VR這麽火,發展得怎樣了?還有那些機會?未來將會怎樣?終於有一份深度報告可以一次性讓你們了解VR全貌了,這是一份專門給投資人和創業者看的報告,請大家收藏好!
文|中國投資咨詢網
【摘要】
目前VR產業以頭顯設備為核心,主要覆蓋硬件、內容制作、平臺分發三大業務板塊;
VR 是產業鏈較寬較長的行業,具備產業做大的基礎與潛力;
VR產業爆發仍需時間,目前面VR行業臨從 B 端應用向 C端市場切換的臨界點;
未來VR產業在中國國內很有可能重複之前智能手機的“故事”。
【行業格局】
硬件、內容與分發三大業務板塊中,硬件是核心與基礎,目前由國外三大廠主導,內容目前較為缺乏,目前分發平臺暫無形成完善生態,未來內容分發由硬件巨頭主導的可能性較大,但專業細分分發平臺仍然存在機會。
【行業預測】
1-2年硬件鋪量,2-3年硬件更叠換代成功,3-4年硬件爆品誕生,4-5年行業標準與大平臺誕生,5-6年成為基礎硬件。硬件可能複制智能手機的成長邏輯,先是國外廠商放量,再是國內廠商殺出重圍。而內容更加無界和全球化,優質內容存在較大投資價值。遊戲、視頻將成為 VR 內容制作的突破口。C端行業應用值得期待,但仍需要時間。
【核心要素】
行業關鍵在於硬件、內容與生態,硬件是核心,硬件的核心要素在於沈浸感(體驗)、移動性與交互性。
硬件
目前硬件設計邏輯在於:從內容出發,考慮如何讓硬件架構使得內容更好的呈現。
在頭顯設備方面,國外Oculus、HTC vive、Sony三大廠占據市場龍頭地位,在用戶體驗和VR沈浸感方面已經大幅超出消費者預期。HTC vive依靠精準運動性略拔頭籌。國內的頭戴式 VR 顯示器產業已初具規模。但國內的 VR 頭顯產品中能夠打開市場,迅速積累口碑的產品偏少,與三大廠產品相比,在用戶體驗、技術含量、做工等方面還有一定的差距。從產品形態來看,眼鏡盒子產品為過渡性產品,PC一體機提供了目前最好的使用體驗,但移動性較差;移動一體機代表外來發展趨勢,但目前面臨技術等各方面短板。
在輸入與交互設備方面,新的輸入交互還在探索和創新階段,目前主要分為類似傳統手柄的感應操作桿、手勢識別與手勢捕捉裝備、動作捕捉設備等。VR精確性和沈浸感提升建立在傳感系統和交互輸入設備的基礎之上 。未來針對 VR 系統的專業化感應和輸入設備將成為 VR 硬件的標配, 並大大擴展 VR 應用場景和用戶體驗。未來眼球追蹤、手勢識別、動作捕捉是感應和輸入設備的三大發展方向。
在VR視頻拍攝設備方面,目前 VR 視頻源的制作還是需要依賴國外的工業級設備,這部分市場將被高端的設備提供商占據,國內廠商暫無較大市場機會。拍攝VR視頻則需要視頻拍攝設備能夠以 360 度全方位拍攝,對設備的技術要求很高。
【內容】
VR 內容主要分為 VR 視頻、VR 遊戲和 VR 應用三大塊。VR 視頻、VR 遊戲正處於發展初期,VR 應用目前還在摸索的階段。
(1)在VR視頻方面,目前國外以大型影視公司為主,國內以創業公司為主,國內視頻分發平臺目前主要是尋求與CP方的合作。
在視頻形態方面,3D效果視頻大多是將現有影視內容進行轉碼,生成3D效果,初步預測這只是VR影視內容中的一種過渡形態;360度全景視頻通過全景拍攝和後期拼接來還原一個360度的場景,其存在拼接算法、拍攝制作難度,未來發展依賴於全景拍攝設備的發展成熟度,未來發展向好;交互的VR視頻才是VR給傳統影視行帶來的顛覆,目前正處於探索階段,短期內難以成為主流。另外,鑒於VR直播的制作門檻低、用戶需求明顯,VR 直播有望成為VR視頻的突破口,但目前存在燒錢、實時拼接、帶寬困擾、延遲、機位定焦、全景音效、推流拉流、傳輸播放、同時在線人數、互動方案、版權、商業模式等多種問題。VR影視拍攝和制作流程複雜,周期長,成本高,商業化尚早。
