在60度。

刷新率业内最早是60Hz，现在做到90Hz，小派能够做到120Hz，小派的5K Super能做到180Hz。刷新率的极限是180Hz左右，倒数是6-7毫秒，延时可以控制在15毫秒内，就不会有眩晕感。未来5年内，刷新率预计平均都会到180Hz左右。

目前各厂商在VR参数动态调整上处于补短板的阶段。VR厂商希望实现左右视场角220度，上下视场角135度，刷新率达到180Hz的参数水平，将整个视野占满。行业内一直在向着这个方向接近，谁能在这个参数上跑得快，就会有一定的优势。具体来看行业内在视觉沉浸感（光学显示）方面达到的水平，以及需要补足的短板情况：①视场角。人类极限为上下视场角135度，左右视场角220度，目前全球的参数是在左右视场角110度，小派的左右视场角在180、200度左右；②PPD。人类极限是60，行业内大概是20，小派在35、42左右；③刷新率。现在是75、90Hz，未来预计会做到180Hz。

（二）物理沉浸感——重量、大小、佩戴舒适度

物理沉浸感也是VR继续努力的方向。物理沉浸感指的是VR头戴设备的重量、大小、佩戴，这与手机外观的重量、握感和续航时间不同。在VR中穿戴的舒适度很重要。小派的产品是针对极客和早期的爱好者，所以产品机器较大，在未来也会出小白产品，会往轻便型产品发展。产品小型化后存在一个问题，即小型化要使用移动芯片，但移动芯片算力有限，因此需要在小型化与移动芯片算力之间达到一个平衡。这也是在未来发展中需要解决的问题。

物理沉浸感要考虑计算机算力的问题。电脑主要是CPU，在VR世界中GPU相当重要。高通在GPU方面，以及整个运动延时的调整上面做得很好，加上小派的算法，我们将整个延时做到15毫秒以内。物理沉浸感牵扯到的算力、算法，还要在目前商用基础上增加8-10倍，符合摩尔定律，是需要一段时间的。现在的算力虽然不能实现线下交互那样自然，但是已经不错，可以玩很大的游戏，下一代产品整体体验也相当不错。

（三）认知沉浸感——面部表情识别和手势识别是VR社交和办公的必要技术

VR中还有一点较为重要的是认知沉浸感。人们在看电视时，电视与人之间没有互动，电视里的画面会随着搬动电视而移动，但VR不是这样的。VR在3D建模之后，场景相对固定，佩戴头显在场景里进行移动，会涉及到头部运动和手部运动。VR1.0采用的是头部和手部6DoF运动，之后要逐步实现面部识别、手势识别。

在认知沉浸感方面，感知到人们的面部表情和手部动作是很重要的。目前用户在VR中很难感知到周边人的面部表情、身体动态等一系列动作操作，这样会影响人们沉浸式体验。像手部也仍然是持有手柄，仅仅是把手柄游戏化，向游戏机发展。实际上各大厂商都是在补短板，但只要有一项新技术出来，就像鼠标出现成为了下一代电脑的标准输入设备一样，这种技术就会让厂商具有长板的示范效应。

基于面部识别和手势识别技术，VR、AR可以很快进入到社交和办公，比如线上会议、狼人杀等。VR和AR设备最终投射的是，尽可能还原真实世界，包括真实世界中缺少的东西。比如说实物交易，在VR中的体现就是基于NFT进行的数字产品的交易；再比如办公会议，目前可以进行电话会议、腾讯会议、zoom会议等，未来随着技术发展，完全可以进行VR会议，会有更加充分的交流。大的方向实际上还是数字化时代，在VR或XR的3.0之后，人们将进入元宇宙。

VR硬件越高端，性能越好，沉浸感越好。最重要的视觉沉浸感可通过UVI（Unit of Visual Immersion）指标来衡量，影响UVI的三大指标是PPD分辨率、FOV视场角和刷新率。三大指标都分别存在绝对的天花板水平，其中60PPD代表了视网膜水平，水平220度代表了人眼自然视场角，大于180Hz人眼基本无法分辨、不易产生眩晕。每个指标的实际值除以其天花板水平得到一个百分比就是在该指标上的得分，三个百分比的加权调和平均值就是UVI。100%的UVI就意味着用户带上头显睁开眼睛，完全无法分辨看到的是头显中的图像还是真实的世界。小派已经发布的Reality系列12K QLED头显的UVI高达73%，已经非常接近“优秀”的标准。

4.3. Reality系列Crystal将首发

2021年的Pimax Frontier 发布会上，小派公开展示了研发团队两年多来一直在努力实现的技术突破——VR 3.0将带来完全身临其境的体验，并将专注于三个特征：自然（视觉沉浸感）、自由（物理沉浸感）和自我（认知沉浸感）。Pimax Frontier 发布会上展示的Pimax Reality 12K QLED作为VR 3.0的划时代产品，各项性能参数均遥遥领先。Pimax Reality 12K QLED分辨率可达到双眼12K，刷新率最高可达200Hz，使用Mini-LED背光，结合QLED量子点技术。独创的仿生透镜技术让水平视场角可达200度，垂直视场角可达135度，双眼视觉重合区域达118度，比人眼小2度。12K还将搭载Inside-out 6DOF SLAM定位、空间音响，支持PC VR与一体机的全能机形态，由高通骁龙XR2芯片驱动，可对表情、眼神、情绪、动作等进行捕捉和追踪。

2022年6月，同样隶属于Reality系列的Pimax Crystal QLED首发，Crystal顾名思义，主打视觉清晰，除选择了极具特色的玻璃材质非球面镜片外，Pimax Crystal还推出了包括可换玻璃非球面透镜模组、高清晰度显示屏、PCVR和一体机双模式、无线连接方案等在内的多项技能更新。

Crystal作为Reality系列的首款产品，在光学创新、显示面板、计算平台三大维度实现自有产品的突破与行业产品的领跑。

（一）光学创新：玻璃材质非球面透镜

主打极致清晰体验的Pimax Crystal选择了玻璃材质的非球面透镜方案，使头显的显示色彩更鲜明、图像更锐利，从而将头显清晰度提升至更高水平。玻璃与聚乙烯由于材质不同，应用在VR头显中会呈现出不同的视觉效果。

相比聚乙烯透镜，玻璃透镜有三个主要优势，即透光率更高、杂散光更少、像差更小，从而使视野内呈现的图像更清晰。透光率较高，意味着光线在传播途中的损耗较少。目前常见的聚乙烯透镜透光率一般在85%至90%左右，Pimax Crystal的透镜在进行光学镀膜后，透光率能够达到99%，使用户接收到的图像色域更广、色彩更加鲜明。杂散光少，是由于在进行光学镀膜后，光线在透镜内部不容易被反射、折射，有效减少了鬼影、眩光等负面效果，使Pimax Crystal的视觉效果如水晶般清透、分明。像差小，意味着用户双眼所接收到的图像与屏幕显示一致性更高，有效减少了模糊，也降低了对反畸变算法的压力，能够有效节省算力。

（二）显示面板：QLED+Mini-LED屏幕+HDR算法

与前置旗舰款“性能天花板”Pimax 8K X相比，Crystal所拥有的像素的总数与8K X保持相同，但密度更高。参数显示，Crystal的屏幕水平分辨率为5760像素，垂直分辨率为2880像素，拥有高达160Hz的刷新率。头显屏幕采用QLED+Mini-LED结合技术，为用户呈现了极致丰富的色彩。同时，创新采用HDR算法，使头显能够充分利用其高对比度硬件和准确的色彩空间。

（三）计算平台：双模机一体机Omni All-In-One

Crystal在硬核标配方面与Reality系列的12K QLED保持基本相同。二者拥有相同的双平台处理，搭载高通XR2处理器及Pimax定制PC VR引擎双处理器芯片——Omni All-In-One，让性能比率最大化，自由切换PC与一体机模式，保证高性能及流畅体验。

此外，据产品发布会信息，Crystal计划将于今年Q3开始发货，且价格会显著低于小派12K QLED。Pimax软件生态与硬件升级也将实现“两翼齐飞”。Pimax Store将在Crystal头显中首次亮相，目前已签约的内容供应商数量可观，涵盖诸多热门内容。通过Pimax自有内容平台的搭载，与crystal头显的顶级性能相结合，用户的VR体验会更极速流畅。

5. Pimax Crystal拆解

5.1. Pimax Crystal总体结构

经过拆解，我们将Pimax Crystal的总体结构划分为外壳模组、核心计算模组、光学与显示模组、电池及声学模组、人体工学模组共计五大模块。

绿色部分：外壳模组（①-⑥）—Reality系列通用；

黄色部分：核心计算模组（⑦-②⑦）—负责头显核心计算部分；

蓝色部分：光学与显示模组（②⑧-③⑧）——核心模块；

橙色部分：电池及声学模组（③⑨-④⑧）—Reality系列通用；

粉色部分：人体工学（④⑨-⑤④）—Reality系列通用。

5.2. 外壳模组——①-⑥

Pimax Crystal的外壳模组由B壳、中框、屏金属支架、摄像头、A壳、灯条六部分组成；其中，摄像头是外壳模组最重要的组成部分，负责实现位置追踪、Passthrough与手部追踪等功能。

①B壳：与A壳共同组成头显的主要外观。

②中框：B壳与A壳之间的衔接区域。

③屏金属支架：与中框一起保护头显外壳不脱离屏幕外的一个支架。

④摄像头：组件四周有序分布共4个摄像头，分别用于位置追踪、Passthrough与手部追踪。摄像头对于在头显与控制器上启用6DOF追踪至关重要，4个摄像头的视图会合并在一起，以允许在头显上使用Passthrough视觉模式，该模式可用于追踪游戏空间的边界。

Pimax Crystal机身共有13个摄像头，可以对用户的任何反应进行捕捉，除了头手6DOF识别，还包括面部捕捉、全身动作。机身可识别用户人体做出的动作并实时反映在虚拟世界中。

⑤A壳：与B壳共同组成头显的主要外观，Crystal实现可更换Faceplate功能。

目前市场上的VR产品与AR、MR产品泾渭分明，通过创新的模块化设计，Crystal实现了可更换Faceplate功能，让用户通过面罩更换就可以实现VR与AR、MR模式的切换。

可更换Faceplate功能让Crystal同时具有VR与AR、MR功能，可以做到彩色的Passthrough在此基础上，Pimax还开发了Lighthouse面罩，让用户通过更换Lighthouse Faceplate以实现PC VR模式体验。Lighthouse面罩能够与Lighthouse定位兼容的设备一起使用，并且完全与Steam VR兼容，可接入一体机与PC VR两类内容。

⑥灯条：已取消。

5.3. 核心计算模组——⑦-27

Pimax Crystal的核心计算模组由主板、散热片&散热风扇调节绑带及电源线、70pin连接器、70pin连接FPC、耳机板连接线、主副板连接FPC、Eye Tracking小板、下摄像头连接FPC、屏转接FPC、TypeC-Dmic FPC、上摄像头连接FPC、耳机板、距离传感器、5G金属板、眼追摄像头FPC、小电池、60G FPC、指纹FPC、Auto-IPD电动马达构成。

⑦主板：核心模块为高通XR2芯片。VR设备需要大量运算、图像处理以及多摄像头支持，需要一款专门设计的高性能芯片，目前主流是使用高通XR2芯片。

高通根据VR设备需求需要专门设计的XR2芯片是目前算力最强的VR设备芯片。也被主流VR设备采用，但目前的设备受限于硬件还没有发挥出这块芯片的全部性能，高通的预估是这块XR2芯片还可以满足2～3年的主流设备迭代需求。而Crystal的极致性能高分辨率、高刷新率及散热设计得以将这块芯片的性能压榨到极致。

小派在XR2芯片的基础上，开发了MTP以及ASW技术，以减少眩晕和延时。

MTP(Motion to photon latency)：

VR 在普及过程中面临的最大挑战之一是减少眩晕，即输入运动（头部转动）和屏幕内容刷新（光从更新的屏幕发出）之间的时间差，这被称为“MTP(Motion to photon)”延迟。

ASW（Application SpaceWarp）：

Application SpaceWarp：允许应用以实际显示刷新率的一半进行渲染，例如90fps的一半45fps。除了标准的眼睛缓冲区外，应用同时必须渲染运动矢量缓冲区和深度缓冲区，然后我们的系统将使用所述缓冲区合成新帧，并向显示器输出90 FPS。从而提升应用的性能。

高通根据VR设备需求需要专门设计的XR2芯片是目前算力最强的VR设备芯片。也被主流VR设备采用，但目前的设备受限于硬件还没有发挥出这块芯片的全部性能，高通的预估是这块XR2芯片还可以满足2-3年的主流设备迭代需求。而Crystal的极致性能高分辨率、高刷新率及散热设计得以将这块芯片的性能压榨到极致。

⑧⑨——散热片&散热风扇：任何对图像处理要求很高的设备，对散热的需求都很高。Pimax通过双风扇以及散热片和风扇紧密贴合的设计，将头显的散热性能发挥到极致，同时帮助Pimax将高通芯片的性能压榨到极致。

⑩调节绑带及电源线：调整佩戴及连接电源。

11 70pin连接器：连接电流与信号。

12 70pin连接FPC：用于LCD显示屏到驱动电路 (PCB)的连接。

13 耳机板连接线：用于连接外设耳机。

14 主副板连接FPC：用于连接主板与副板。

15Eye Tracking小板：主要服务于Eye Tracking眼动追踪。该模块主要功能为Eye Tracking眼动追踪。眼球的定向追踪在两方面对于VR体验有至关重要的影响，分别是：社交存在感；Auto-IPD（自动瞳距调节）

社交存在感：

Crystal 通过Eye Tracking眼动追踪，可以帮助用户在VR 聊天等社交应用程序中获得临场感。随着用户的头像眼睛的自然移动，其他用户将能够准确地看到用户正在查看的内容。

Auto-IPD（自动瞳距调节）：

VR头显是一款通用型设备，但头显的用户在个体上有差异，例如头围，瞳孔间距离（IPD）等，这会影响实际佩戴设备时的用户体验。例如，由于两个用户瞳孔之间的IPD差异，与另一个用户相比，一个用户的内容可能在显示上出现离焦或偏心。通过眼动追踪，即可精准识别两个眼球位置，从而调整透镜组的位置，让每个用户都能实现最佳的视觉效果。

16下摄像头连接FPC：用于连接摄像头。

17屏转接FPC：用于连接屏幕。

18TypeC-Dmic FPC：用于连接TypeC接口。

19上摄像头连接FPC：用于连接上摄像头。

20耳机板：支持外设耳机。

21距离传感器：又叫做位移传感器 ，是传感器的一种，用于感应其与某物体间的距离以完成预设的某种功能。

22 5G金属板：传输5G信号。

23 眼追摄像头FPC：支持眼动追踪摄像头的电路板。

24小电池：供电。

2560G FPC：该部件主要为支持Pimax开发的WiGig 60G无线接收模块。现有的无线频段为2.4G、5G、还有最新的Wifi 6.这些频段还都是有延迟而且会受到干扰的。Pimax开发的WiGig模块可以实现原生串流的效果，不受信号干扰，同时近乎0延迟，提供较好的无线体验。

26指纹FPC：适配指纹解锁。

27Auto-IPD电动马达：与15的眼动追踪一起，共同实现电动的的自动眼距调节。

5.4. 光学与显示模组——28-38

Pimax Crystal的光学与显示模组由QLED + Mini-LED显示屏、镜筒、Crystal Lens-35PPD透镜、三对透镜支架、IR LED盖板、包布支架、螺杆支架、Auto-IPD螺杆、小压片构成。

28 QLED + Mini-LED显示屏：结合了OLED与Mini-LED两方的优势，非常适合应用于VR。QLED能够比尺寸相仿的OLED屏幕，提供宽广20%的色域，并能够再现90%以上的最新的视频广播BT.2020 色域标准。OLED 仅覆盖该标准约 70%的范围。小派新背光系统采用 Mini-LED 技术可以实现堪比 OLED 的黑色。同时，Crystal的屏幕为每只眼睛都有效地提供了2880×2880分辨率。同时支持HDR、160hz的刷新率。

29镜筒：支撑镜片。

30Crystal Lens-35PPD透镜：小派自研的玻璃材料的非球面透镜，达到全球最高的PPD水平。PPD是VR中衡量清晰度最关键的指标，当屏幕相邻像素与眼睛形成的角度小于最小分辨率视角α时，达到人眼的极限，人眼不再能区分屏幕上的单个像素。人眼的PPD是60PPD。目前市场上主流的PPD只有20，也就是只达到了人眼的33%。而图中透镜为35PPD，占到了人眼的接近60%，可选的42PPD透镜组更是达到了人眼的70%。

Pimax独创玻璃非球面透镜，而目前市面上的非球面镜片材质均为树脂材质。该透镜具备突出的光学优势与材质优势。

光学优势：Crystal 采用了独特的高品质玻璃非球面镜片，相比于目前市面上的树脂材质在三个方面提高了清晰度：更高的高透光率、更少的杂散光、和更低像差。

l 更高透光率：在相同的光照条件下，聚乙烯镜片通常只允许85% 到 90% 的光通过，而玻璃镜片在使用最好镀膜的情况下，透光率可以接近100%。

l 更少的杂散光：杂散光的光路在我们的正常视线外会分散和反射，使图像看起来不那么清晰并导致整体质量下降。

l 更低像差：当光穿过介质时，无论是水、塑料还是玻璃，它的行进路径改变了。因此我们需要通过软件算法来矫正图像，更低的像差可以减少通过软件进行失真校正的需求。

材质优势：Crystal Lens的材质优势主要体现在可镀膜性与耐用性。

Crystal Lens采用全新的三层镀膜工艺：防蓝光涂层可去除 99% 的蓝光；防尘涂层，可以有效减少灰尘附着在镜头上；利用抗反射涂层，消除了大多数反射。莫氏硬度标度常用来表示并测量材料表面抗划痕的能力。相比于树脂镜片，玻璃镜片的莫氏硬度提升了33%。

31～33 三对透镜支架：与镜筒一起支撑镜片。

35包布支架：支撑镜片及镜片的支架。

36螺杆支架：辅助实现瞳距调节。

37Auto-IPD螺杆：与配合AUTO-IPD马达（15、27结合）共同实现自动瞳距调节。

38小压片：压连接器以及Auto IPD的杆。

5.5. 电池及声学模组——39-48

Pimax Crystal的电池及声学模组由头箍后壳、头箍前壳、后脑支架、后脑海绵、电池仓后盖&大电池、电池仓上盖、DMAS耳机、金属挂耳、旋钮组件、电池小板构成。

39头箍后壳：与前壳一起构成头箍。

40头箍前壳：与后壳一起构成头箍。

41后脑支架：与前后壳共同构成。

42后脑海绵：增强佩戴舒适度。

43电池仓后盖&大电池：电池容量6000mah，是其他设备的一倍。同时后置的设计更利于重量分布，并且首创可更换电池设计，解决了VR设备续航的痛点问题。

44电池仓上盖：保护电池。

45DMAS耳机：目前主流VR头显一般都是扬声器；或者插外置耳机。

46金属挂耳：适配耳机。

47旋钮组件：辅助调节声音。

48电池小板：连接电源。

5.6. 人体工学模组——49-54

Pimax Crystal的人体工学模组由护脸罩、鼻贴、护脸罩海绵、左右齿条模组构成。

49护脸罩：磁吸式可更换面罩。

50鼻贴：增加佩戴舒适度。

51护脸罩海绵：增加佩戴舒适度。

52～54左右齿条模组：相当于头显的支架，调整头围的大小。

5.7. 成本&供应商拆解

Pimax Crystal总成本约为618.5美元，按照各模组拆分成本，其中，外壳模组占比10.75%，核心计算模组占比27.16%，光学与显示模组占比43.65%，电池及声学模组占比5.82%，包装占比2.43%、制造占比6.47%。显然，光学与显示模组成本占比最高，同时也是Crystal最重要的一块模组。