(2)在VR遊戲方面,遊戲開發商主要為硬件廠商、遊戲大廠和初創團隊三類 ,初創團隊是主力和最新入場者,其獲得“三大廠”等支持,積累開發經驗和具備先發優勢。未來入場的VR遊戲開發商將增加,同時巨頭將會在市場成熟時入場。VR在消費市場的殺手級內容將大概率的出現在遊戲領域。VR遊戲的關鍵在於沈浸感和臨在感。
隨著 Oculus Rift 和 HTC Vive的發貨,VR遊戲開發者們普遍認為未來1-2年會出現一個或數個“爆款”。整體來看,目前國內外可以下載、試用的遊戲還以Demo版本為主,能夠提供完整玩法的虛擬現實遊戲較少。部分遊戲公司選擇或者準備將現有的遊戲改造成VR版本,但這種改造,並不是針對VR 特點設計,有3D 效果,但並不能體現VR 遊戲的優勢。目前國內還沒有一款足夠優秀的“爆款遊戲”出現之前,各遊戲開發商都還有機會。誰先做出足夠優秀的內容,就更有可能吸引到產業鏈上下遊的資源,形成競爭優勢。
(3)VR應用目前主要集中在企業級市場,行業未來前景向好,但行業爆發尚需時機,預計要在VR遊戲與視頻爆發之後。
【分發平臺】
內容分發方面,從內容分發渠道來看,主要包括線上的應用商店分發和網站分發。線下分發主要包括體驗店與主題公園模式。
在線上渠道方面,VR內容的線上分發渠道主要以各個硬件廠商自己搭建的渠道為主,第三方內容分發平臺還沒有明顯的布局。現有的分發平臺也基本沒有盈利能力。
在體驗店方面,硬件廠商、系統集成商和綜合運營商將在線下體驗店的布局中占有優勢。短期內,VR體驗店會保持數量上的快速增長,並且被資本青睞。畢竟潛在市場有較大,沒有品牌已經建立明確的市場優勢。但隨著體驗店越來越多,未來會逐漸洗牌。
在主題公園方面,主題公園提供的是能夠多人交互的、更豐富的VR體驗,這是家庭場景和體驗店都很難做到的。基於這種獨特的互動體驗以及更強的客流承載能力,主題公園或成為2016年線下體驗戰場上的一支重要力量。
【趨勢預測】
1、目前的技術與算法仍然不夠完善,行業爆發仍需一定時間。未來甚至有可能出現不同於“三大廠”的顛覆性設備。
2、移動VR是未來發展趨勢 ,但短期內限於技術等短板,頂級移動一體機難以誕生,PC級一體機仍是 VR深度體驗工具。
3、生態布局成為巨頭在VR行業的布局趨勢。
4、VR的交互體驗正變得越來越重要。
5、內容方面,預計短視頻將相對遊戲更先起勢,但短視頻商業價值較小,長視頻未來發展受制於成本與技術。
6、遊戲、視頻、直播三分內容制作天下,預判短視頻最先起勢,但難以變現,商業化VR影視大片時機未成熟;遊戲將是內容的爆發點;直播前景廣闊,但受限於帶寬速度與技術。
【投資機會】
a. 硬件
1、PC一體機:三大廠設備是未來1-2年的主流產品,將引導VR行業的發展,在產業鏈中具有重心地位,巨頭廠商將偏向VR生態的運營模式,未來內容與分發將受此影響巨大。國內PC一體機技術水平大多尚難以追趕三大廠設備。但同時基於PC一體機移動性較差,因此投資價值周期較短,國內廠家在硬件板塊難以存在較大生存機會。目前國內領先設備暫時為大朋產品。
2、眼鏡盒子:眼鏡盒子價格低廉,更適合VR體驗普及過渡階段的體驗性產品,難以形成持續性消費與後續價值,因此眼鏡盒子領域投資價值較小。
3、移動一體機:移動一體機代表未來發展趨勢,具有投資價值,但目前技術有待進一步成熟,一體機性能與處理能力有待進一步提高,投資時機不成熟。
4、輸入及周邊設備:交互體驗是VR核心要素之一,所以 VR輸入與交互設備具有投資價值,未來眼球追蹤、手勢識別、動作捕捉是感應和輸入設備的三大發展方向,國內相關公司與產業值得關註。
5、拍攝設備:未來VR影視方向看好,細分領域爆發後,全景拍攝設備領域值得看好。但是目前 VR 視頻源的制作還是需要依賴國外的工業級設備,這部分市場將被高端的設備提供商占據。國內企業在此塊發展機會較小。