5.8. 主流VR设备设计对比

从品牌定位来看，Pico与Oculus 同为兼顾性能与价格的品牌，Pico NEO 3 与 Oculus Quest2 在硬件参数和定价上几乎无差别，区别在于前者舒适度更高、后者定位水平更高。Pimax的品牌定位则较为高端，追求高参数、高性能，在宽视场角、高分辨率两大维度在消费级VR设备中遥遥领先。

从产品设计来看，头戴显示器+手柄的产品形态差异不大，Quest2一定程度上确立了产品范式——头戴显示器+双手柄。

6.配套硬件的算法&内容生态&销售策略

6.1. 算法

小派目前掌握的自研核心技术覆盖领域广泛，尤其在显示、光学、定位与优化算法四大领域，已经形成明显的领先优势。小派在2021年10月的Pimax Frontier 2021全球发布会发布的新品Pimax Reality 12K QLED，分辨率可达到双眼12K，刷新率最高可达200Hz，使用Mini LED背光，结合QLED量子点技术。独创的仿生透镜技术让水平视场角可达200度，垂直视场角可达135度，双眼视觉重合区域达118度，比人眼小2度。12K还将搭载Inside-out 6DOF SLAM定位、空间音响，支持PC VR与一体机的全能机形态，由高通骁龙XR2芯片驱动，可对表情、眼神、情绪、动作等进行捕捉和追踪。

小派的光学模块多是自己设计的，举例来看小派已在算法方面建立的优势。

第一部分算法是，DSC压缩技术。小派目前在做一个相关的显示流压缩技术、无损压缩技术，就是有压缩但还原后几乎看不到任何色彩的损失。

第二部分算法是，动态注视点技术。人的视野范围中，只有眼球正面差不多30度范围内的区域看得非常清楚，其他区域只要感知物体是否存在就可以。因此得益于仿生学的研究，小派将有限算力集中在清晰区域，对这一部分进行高清晰的渲染，其他部分逐级降级，从而节省算力，对芯片的价格和电池的待机时长都有影响。未来会将这项技术加入到产品中。

第三部分算法是，MTP的优化。运动延时是VR产品必须解决的问题。小派对此有Brainwarp技术，行业内还有ATW等技术。

6.2. 内容生态

联合技术龙头，构建软硬协同的VR内容生态。小派一直注重硬件性能与软件生态的协同构建，VR内容生态的搭建离不开上游硬件供应链的配合，为此，据Pimax Frontier发布会，小派已与业内顶尖技术和硬件厂商高通 (Qualcomm) / 英伟达 (Nvidia)达成合作伙伴关系。其中，高通提供了业内顶尖的移动处理平台XR2，相比第一代，XR2的CPU/GPU性能提升2倍、视频带宽提升4倍、分辨率提升6倍、AI性能提升11倍，为PimaxReality 12K QLED的超高视觉表现打下良好基础，并让其在摆脱线缆之后还能拥有极高的显示效果。英伟达作为PC显示芯片的领导者，已与小派合作多年，并在PCVR层面合作无间。他们将共同助力小派Omni All-in-One全能机在视场角，分辨率与刷新率上获得更优异均衡的性能。Reality不是PCVR也不是一体机，称之为Omni All-In-One。工作核心在于研发一种新的硬件架构——Gemini，这是业内前所未有的创新硬件架构，内置小派的定制PCVR处理引擎和一体式VR引擎双引擎。其中，PCVR引擎可以处理原生PCVR信号，从显卡直接接收数据；一体式引擎是由最新最先进的高通XR芯片驱动的，使得小派12K QLED在独立运行时能够驱动更多的像素，有着更好的AI处理性能和无线信号表现。高性能的硬件能够承载更优质的内容，当硬件具备多种交互方式，比如视觉、触觉、听觉等，会更大程度激发内容的潜力。小派VR头显通过扩展用户的交互方式来刺激更多元的内容生态，也让用户内容体验变得更丰富、更多元。

在生态内容构建上，小派采取的是外部引进与深度合作开发双管齐下的策略。小派一方面兼容其他厂商的内容，内容厂商可以基于小派新的交互和性能，修改原有内容来提升用户体验。据小派官方公众号，目前已有多家知名开发商就建设新的VR内容分发平台Pimax Store与小派达成协议，为应用能够上架Pimax Store进行针对性优化。其中包括包括热门应用Steam2021年VR游戏黄金榜中的SURVIV3, 被称作VR版“Minecraft”的cyubeVR, 最适合VR初学者的FPS游戏ARK-ADE，以及BoomBox, , HereSphere VR Video Player, Dragon Fist: VR Kung Fu, OVR Toolkit, Vengeful Rites等。

Pimax Store建成后，将为目前的PC-VR系列头显和下一代高性能VR一体机服务。小派头显极致卓越的硬件性能可以最大程度上还原画质，其清晰度、刷新率和视场角的优势也为用户带来更强的沉浸感和拟真度。因此，从提高用户体验的追求出发，Pimax Store会特别注重高品质的内容合作；而那些独特的、硬核的、甚至小众的VR内容，小派也愿意在保证品质的前提下作出一定的扶持和帮助，希望可以让其发光或者重新闪光。

另一方面是基于小派的产品定制相关内容，进行深度合作。比如小派与业内王牌拟真赛车游戏厂商iRacing建立了深度的内容合作，进一步巩固小派产品在拟真游戏应用上的绝对首选地位。iRacing作为一项集中式赛车和竞赛服务而开发，在世界各地的虚拟赛道上，组织和主持赛车；拥有毫米级精度、高保真、极富沉浸感，影响体验的关键因素包括高帧率（无延时）、高保真（清晰）、分辨率（有细节）。此外，视野也很重要，玩家可以观察周遭环境，提升沉浸感。因此，使用小派VR是享受iRacing最身临其境的方式之一。

在2021全球发布会上，小派宣布即将成立的Pimax Studio将与富有创造力的开发者合作，推动VR 3.0的愿景成为现实。并且，小派还推出了鼓励开发者的一系列支持政策，包括了资金、技术、本地化、市场推广、商店界面运营等方面，该计划称之为先锋计划。

小派的内容生态预计将具备两大优势：第一，同时拥有PC VR内容生态和一体机内容生态。小派将成为除Meta商店外，第二家支持corss-buy的VR应用商店，即用户购买PC VR/一体机应用的任一版本，将免费获得另一个版本。第二，发挥小派头显的高分辨率和高色彩还原度的优势，商店重点引入3A游戏、人文或自然风景、博物馆、VR演唱会等场景和色彩丰富的VR应用，消费者足不出户，就能够体验到最具沉浸感和真实性的数字生活。截至目前，小派商店规划了40款PC VR应用，20款一体机VR应用的首发阵容，并保持每月上架5-7款VR新应用。目前小派内容商店正在内测中，PC VR商店已经上线20余款，一体机VR应用正在积极适配中。

在标准化接口方面，小派的PiTool SDK与硬件接口可接入其他VR内容与配件。新发布的Pimax Reality系列支持PC VR与一体机两种模式，开放了软硬件接口（HDK & SDK）来适配不同应用场景的使用需求，用户可使用一个账号上同时接入至少Steam和小派两个生态。小派的通用接口包括U3D、Ureal、手势追踪、头手6DOF等，个性化的接口还包括身体追踪、面部识别、脑电波等。除了游戏和娱乐，开发者希望可以基于小派的个性化功能界面开发更多包括医疗、教育、通信、设计、电影、现场活动等。

在2B行业应用方面，据小派官微信息，小派为500余家政府与企事业单位提供过服务，涉及教育、医疗、文旅、公共安全、数字工厂等多个领域。小派目前已有的toB端客户案例包括德国大众奥迪采用ARCWare+8K来研发车模，日本世嘉乐园将小派5K XR应用于大空间多人对战游戏，上海迪士尼将小派4K头显应用于太空舱体验游戏，德国科隆TimeRide的旅游体验、瑞典的Birdly的模拟飞鸟体验等。

6.3. 销售策略

对于未来的竞争格局，小派除了在中高端市场的布局，未来也会依托原创性的研发能力和中高端产品的造血能力，策略性地选择在某些市场和某些时点，通过差异化竞争和可持续的价格战进入主流市场。

从行业角度，VR的2B与2C市场存在不同特点，B端稳定性较好，C端成长性较好。

（一）B端——周期性长，稳定性好

B端应用存在防灾教育、文化旅游、室内乐园等方案，专做B端的团队来分别对接头显厂家和内容，制作成方案。

① 防灾教育。比如消防、避震、防性侵，这类的特点是偶发但致命，不太适合日常教育。

② 文化旅游。比如，游览杭州西湖或者苏州拙政园，可看到美景，却不知古人身处场景如何生活。VR可以场景再造，拙政园的VR项目一直广受欢迎。

③室内乐园。迪斯尼受刮风、下雨、严寒、酷暑的影响，但VR乐园不会。在2-3万平米的综合体内开2000平米的VR乐园，基于位置的定位，会很受欢迎。

2B特点是周期较长，稳定性好。投资早期可能需要1年至2年的准备，但是发展起来后比较稳定。弊端是2B成长速度不如2C，因为B端订单周期都很长，但只要客户养成VR产品使用和消费的习惯，会周期性复购。

（二）C端——成长性好，能自主定义性能

C端特点是成长性好。VR行业在全球的C端产品成长性非常好，据IDC数据，2020年全球消费级VR出货量仅300万台，2021年超过1000万台，2022年预计在2000万台左右。

C端另一优点是可以自主定义性能。2B对技术的依赖往往被客户驯化，很难推动技术积累，无法决定能否做极致的角分辨率（PPD）、视场角（FOV）。C端市场是基于全球的开放市场竞争，参数和性价比很重要。因此，致力于C端市场的硬件公司，会有更好的技术积累和用户积累。

从公司角度，小派做VR销售的策略是从高端2C的PC VR开始切入，主要基于市场、硬件、内容生态三重逻辑去做创业初期的探索。

（一）基于市场：尊重海内外消费电子市场差异

海外和国内市场的差异由海内外消费类电子市场的成熟度决定。消费电子市场最早期的研发和市场都来自海外。PC供应链来自英特尔和微软，手机也来自海外，先是美国，然后欧洲，智能手机也先是美国的安卓和高通，都是先在海外培育用户，然后转入国内的过程。

消费电子市场的不同是海盗文化和农耕文化的根本区别。虽然中国电子消费市场慢慢成熟，但最多叫早期使用者，称不上极客，这是文化上的根本区别。比如，马斯克说要做SpaceX火箭的时候，愿意拿出100美金支持他的就叫极客，愿意尝试坐他的飞船去火星或者月球，但开始的时候不支持，就不是极客。

中国是一个渐进的过程，北上广深一线城市之后，二线城市会跟上，但三四线城市挺不一样。与各国消费电子市场不同，美国市场大一统，欧洲市场更分化，中国市场呈现出阶梯状，主力是三四线城市。北上广深市场最多只占中国的百分之十几，OPPO和VIVO有这么好的市场份额，是因为三四线市场下沉得好。

基于PC的VR率先在海外成功，是因为几乎每个西方成年男人的家里都有一台台式电脑。而中国游戏市场主要是手游，主机游戏市场比重不大。也许北上广深的80、90后家里有台式电脑，玩端游，但是三四线城市年轻人玩的第一款游戏不是红白机、PC游戏，而是手游。三四线城市年轻人没有主机游戏情结，更乐意接受手机或者基于移动的游戏平台。小派现在回到中国耕耘，是因为一体机适合中国市场。

依据市场渗透模型，行业发展的早期主要由创新者（innovator）介入，之后是新产品的早鸟用户（early adoptor），再是早期大多数用户（early majority）。VR从2017年开始流行，现在依然处于创新者阶段，海外叫极客。极客无条件地支持优秀的硬件产品，不会追捧平庸的产品，因此公司做高端产品。

（二）基于硬件：VR对硬件性能的要求区分于手机、PC

VR性能非常依赖硬件。VR之所以发展慢，就是因为对硬件要求是几何式增长的。PC只要求能计算、能显示，最早的计算力286、386、486都能用，图形界面不行就敲键盘。手机应用刷帧，刷新率30帧以内就可以。而VR不一样，所有内容都基于实时渲染，算力要求非常高，关键指标，运动延迟（MTP）要在20毫秒以内，越低越好。为了提升体验，消除眩晕感，要提升刷新率。如果刷新率是90Hz，倒数11.1毫秒，但直到120Hz才能消除眩晕。正因VR的内容显示基于实时渲染技术，当时所有移动计算平台都做不到，只有PC平台可以，所以小派决定从PC VR开始做。

（三）基于内容生态：借力Steam内容，靠近C端用户

小派没有从一体机开始做是因为一体机没有配套的内容生态。一体机最早的生态内容来自于HTC和Valve联合成立的公司HTC Vive，Valve提供专利和技术框架，HTC制造硬件。小派从PC VR开始做起，并和Steam建立了良好的合作关系，借力Steam的内容生态填充自身内容的短缺与空白。

在C端，小派早期积极地与用户协作，利用社群的力量。2017年，小派在Kickstarter上众筹获得了第一名并保持吉尼斯世界纪录至今（据小派官微）。小派的产品自带网红属性，往往是KOL评测的对象，因此小派市场投入很小，但是媒体声量很大。目前，小派已构建起一张由硬件开发商、软件开发者KOL，游戏发烧友、专业玩家共同构成的海外影响力价值网。

小派在2021年10月的全球发布会Pimax Frontier上展示的Pimax Reality 12K QLED，2022年6月发布的Pimax Crystal QLED均是全能机，有PC VR、一体机双模式，相关性能参数和功能创新都代表了行业天花板水平，标志着小派即将进入一体机市场。基于全球高端PC VR市场的洗礼，小派已形成技术和品牌方面的双重优势。据Pimax Frontier，2022年小派将会进军一体机市场，进军中端消费市场，并在国内市场发力。

7. 由小派Pimax预判VR未来发展趋势

7.1. 软硬一体将是大势所趋

VR/AR时代，与过去的PC或者移动互联网时代的一个最大的区别就是走向软硬一体的趋势会更加明显。我们会发现，纯粹做操作系统、纯粹做软件、纯粹做硬件都很难发展起来，因为对算力、体验、软件，对融合和微调的要求很高，很难做到用通用的软件去服务所有的硬件。例如手机使用的安卓系统，可以找到几百种终端，各种应用都可以运行，运行速度有区别，但不影响使用。但是如果在VR/AR上面，即使有0.1秒的延迟，都会严重影响使用感受，VR/AR则天然没有性能上的容忍度。XR硬件厂商会发现，即便找到一个公司提供通用的平台，与其之间打磨的频繁度、复杂度和成本将远远超过自己自研配套平台。

未来VR/AR公司大概率会是软件、硬件、算法诸多核心部位在一个公司高度集成，类似苹果的闭环生态。大苹果虽然很耀眼，但苹果的闭环生态并不是主流。在过去30年、40年的时间里，开放平台结合标准化的硬件和软件整合为一个平台是主流。由于XR硬件与手机、PC有着本质上的区别，我们推断未来的VR/AR时代一定是软硬结合的时代。进一步往软硬一体的方向上演进，下一代计算平台上可能分给内容应用的分成比例会更低，原因在于软硬一体后的生态体系很难剥离，终端厂商（包括操作系统）会更强势，能够掌握主要的市场占有率，强者愈强的格局可能会更加显著。

接下来，我们尝试从硬件技术门槛、算法门槛、内容生态三大维度具体解读为什么软硬一体会是大势所趋。

7.1.1. VR硬件的研发门槛高于手机行业

相比手机，VR所涉及到的技术领域更加广泛，包括硬件、软件、显示、光学、传感、传输、感知、计算机视觉、计算机图形学、UI、OS、人机工学、空间音响、认知科学、心理学，甚至包括生理学和医学的很多方面。VR对技术是对部分领域提出了更高要求，这些要求在手机领域是没有的，或者要求是没有这么高的。

首先看光学领域，超大视场角的同时要实现畸变与色差可控、体积与重量可控，这对VR光学系统的设计与制造提出了非常高的要求。这在手机行业是不存在的。由于需求不存在，上游厂商也没有类似规格的产品可迁移，因此VR整机厂商就需要自己研发。

其次是显示领域，VR需要大视场角、高分辨率、高刷新率的屏幕，未来要达到16K才能满足要求，而现有的屏幕也不过是4K左右。对手机来说，2K屏幕已经是天花板，再高根本没有意义。

再看定位领域，VR行业一般用SLAM（simultaneous localization and mapping）做inside-out tracking。SLAM原本的使用场景是机器人导航、自动驾驶等。对大多数机器人场景来说，超低延迟不是刚需。但对VR来说，直接使用普通SLAM技术会导致严重眩晕，因为它的MTP（Motion-to-Photon, 即VR头显的端到端延迟）难以做到20毫秒以下。目前某些高端手机也开始使用SLAM技术支持一些AR功能，但是跟VR对SLAM的要求远远不在同一水平。VR里的SLAM 定位必须做到亚毫米级高精度、毫秒级低延时、超高鲁棒性，也就是不丢、不漂、不卡。这都意味着极高的技术门槛。

再看操作系统，3D化与多任务的特性决定了XR时代的操作系统与智能手机时代有根本性的不同。XR让内容脱离了屏幕，直接以3D的形式呈现在真实空间中，因此也带来了如手势、眼动、空间感知等更丰富的空间交互方式。相比智能手机，XR在360度范围内都能够呈现内容，为用户带来了更大的视场角（FOV），用户自然会期待能够同时操作多个任务。同时，为了呈现3D化的内容，XR场景有更多的算力需求，就需要借助多端的算力进行处理，手机、云端、PC甚至车都可能参与到计算当中。这更对操作系统的多端算力分配和协同提出了要求。此外，智能手机操作系统里的传统的显示调度机制，完全不能满足VR的超低MTP延迟的要求。

从以上光学、显示、定位、操作系统等VR的关键技术领域看，我们认为VR行业跟手机行业是非常不同的两个行业，VR的研发门槛是显著高于手机的，研发过程中需要硬件、软件等多种技术的集成。

7.1.2. 算法也是构成VR硬件的高门槛之一

与硬件配套的算法同样是高端VR的门槛。UVI（视觉沉浸感）提高的瓶颈在于GPU算力一定程度上决定了总像素数，在总像素数一定的情况下，PPD和FOV成反比，也就是说必须在PPD和FOV之间权衡和妥协。要想同时提高视场角和角分辨率，必须提升像素点总数（比如从4K提升至8K，甚至12K）。如何在同样的GPU平台上支持更多的总像素数呢？最重要的是优化算法体系，再加上必要的硬件支持以提升对有限算力的利用效率。