b.內容
VR內容缺乏導致VR內容整體在未來存在巨大機會,而且國內企業具有條件在此板塊占據一定優勢,未來存在較大投資價值。
1、視頻:預計短視頻將優先起勢,但短視頻商業化與變現能力較弱。VR影視未來方向看好,但目前相關技術不夠完備與成熟,短時間內難以形成爆發。但行業目前處於風口,質地較佳的視頻類項目將成為投資熱點,適合短期進行布局或對優質創業團隊進行追蹤。
2、遊戲:預計內容爆發點在遊戲方面,VR屬性與體驗非常契合遊戲,未來遊戲方面較存在較大投資機會,同時VR遊戲面臨行業典型的周期短、投資重等問題。
3、行業應用:行業應用將在視頻與影視爆發後,進入爆發高峰期,未來各方面應用正在嘗試中,核心要素在於VR+可以助力具體產 業實現更高的效力或創新性商業模式。短期內行業應用投資機會較小,更多在探索嘗試階段。
c.分發平臺
1、線上分發
未來純平臺型分發將難以立足,更多分發平臺將滲入VR硬件或VR內容版塊,具有垂直細分特點的分發平臺將具有一定競爭優勢。分發平臺是入口,未來具有較大投資價值,未來分發平臺與業務模式將層出不窮,關鍵在於項目的判斷與篩選,同時前期將面臨平臺無序競爭與燒錢的尷尬。
2、線下分發
線下分發模式主要包括體驗店與主題公園。在體驗店方面,目前行業發展迅速,處於早期階段,由於門檻較低,行業即將進入瘋狂生長階段,短期其線下分發形式多樣、主體分散。如果投資,應尋找具有標準化、規模化、集約化模式的體驗店。在主題公園方面,其布局較重,投入較高,對地產、場地等產業結合要求較高,未來具有價值,短期內投資機會不成熟。
【VR產業分析】
目前 VR 產業已經形成了以頭顯設備為核心的產業鏈,覆蓋感應輸入設備制作、全景攝像頭制作、遊戲應用開發、影視和直播內容制作、平臺分發、行業應用等多個細分行業。硬件制造商利用上遊廠商的微處理器芯片、顯示屏幕、內存、感應器等配件生產頭戴設備和外設產品,並提供相應的操作系統(用戶界面)和開發平臺(開發工具包);第三方內容制作者可以利用開發平臺進行遊戲和應用軟件的研發並利用全景攝像機和圖像處理軟件等內容和工具制作全景視頻。消費者可以在專門搭建的內容分享平臺或應用商店中獲取 VR 遊戲、影視作品和應用軟件。目前行業基本產業鏈如下圖:
1、行業發展預測
1-2年後: HTC、Oculus和索尼等主流消費電子廠商發布消費級產品,並實現一定量的鋪貨。VR硬件設備開始井噴,風險資金和眾多電子廠商開始進軍硬件制造行業。
2-3年後:主要廠商二代或三代產品有望叠代成功,一代產品帶來的口碑效應有望助推硬件產業出現爆發式增長,真正成為大眾化電子消費產品。
3-4年後:硬件繼續叠代,有望產生類似於蘋果手機的標誌性產品,傳統PC和手機硬件廠商將開始面臨嚴重沖擊。
4-5年後:不同硬件公司的競爭日益激烈,標準之爭將決定硬件廠商的勝敗,預計最終形成寡頭壟斷格局,預計行業格局將類似於目前手機行業的格局。
5-6年後:虛擬現實內容不斷增加並快速滲透至現實生活中的各個方面,有望成為繼PC和智能手機之後的新一代基礎設施。
另外,高盛認為未來VR/AR未來大發展需要的三個條件:
(1)在VR以及相關潛在市場出現更多的應用與內容;
(2)出貨量達到一定水平從而刺激各方紛紛投入研發;
(3)硬件價格持續下降。
1.2 VR核心要素
未來整個行業的核心在於硬件的體驗性、內容的豐富性及形成產業生態。硬件的主要不足在於眩暈、移動性差、交互弱導致的體驗不夠完善。軟件問題在於優質內容較少及與硬件的匹配。行業生態的主要問題在於行業生態目前沒有形成流暢閉環。
鑒於目前硬件又處於整個產業鏈的核心,未來硬件的核心在於沈浸感、交互性和移動性。
沈浸感:逼真的立體沈浸環境,讓用戶有身臨其境的感覺,同時需要降低暈動感,提高舒適度,同時能夠進行長時間的體驗。