（一）抗畸变算法&自动瞳孔间距调整，根据物理定律，拥有超宽FOV的几乎同时不可避免会产生畸变效应，但Reality做到了在整个视野内都是0畸变效果，原因在于将内部抗畸变算法现已融入图像处理系统。由于建立了新的眼球追踪系统以及重新设计的镜片周围结构，reality系列现在可以支持从57-72mm的IPD范围。

（二）眼动追踪技术，在支持非常高刷新率的同时，还大幅降低支持FOV和分辨率的算力成本。小派能做到这一点，归功于Tobii的全球领先的眼动追踪技术。眼动追踪技术已成为XR中的一项基础技术，Tobii和小派、VR OEM厂商、高通等生态合作伙伴一起合作，将注意力转移到元宇宙。Tobii用于动态注视点的Spotlight技术，通过动态注视点渲染，VR头显能够轻松运行大量VR内容，有助于提高和保持高帧率，并减少GPU着色负载和电池消耗。

7.1.3. 内容设计需要与硬件达成良好适配

从内容开发角度如何看VR 3.0？为迎接VR 3.0时代，小派已经推出了硬件的技术标准（视觉沉浸、物理沉浸、认知沉浸），并且相信内容需要从一开始与硬件达成良好适配，诸如满足接近人眼的分辨率与视场角、眼动追踪、肢体追踪等。目前的生态系统已经无法满足下一代头显的需求。

以VR游戏开发为例，从开发流程看，VR游戏开发与传统3D游戏开发基本一致。VR游戏的前提是开发一个3D游戏，再在3D游戏的基础上进行适合VR的改进。目前主流3D引擎都支持VR，也就是说，传统3D游戏只要稍作调整，就很容易修改出一款VR游戏。理论上，使用主流3D游戏引擎已经足以开发出VR游戏，但是事实上，国内外市场（特别是国内市场）的优质VR游戏及优质VR开发团队仍然非常稀缺。因此，我们需要思考，落实到具体开发工作，从传统3D游戏修改至VR游戏的核心步骤有哪些？

援引知名科技媒体雷锋网对哈视奇科技联合创始人兼制作人潘翔的报道，潘翔认为VR游戏相比普通游戏更为注重基础体验（注：基础体验与游戏数值、系统设计同属游戏体验的决定因素，国内厂商普遍重视数值与系统设计，却对创造基础体验重视程度不足），而观察方式、操作方式、硬件瓶颈是影响VR游戏基础体验的三大核心要素。

（一）观察方式：从2D屏幕变为3D空间，需要调整VR游戏视角方案。

传统游戏的内容呈现在一个固定大小的屏幕上，玩家通过摄像机观察世界，摄像机决定玩家能看到的内容。而在VR环境中玩家是直接用自己的双眼观察世界，玩家的眼镜就是游戏的视角，移动摄像机就等于移动玩家在游戏中的位置。

（二）操作方式：人机交互模式发生改变，玩家操作模式随之改变。

PC的人机交互模式是键鼠模式，手游的交互模式是触摸屏模式，而VR游戏的交互模式是体感控制器作为输入设备，相应的操作模式也就迭代为眼球追踪、面部追踪及手柄操作。同时，操作方式的改变必然带来UI设计的改变。与传统游戏相比，VR游戏不存在屏幕空间概念，传统游戏按钮式UI设计不再适用。

（三）硬件瓶颈：VR游戏的沉浸式体验对硬件提出更高要求。

VR游戏由于需要沉浸式体验，对画面精度与运行流畅度的要求较传统游戏更高，相应对VR硬件的算力、显示、屏幕、传输提出更高要求。当前的主流机型，无论是PCVR、PSVR还是VR一体机，硬件的性能参数均已可基本满足需求，实现与传统游戏基本一致的画面精度与运行流畅度。

因此，对下一代硬件的要求需要从产品的早期阶段就将内容与技术紧密结合，以便硬件能够最大限度地发挥其潜力，并以内容开发者想要的方式展示愿景。

7.2. 光学：非球面-菲涅尔透镜-Pancake

光学方案的设计目标是在宽视场角实现极致的清晰度。作为对照，人眼HFOV极限是220度，VFOV是135度，双目视觉平均120度。小派Reality系列已经做到1）HFOV200度，VFOV135度，双目视觉118度；2）双目视觉，立体视觉和深度感知的基础，显著增加视觉中心的重叠区。

Pimax Reality 12K QLED使用的是仿生镜片（Bionic Lens System）-复合镜设计，能够自研的仿生镜片-复合镜设计，综合了菲涅尔和非球面的优势。仿生镜片采用了前所未有的复合镜设计，设法将菲涅尔透镜与非球面透镜组合在一起。因此，仿生镜片有着更高的清晰度、更广的视场角、更大的甜点区和更低的眩光、更少的上帝光、较轻的重量和体积。

Pimax Crystal选择了玻璃材料的非球面透镜方案，使头显的显示色彩更鲜明、图像更锐利，从而将头显清晰度提升至更高水平。玻璃与聚乙烯由于材质不同，应用在VR头显中会呈现出不同的视觉效果。相比聚乙烯透镜，玻璃透镜有三个主要优势，即透光率更高、杂散光更少、像差更小，从而使视野内呈现的图像更清晰。玻璃透镜在加工工艺上也大有潜力。Pimax Crystal的透镜计划采用三层镀膜技术，达到防蓝光、防尘、抗划伤的效果，能够有效环节用户视觉疲劳、提升使用舒适度。

主流VR设备的光学方案迭代趋势大致是从非球面透镜、菲涅尔透镜向Pancake方案迭代升级。非球面透镜凭借成本低、成像质量可控的优势为早期VR设备采用，如3Glasses D1和Oculus Rift。但非球面透镜在色彩、畸变、厚度等方面的问题仍旧棘手，随着更先进的光学方案的迭代，非球面透镜正在逐渐淡出市场。目前主流的头显大多采用菲涅尔透镜，相较于非球面透镜，菲涅尔透镜在一定程度上降低镜片厚度、重量的同时能够基本满足VR设备的成像质量要求，并且具备成本较低、技术成熟、可大规模量产的优势，目前Oculus Quest2、Pico Neo3 Link等主流VR设备正在使用菲涅尔透镜。但随着VR设备在消费市场的渗透，成像质量较低且厚重的菲涅尔透镜已经不能满足用户的舒适性和沉浸感的高需求。折叠光路Pancake逐渐成为VR光学方案的迭代方向，核心是平衡轻薄和光效。Pancake方案以折叠光路为原理，使光学模组进一步轻薄化，大大降低了头显的质量和体积，并且具备成像质量好、画面畸变小、可调节屈光度等优点，大幅提升了用户的体验感和舒适度，目前Meta、华为、松下、HTC、苹果等已经推出或即将推出采用Pancake方案的头显。我们预测在科技巨头的引领下，Pancake方案在未来会有更明显的催化和应用，有望成为多数消费级VR的首选光学方案。但当前技术门槛和成本高成为制约厂商加入的重要因素，同时产品效果有待进一步优化。此外，业界正逐步探索液晶、自由曲面、全息元件等前沿方案，有望进一步压缩光学模组的厚度和重量，为用户提供更好的沉浸体验。

Pancake方案加速商用化进程，为多款VR/MR新品采用。2022年1月，松下子公司Shfitall发布了采用Pancake方案的超短焦VR头显MeganeX。2022年4月，arpara发布了采用Pancake方案的VR设备Gaming Kit。2022年7月，创维VR发布的全新产品PANCAKE1也是采用Pancake方案的超短焦VR一体机。据科创版日报，Meta代号为Projecet Cambria的Pancake方案VR头显将于2022年10月的Connect大会上正式发布。据新浪新闻，美国Fcc的一份文件显示Pico的下一代VR一体机Pico4将采用Pancake方案。

Pancake方案将光线进行多次折叠，缩短了人眼与显示屏之间的距离，缩减了VR设备的体积与重量，使其比采用菲涅尔透镜时更加轻薄。Pancake方案还具备菲涅尔透镜无法实现的屈光调节功能。此外，Pancake方案理论上可实现220度视场角和视网膜级分辨率，能有效解决画面畸变，显著提高VR设备画质。而菲涅尔透镜最高只能达到单眼分辨率4K和140度视场角。因此，Pancake方案在分辨率及视场角方面有着更高的成长上限。但折叠光路会使光损增加、光效降低，所以Pancake方案需搭配更高亮度显示屏幕使用，而且Pancake光学器件生产工艺较复杂，良率较低，仍有一定改进空间。

7.3. 显示：LCD-Micro OLED-Micro LED

显示屏幕是决定沉浸体验重要的决定因素之一，对分辨率/PPI/PPD及刷新率要求较高。高次像素排列密度PPI可以解决纱窗效应。纱窗效应是指在像素不足的情况下，实时渲染引发的细线条舞动、高对比度边缘出现分离式闪烁现象。造成纱窗效应主要与次像素排列密度不足有关，次像素之间的间距越大，不发光的部分越明显，透过VR 看起来就像是在眼前蒙了纱窗一般有种模糊感，影响VR的沉浸感及视觉清晰度。人眼正常视力下极限角分辨能力约60PPD，而现有单屏4K（分辨率为 3840×2160）、视场角120度的VR头显设备约为18PPD；单屏 2K（分辨率为 1920×1080）、视场角 60度的VR头显设备约为36.7 PPD。

高刷新率降低余晖效应，减少画面延迟与重影，同时缓解眩晕感。余晖效应指人眼在观察景物时，光信号传导至人大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后视觉形象并不立即消失从而产生眩晕感。为了降低晕眩感，VR设备需要高刷新率来降低屏幕余晖。一般而言VR设备不眩晕至少需要有120Hz 及以上的刷新率以及4K及以上的分辨率。时延为刷新率的倒数，120Hz的刷新率对应的时延是8.33ms，人眼可以明显察觉90-120Hz到160-180Hz的提升，超过250Hz后，人眼对刷新率提升的敏感程度将逐步递减。

小派定制低余晖液晶显示器——第二代CLPL（customized low persistence liquid display），Reality系列做到12K的分辨率，领先4K竞争对手4.8倍；做到35PPD/1200PPI，纱窗效应完全消失。

显示面板的选择方面，综合比较LCD、OLED、Mini-LED、QLED的优劣势。OLED提供更鲜艳的色彩但LCD提供更好的PPI、分辨率和刷新率，即OLED有颗粒感，LCD不够黑沉浸感不足。Q表示包含在显示顶部薄膜中的量子点，QLED覆盖了BT.2020 90%以上的色域（BT.2020是最新的视频播放标准），OLED仅覆盖该范围的70%。小派Reality系列产品的显示方案是在引擎盖（2nd Gen CLPL Panel）下加入一层量子点（Quantum Dots），并在整个显示器背面加入先进的Mini-LED背光阵列（Mini-LED Backlight）。QLED+Mini-LED屏幕，QLED面板提供了更广的色域，Mini-Led面板则提供了更纯粹的黑色；同时，HDR算法使硬件的高色彩对比与准确的色彩空间得以发挥，为玩家与专业用户提供了极优显示效果。

此外，刷新率方面，到Reality系列，最高刷新率将进一步提升至200Hz。小派一直致力于将高刷新率引入到VR头显当中，目前已有的5K、8K产品最高支持180HZ的刷新率。

VR的显示屏幕方案迭代趋势正在由Fast-LCD向Micro OLED过渡，远期Micro LED或为最佳解决方案。目前主流VR显示屏幕以Fast-LCD为主，兼顾高刷新率与性价比。一般OLED屏幕的刷新率明显有优势，但纱窗效应较明显，且成本较高，LCD屏幕的次像素间距比 OLED 要小，纱窗效应减轻很多，改良后的Fast-LCD 技术使用全新液晶材料（铁电液晶材料）与超速驱动技术（overdrive）有效提升刷新率至75-90Hz，同时也具有较高的量产稳定性及良率，兼具效果与性价比。2018年，京东方VR专用显示模组出货量就达100万片，涉及VR整机产品已超20款，包括Oculus Quest 2、华为VR。Oculus Quest 2 即采用一块改良后的 Fast-LCD 替换上代Quest产品中的两块 AMOLED。

短中期具备高像素密度、高刷新率、轻量化的Micro OLED更有优势。AMOLED器件背板普遍采用非晶硅、微晶硅或低温多晶硅薄膜晶体管，而Micro OLED创新性结合半导体与OLED，显示器件采用单晶硅芯片基底。单晶硅芯片采用现有成熟的集成电路 CMOS 工艺，实现显示屏像素的有源寻址矩阵的同时可实现如 SRAM 存储器、T-CON 等多种功能的驱动控制电路，大大减少了器件的外部连线，增加了可靠性，实现了轻量化。此外，硅基OLED 微显示器件像素尺寸为传统显示器件的 1/10，精细度远远高于传统器件。

Micro OLED的优越性能包括：

1）超高分辨率：VR 设备分辨率 PPD拉满至人眼角分辨率上限，提升沉浸感体验。人眼正常视力下极限角分辨能力约50～60PPD，而现有单屏4K（分辨率为 3840×2160）、视场角120度的VR头显设备约为18PPD；单屏 2K（分辨率为 1920×1080）、视场角 60度的VR头显设备约为36.7 PPD。硅基 OLED 2000PPI分辨率较传统低温多晶硅 LTPS-OLED 显示器 800PPI 大幅提升，从而提升VR 设备PPD至60PPD。

2）超高刷新率：刷新率可达 2000Hz，有效减缓 VR 设备使用眩晕感。低刷新率导致更强的图像闪烁和抖动感，最终带来眼睛酸痛、头晕目眩等症状，是使用 VR 设备带来眩晕感的重要原因。刷新率达到 120Hz，即可改善运动镜头的画面跳停现象和模糊现象，完全消除高亮度、宽视角情况下的临界闪烁现象。硅基 OLED刷新率可达 2000Hz，大幅超越现有 VR 设备最高刷新率 90Hz。

3）体积小、重量轻，大幅改善使用体验：硅基 OLED 微型显示器件像素仅为传统显示器件的 1/10。此外，硅基 OLED 以单晶硅芯片为基底，减少了器件的外部连线，比采用其他显示方案减重 50%以上。

远期看Micro LED高集成半导体信息显示技术或为最佳解决方案，Micro LED指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于Micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点, 在显示方面与 LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。区别于LCD、OLED，Micro LED无需对大基板进行光刻或蒸馏，也不需要借助复杂制程来转换颜色或防止亮度降低，理论上成本更低。

Micro-LED的显著优势构建在复杂的工艺流程与严苛的技术门槛上。Micro-LED显示主要包括外延生长、驱动背板制作、芯片制作、批量转移等工艺流程。其中，芯片制造、巨量转移、驱动是Micro-LED产业化的主要痛点，巨量转移更是“难上加难”。目前，业界推出了Stamp转移、激光转移、自组装转移以及bonding、Interpose等转移技术，但总体来看，转移技术的成熟度和良率水平还有待提升，需要全产业链的持续探索和优化。

7.4. 交互：头手6DOF-眼动追踪-手势识别

小派VR3.0 Reality支持所有追踪技术，包括6DOF头手追踪、眼动追踪、面部识别、全身追踪，允许用户像一个自然人一样存在于元宇宙中。

Pimax Reality 12K QLED最高搭载11枚定位及追踪摄像头，采用inside-out空间定位，内置眼球追踪，并通过扩展模组实现完整的面部表情捕捉，在元宇宙中重塑自我意识，希望能实现生动的VR社交。

基于手柄的“6+6”头手交互为当前主流交互方式。定位技术的原理简单概括，就是“信号源+传感器”，使用相应的算法计算出物体的位置信息（包括三轴及旋转共六个自由度，6DOF）。随着算法及算力的成熟，VR 设备从初期的 3DOF 向 6DOF演进，如Vive Focus升级为6DOF手柄的Vive Focus Plus；Oculus推出首款6DOF一体机Oculus Quest；Pico将其3DOF的Pico小怪兽一体机升级为6DOF的Pico Neo。目前手柄控制依然是主流，融合 Inside-out 6DOF 头动+ 6DOF 手柄交互的 “6+6”交互路线是主流方案，代表厂商包括 Oculus Quest、Pico、Nolo、Ximmerse 等。各厂商的VR手柄设计有较大不同，通常都会配置摇杆，小型触摸板，A、B 操作按钮，以及握柄部分的电容感测，可识别压力、触感、以及光学数据。

裸手交互是未来的发展趋势。裸手交互（原生手势识别）方案需要识别出手部骨架的21或26个关键点，并将每个点用3个自由度衡量，输出21/26*3 维的矢量，并由专业算法来识别手部的姿态和位置。裸手交互的硬件方案包括 RGB 摄像头、3D 摄像头（TOF、结构光、双目视觉）和数据手套等，业界标杆是以 Leap Motion与 uSens 为代表的双目红外相机方案，支持双手交互、单手26DOF 跟踪，广泛用于一体式、主机式虚拟现实终端，而在手机式产品方面，华为AR Engine利用结构光器件实现单手 26DOF 交互方案。

7.5. VR头显趋于完美所面临的十大挑战

道格拉斯·兰曼（Douglas Lanman）在Meta公司工作了8年，是开发显示系统的部门负责人。在2022年的Siggraph会议上，兰曼发表了演讲（译文来自VR陀螺），主题是开发一个趋于完美的VR头显所面临的十大挑战：更高的分辨率、更广的视场角、人体工程学（佩戴舒适）、视觉校准（支持屈光度调节）、可变焦、眼球追踪、畸变矫正、HDR（高亮度显示）、视觉逼真度（双向可透视）、面部重建。

（一）更高的分辨率

目前的VR头显在分辨率方面还远没有达到人类的视觉分辨率。为了使虚拟世界看起来像实物一样真实和清晰，并且即使在中等距离也能很好地阅读文本，VR显示器的分辨率必须大幅提高。Meta Quest 2只达到了单眼2K和20 PPD。6月公开的原型机之一Butterscotch已经实现了接近视网膜级别的分辨率，达到55 PPD。

不过，高分辨率显示器的开发和生产并不是最大的问题，问题在于要有相应的计算能力来支持高分辨率显示器。注视点渲染和云串流技术可以提供帮助。

（二）更广的视场角

人类的水平视场角大约是200°。现阶段，商业上可用的VR头显一般能达到100°的水平视场角，在垂直视场角方面也仍有改进的余地。

更广的视场角给透镜技术带来了巨大的挑战，这表现在视场边缘的图像失真上。同时，这也关系到计算能力的问题，视场角越宽，VR头显所要显示的像素就越多，这将导致更高的功率要求和更多的发热。

（三）人体工程学

消费端市场的VR头显仍然很笨重。Meta Quest 2的重量超过1磅，从面部突出近3英寸。理想情况下，VR头显需要足够舒适以支持长时间佩戴，因此在设计上要更窄、更轻。Pancake透镜和全息透镜可以提供帮助。

为了实现纤薄的效果，Meta开发了两项新技术：平面全息透镜和偏振反射。但问题在于，两项技术都要使用定制的激光器作为光源，而这些激光器还没有发展到可以大规模生产的程度。

（四）带视觉校准的显示器

完美的VR头显应该能够检测并补偿用户的视觉缺陷，这样无需佩戴传统的眼镜或隐形眼镜就能在虚拟现实中看得清楚。

这个问题可以通过特殊的附件来解决，但更好的方案是，显示器带有视觉校准功能，可以根据用户自己的视力来进行适配。

（五）可变的焦点

在VR环境中，人眼不能自然聚焦，时间长了就会导致眼睛疲劳和头痛。这种现象在技术术语中被称为“视差适应冲突”。

为了解决这个问题，Meta公司开发了一款支持“渐进式视觉”的原型机Half Dome。该显示器能模拟不同的焦平面以及模糊，帮助眼睛更自然地观察虚拟世界。

（六）面向所有人的眼球追踪

眼球追踪是虚拟现实的一项关键技术，它是许多其他重要的VR技术的基础，如渐进式视觉、注视点渲染和畸变校正。它还能在社交体验和新的互动形式中实现眼神交流。

（七）畸变校正

透镜本身就会产生图像畸变，必须通过软件进行校正。瞳孔最轻微的移动都会导致细微但明显的畸变，它们损害了视觉的真实性，特别是在与其他技术（如渐进式视觉）结合时。

（八）高动态范围显示（HDR）

实体物体和环境的亮度远高于VR显示器。针对这一问题，Meta公司开发了原型机Starburst，其最高亮度可达2万尼特。作为比较，一台好的HDR电视能达到几千尼特，而Meta Quest 2只有100尼特。

据Meta公司称，HDR对视觉真实性的贡献比分辨率和可变焦距等更大，但距离实际应用却最远。

（九）视觉逼真度（双向可透视）

完美的VR头显必须在两个方向都是半透明的。VR用户应该能够看到环境，就像环境能够看到VR用户一样。这既是出于用户舒适度的考虑，也是出于社会接受度的考虑。Meta Quest 2提供了一种颗粒状的黑白透视模式。Meta Quest Pro应该会以更高的分辨率和色彩来改善这种显示模式。

然而，这还不足以实现对物理环境的完美重建。其中一个有待解决的问题是，透视技术捕捉到的世界视角在空间上与眼睛存在偏差，这在长时间使用时可能会引起不适。为此，Meta公司正在研究人工智能辅助的凝视合成技术，该技术能实时生成视角正确的视点，并具有高视觉保真度。

在相反的情况下，Meta公司称之为“反向透视”，即外人能看到VR用户的眼睛和脸，凭此得以进行眼神交流或阅读面部表情。这可以通过朝内的传感器和外部（光场）显示器来实现。

（十）面部重建

共处和元宇宙是Meta公司的最终目标。该公司希望有一天人们能在虚拟空间中会面，并感觉他们就像在同一个房间里一样。

这个方向的第一步是VR头显可以实时读取VR用户的面部表情，并将其转移到虚拟现实中。Quest Pro将是Meta公司首款提供面部追踪的头显。

我们看到，VR硬件的发展趋势是，新一代的VR设备正在逐渐向完美的VR头显靠拢。目前已经可以观察得到的靠拢路径包括分辨率由4K向5K甚至更高过渡，定位与追踪方式越来越多加入眼动追踪与面部识别，VR增加透视（See through）功能，光学辅以软件/算法解决畸变、变焦等问题等。

8. 国内外VR硬件厂商新品迭代

8.1. Meta：Cambria

Meta未来两年已有四款VR新品储备，兼顾中端与高端消费级市场。据The Information报道的Meta VR/AR路线图，Meta未来两年计划推出四款VR头显产品，内部代号分别为Cambria（高端旗舰VR头显）、Funston（Cambria的迭代版本）、Stinson（预计2023年推出）、Cardiff（Stinson的迭代产品）。也就是说，Meta将交替发布高端VR头显和低端VR头显，不同价格档位的VR头显将帮助Meta抢占大部分VR市场份额。

其中，Cambria由Meta CEO扎克伯格首次在Connect 2021大会上透露，该设备拥有全彩透视、面部追踪功能、Pancake光学方案三大亮点：

1）全彩透视（See through）：Cambria搭载的外向摄像头可以让VR头显的屏幕呈现现实世界的场景。该设备所拥有的全彩透视功能不但可以让VR头显呈现完全虚拟的场景，也可以让VR头显同时显示现实世界和虚拟世界的信息，就像AR眼镜那样。

2）面部识别追踪：Cambria内置的传感器能够实时跟踪用户的眼睛和面部表情，可以帮助用户在Meta的Horizon Worlds和Workrooms等应用程序中生成用户的虚拟头像。

3）Pancake光学方案：利用折叠光路技术，使得光机厚度更薄、头显重量更轻。显示方面，使用单眼2160*2160的Mini-LED，叠加光波导（digilens的T-REx）来减轻像素间的间隙，看起来比Mini LED原有的物理像素更清晰。

此外，据智东西援引报道，Reality Labs的内部研发人员有时会将Cambria看成“laptop for the face”或“Chromebook for the face”。由此可见，Meta的VR头显定位正在从一款娱乐设备转变为一款适用于办公场景的效率工具。

8.2. Apple：首款MR设备

知名苹果分析师郭明錤（Ming-Chi Kuo）对于Apple的产品规划路线预测——头盔式-眼镜式-隐形眼镜式。郭明錤预测的Apple MR/AR产品蓝图三大阶段分别是——2022年的头盔式(Helmet type)产品、2025年的眼镜式(Glasses type)产品、与2030–2040年的隐形眼镜式(Contactlens type)产品。其中，头盔式产品可同时提供AR与VR体验，而眼镜式产品与隐形眼镜式产品则较可能专注于AR服务。

据雷科技报道，2022年5月中旬，苹果公司向其董事会成员演示了正在测试中的混合现实(Mixed Reality, MR)头盔。与此同时，苹果加速了对ROS（Reality OS，“现实操作系统”）的研发，该系统将用于混合现实硬件设备。虽然苹果官方没有表态，但据彭博估计，这套产品很可能在几个季度内满足公开发布的条件。如果上述报道属实，那将是继2015年Apple Watch发布以来，苹果首次开启一条全新的产品线，这也将意味着苹果继Meta (Facebook)、微软、谷歌之后，正式加入“元宇宙新硬件”的战局。

产品设计方面，设计师Antonio De Rosa制作了Apple MR/AR头显的3D渲染图。该渲染图的主要灵感源于The Information提供的基本草图， The Information将这款头显的设计描述为“时尚的弧形遮阳板通过网状材料和可更换的头带连接到面部”。生产进度方面，据Digitimes报道，Apple首款MR/AR设备已完成P2原型机测试，或将于2022年二季度投入量产，或有望于2022年下半年正式上市。

Apple首款MR设备渐行渐近，关注WWDC2022发布最新信息。根据苹果发布的专利信息及外媒苹果分析师，苹果的首款MR设备或将1）自有操作系统realityOS（据App Store上传日志和苹果开源代码）；2）显示器的配置将包括两个微型OLED显示器和一个AMOLED面板（据显示器分析师Ross Young）；3）芯片将采用代号Staten的M2芯片衍生版本，外加一个协处理器Bora芯片（据芯片供应链专家@Mobile chip Expert）；4）价格被预测为1000美元、2000美元或3000美元级别，需要额外的月度订阅（据TrendForce）。

8.3. 索尼：PSVR2

据新浪VR报道，自2022年1月公布PSVR2以来，索尼陆续放出了有关该头显的详细信息。其中包括采用 4K 120Hz HDR 显示屏、110° 视场角和注视点渲染技术，其 OLED 显示屏将提供每眼 2000×2040 的分辨率和 90/120hz 刷新率，内置眼动追踪功能、重新设计的手柄、触觉反馈以及各种其他改变游戏规则的增强功能。内容方面，PSVR2 将在发布时同步首发超过 20 款 VR 游戏，涵盖第一方和第三方游戏，包括《 Horizon Call of the Mountain 》，以及《无人深空》和《生化危机8》的 VR 版本。8月23日，索尼官方宣布PSVR2将于2023年正式上市。

PSVR2支持透视视图。索尼的PSVR2透视视图可以让玩家保持佩戴头显的同时观察周围环境，这要归功于头显前部嵌入的摄像头。索尼高级产品经理Yasuo Takahashi解释说：“当用户想要轻松检查PSVR2 Sense控制器在房间内的位置时，它会派上用场，而无需摘下头显。”该视图听起来很像Meta的Quest头显提供的视图功能。

PSVR2将有VR模式和电影模式两种主要模式。VR模式专为虚拟360度环境中的VR游戏内容而设计，它将以4000x2040 HDR视频（单目2000x2040）的最大分辨率和90Hz或120Hz的帧速率显示。而电影模式专为VR中的所有其他内容而设计，它将分辨率降至1920x1080 HDR视频，具有 24Hz、60Hz和120Hz帧速率选项。电影模式是为看视频而设计的，玩家将能够看到PS5系统 UI，然后切换到虚拟影院屏幕观看内容。

8.4. 字节跳动：Pico4&Pico pro4

从8月曝光的Pico 4系列的参数配置和设计线稿来看，Pico 4系列不管是从外观还是佩戴方式均采用了全新的设计，在参数配置上Pico 4系列明显领先Quest 2，并且Pico 4系列搭载了很多创新功能，如Pancake光学方案、彩色透视（See-Through）、瞳距无级调节等。相比于普通版本，Pro版本将支持面部识别与眼球追踪。

Pico 4系列所采用的Pancake超短焦光学方案，有效减少设备重量。根据爆出的线稿，前端采用的类似泳镜式设计，可以更贴合面部，让用户在运动健身时不易脱落；其后端采用的衬垫与波轮调节的方式，则能够更好地减轻用户头部和颈部的负担，使得用户的佩戴更加舒适。

8.5. 2022年上半年VR发布/上市新品一览

元宇宙概念掀起的浪潮仍在奔涌，市场也在加速拥抱VR/AR行业新风口。根据VR陀螺统计，2022年上半年全球VR头显的出货量约684万台，其中Quest 2上半年累计销量约为590万台，呈现出一家独大的局面。上半年国内VR头显出货量约60.58万台，其中Pico销量约为37万台。

从国内、国外数据对比来看，Quest2上线于2020年10月，随后以299美元极具性价比大推，Pico neo3上线于2021年5月，8月被字节收购后开始大推。国内的出货量以旗舰产品的上线为关键节点较国外落后1年左右，Pico2022年的出货量目标是180万台，超过Oculus2018年的出货量。

从全球出货量数据来看，2021年底，我们所做的预测是，VR硬件2022年的出货量达到3000万台、2023年的出货量达到5000万台、2024年的出货量达到1亿台。该预测建立在苹果、Meta、索尼新一代产品与2022年中推出的条件上。由于苹果、Meta、索尼新品均延期，因此出货量3000万台预测的时间点也需要相应后移1-2年左右。

从2022年上半年发布的VR硬件来看，6DoF Pancake短焦光学的VR一体机的产品形态成为主流趋势。在上半年发布的9款VR新品中，松下子公司Shiftall、arpara、Gloture、佳能的4款新品均采用了Pancake光学，其中3款支持6DoF定位。4K向5K分辨率的过渡趋势也较为明显，arpara AIO 5K VR头显的PPI达3514，刷新率达90Hz，Shiftall MeganeX、Simula One也均达到5K分辨率水准，刷新率分别为90Hz、120Hz。小派Pimax 在2021年底发布的Reality 12K QLED更是达到12K分辨率。

9. 新硬件作为元宇宙六大版块之一，2023年展望

新硬件是相对于智能手机及智能手机之前的历代硬件的统称；站在当下，基于元宇宙的新硬件可以分为硬件入口与分布式垂类硬件两大类。

硬件入口范畴广，凡是作用于人的眼耳鼻舌身意、旨在让用户进入元宇宙的新交互硬件，均可被称为硬件入口，故VR/AR/MR等作用于人的眼睛的硬件，只是硬件入口的技术路径之一，故“可穿戴设备”“脑机接口”都是广义上有可能成为入口的交互硬件的技术路径。

分布式垂类硬件在《新硬件主义》一书中，被我们列为与“硬件入口”并列关系的另一类新硬件，相较于硬件入口的“交互”，分布式垂类硬件更重要的是“智能”的真正实现；分布式垂类硬件又分为三小类：基于情感需求的智能交互新硬件、机器人、当下现实物理世界中未来要被智能改造的“物”。2022年年初冬奥会的冬奥村中，各式“黑科技”硬件，已有了“分布式”的雏形，只是各个“黑科技”尚未真正实现智能化。

2022年以来，市场特别关注人形机器人，但尚未意识到在元宇宙视角下，人形机器人作为分布式垂类硬件的一类，与硬件入口有何关系？

从人的需求出发，硬件入口解决了用户进入元宇宙的需求，但进入元宇宙后的用户，其用户时长终究有一部分，还是要花在现实物理世界中，故围绕用户在现实物理世界中的时间消耗，未来的现实物理世界要被智能化重塑，以匹配用户在元宇宙中已升级的各类需求（尤其是情感需求）；且元宇宙作为新一代计算平台，预计将抢占更高比例的用户时长（移动互联网时代的用户，其分配在移动互联网上的时间比例，远大于PC互联网时代的比例），当用户更多时间沉浸于虚拟时空时，机器人则需替代部分人的功能；新计算平台代表着技术升级、生产关系重塑，新的硬件（在元宇宙时代则是智能交互硬件）也将应运而生。

从科技的需求来看，真正的“智能”若要实现，元宇宙与混合平台是两条路径；其中元宇宙是重新架构的时空，混合平台则是以人为载体重塑人的“硬件”，当人的“硬件”被重塑后，替代人的部分功能的机器人、服务于被重塑的人的新智能交互硬件则是确定性的未来趋势；当“智能”真正能实现时，当下的现实物理世界的各类硬件，淘汰或被升级，亦是必然趋势。

硬件入口、分布式垂类硬件既然是并列关系，我们关注硬件入口的发展趋势，是否可以将其与分布式垂类硬件割裂开单独研究？

当下市场对硬件入口的认知，并未完全意识到新一代的硬件入口，最重要的使命是“定义下一代交互”，如果要去定义交互，就必须意识到元宇宙对交互的重塑是革命性的：1）过往的PC互联网时代、移动互联网时代，技术服务于人与人之间的交互，但元宇宙时代，交互则不仅囿于人与人之间，交互主体将扩展至人、数字人、虚拟人、机器人这4类，故交互将呈现为前所未有的复杂性与多样性；2）元宇宙最终的实现是最终能“模糊虚拟与现实的边界”，故以上4类交互主体的交互场景，预计是虚拟与现实之间高频切换的。而机器人，则是分布式垂类硬件的一种，严格来说，数字人与虚拟人也是机器人的一种。

故，硬件入口与分布式垂类硬件的研究，是无法割裂开来单独去研究的。展望2023年新硬件的发展趋势，我们认为硬件入口、分布式垂类硬件在2023年，均是“大年”。

» 按照我们对元宇宙六大版图轮动顺序的分析，首先，硬件入口与内容先行，硬件作为第一入口，硬件之上需要配套的内容相互促进发展，内容则以VR游戏、链游等元宇宙初级内容形态为主；其次，底层架构要开始发挥作用，新内容/场景的制作、生产、运行、交互，依赖底层架构的大力升级（游戏引擎/工具集成平台等）；再次，随着底层架构的升级带动数据处理的量级大幅提升，后端基建与人工智能才能真正发挥大的功效；数据洪流下，即物理世界充分数字化后，人工智能的作用将越来越大，人工智能不仅依赖于底层架构与数字基建的完善，也非常依赖于内容与场景丰富的程度，此时AI将替代或辅助人去发挥建设性的作用，成为元宇宙中的核心生产要素；最后落脚到内容与场景，相较于其他板块，内容与场景的变数最大，元宇宙将会催生出远超我们当下所预期的新内容、新场景、新业态，重塑内容产业的规模与竞争格局；过程中有大量繁荣整个生态的技术、服务方，协同于每一轮轮动。基于上述判断，全球范围内，预计科技巨头们率先在硬件产业链、内容、底层架构上发力，继2021、2022年硬件入口、内容、底层架构的发力，2023年后端基建、人工智能的加持下，有望真正迭代出爆款应用、场景、模式、内容，以匹配性能持续升级的各硬件入口；

» 分布式垂类硬件中的人形机器人，核心仍然在于“基于现实世界的智能”，2023年人形机器人的进展，核心仍取决于“智能”的实现程度；

» 硬件入口2023年最大的变数，在于Apple的发力程度；人形机器人2023年的进展，也取决于特斯拉的推进速度。

此外，与硬件入口相匹配的内容、应用、场景等，我们认为2023年有望真正跑出有元宇宙部分“精气神”的爆款，但顺序可能先是应用、场景甚至是模式，最后才是真正的爆款内容出现。目前的内容、应用、场景，更多是基于“沉浸感”去做升级，而非真正创新性的。

10.投资建议

本篇拆机报告，我们全拆解以襄助于市场对硬件入口的认知，目前各厂商均在探索各自的技术路径，产业链并未定型，但产业链的关键部位在于光学、显示与交互；根据我们对备战元宇宙投资的三个阶段的划分，当下仍处于第一阶段，即筛选的投资标的，标准只有一个——它有元宇宙（如硬件产业链）的相关业务。

回到元宇宙的整体性行情上，我们认为当下元宇宙行情再起，在2021年虚拟数字人、NFT、元宇宙的基础上，我们认为细分方向有望新增Web 3、人形机器人、XR硬件相关等，各方向相关标的在去年基础上会有明显的发散，但核心仍然在于弹性：

1）2021年的元宇宙行情，源于海外相关板块的映射效应；目前海外年初以来的调整正处于修复过程中，对国内元宇宙行情的启动有映射作用；

2）2021年的元宇宙行情，相关个股目前基本已调整回2021年8月份启动时的股价水平；

3）2018年以来的政策性调整（产业政策收紧、金融资本严格约束），有望推动产业出清以来的拐点；

4）内容产业是供给决定需求的行业属性，新的计算平台、技术、机制有望带来新的内容、应用、场景、模式；

5）二季度业绩预告，部分子方向相对靓丽。

关注标的：

1. NFT与区块链：数码视讯、安妮股份、中文在线、平治信息、网达软件、光一科技、华媒控股、数字认证、捷成股份、视觉中国、三六零

2. 营销：立昂技术、天下秀、宣亚国际、蓝色光标、省广集团

3. 游戏：宝通科技、中文传媒、吉比特、中青宝

4. 影视广电教育等：新文化、幸福蓝海、广电网络、国联股份、中公教育、国新文化

5. 产业链：歌尔股份、共达电声、闻泰科技、国光电器、鹏鼎控股、兆威机电

6. 光学：苏大维格、远光软件、中光学、利亚德

7. 智能穿戴：合力泰、万祥科技、深天马A

8. 3D引擎：全志科技、乾照光电、北京君正

9. 3D打印：银邦股份、亚太科技、蓝光发展

10. 人工智能：长安汽车、华西股份、科大讯飞、高乐股份

11. 脑机接口：冠昊生物、航天长峰、新智认知、浙大网新

12. 溢出效应：爱尔眼科

13. 港股：腾讯控股、网易、心动公司、百度

11.风险提示

技术路径探索不成功的风险、市场推广不成功的风险、中美贸易战带来的产业链配套低于预期的风险、公司治理风险。

报告日期：2022.08.27

详询安信传媒：焦娟、冯静静、王利慧、王晶晶

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