交互性:完善的移動追蹤、模擬現實交互。
移動性:可以便利的移動、實現移動追蹤,關鍵在於無線移動技術、移動追蹤技術與硬件的便利性。
2、VR硬件
2.1 現狀概述
【硬件行業邏輯】目前硬件設計邏輯在於:從內容出發,考慮如何讓硬件架構使得內容更好的呈現(內容體驗更完善、遊戲跑的更快)。對於 Oculus rift 來講,創業合夥人都是從事遊戲內容的,其邏輯思路是如此;Valve (HTC&Valve) 也是類似的,它是從內容、PC 遊戲例如槍戰、駕車等,從這些個遊戲內容上考慮硬件設計。例如說他需要更高精度的追蹤,實現更高分辨率,最後殊途同歸。
從平臺和從內容出發,這是兩種不同的道理,當兩者達到了協同點,最後自然而然產生了這個 VR 的這種設備設計。未來應該還有其他不同的路徑,或者還有其他不同的 VR,完全不同的方案,可以實現一種與目前這三家不同方案的一個標桿。(引自:前Sony PSVR 業務負責人講話)
【國內頭戴硬件情況】在硬件方面,國外Oculus、HTC vive、Sony三大廠占據市場龍頭地位,相比於VR眼鏡 (如三星Gear VR和暴風魔鏡等) 和上一代的VR頭盔產品 (如Oculus DK2等),現在的三大VR頭顯在用戶體驗和VR沈浸感方面已經大幅超出消費者預期。HTC vive略拔頭籌,尤其精準運動性方面。
目前,國內的頭戴式 VR 顯示器產業已初具規模,無論是成熟的智能手機以及電腦廠商還是新興的專註於頭戴式設備研發的企業都陸續有產品推出。然而,國內的 VR 頭顯產品中能夠打開市場,迅速積累口碑的產品偏少,與國外目前廣受歡迎的產品相比,在用戶體驗、技術含量、做工等方面還有一定的差距。
【國內VR 元器件】VR 元器件方面,這是目前我國 VR 領域與國外頂尖廠商差距最小的領域,無論是芯片、顯示屏還是體感傳感器,都有能夠與國外高端產品一較高下的國產產品。芯片方面,代表產品為全誌科技開發的 28nm8 核 CPU;顯示屏方面,京東方已有至少一條 8.5 代 AMOLED 生產線投產,並開始投資 10.5 代同類產品的生產線,處於世界領先水平;體感傳感器領域,目前國內最為有名的當屬諾亦騰。
【頭顯硬件技術】頭顯硬件技術的關鍵在於技術橫向的整合,而非單向技術的深入挖掘,對於巨頭廠商來說尤其如此。VR 用到的這些技術,某一個部分的技術不一定是高精尖。例如頭部跟蹤技術、照相機的技術、運動傳感器,某一個部分的技術本身來講並不見得一定是高精尖的,但是廠商需要具備這個橫向整合,把世界上最好的技術,跟蹤技術、傳感器技術、顯示技術、渲染技術,把最好技術的能夠很有效的整合起來,形成一個最好的 VR 的體驗。硬件廠商開發某一項技術去深入進去是很難的,即使是三大廠這麽大規模也很難做到,其中的關鍵在於有效整合,例如說用到的屏是三星最好的屏幕,用到的 Driver IC 是最好的 IC,運動傳感器也是一樣的,跟蹤技術也是同樣的,這些技術都是已有的,只是對它進行優化,進行橫向的整合。
【中國在巨頭廠商供應鏈體系中機會】分析RiftCV1和HTC Vive的硬件結構可以發現,主體芯片和傳感器芯片主要由美國老牌IC廠商和臺灣IC廠商供應;OLED顯示器方面由三星供應;紅外攝像頭和LED攝像頭等由中國臺灣廠商供應。除歌爾聲學參與到Oculus光學鏡頭、聲學部件的供應和整機代工,以及舜宇光學和勁勝精密供應Vive的攝像頭和外殼外,中國大陸廠商還沒有大規模進入到三大VR頭顯的供應鏈體系。但是,在智能手機的發展歷程中,中國大陸廠商逐步崛起,打入國際頂級品牌蘋果、三星等的供應鏈中,逐漸部分替代了臺灣、日韓廠商在智能手機產業鏈中的地位。
因此,未來VR產業鏈也將重複智能手機的故事,中國大陸廠商將憑借智能手機時代建立的供應體系、質量把控、成本優勢,在芯片、傳感器、光學鏡頭、顯示器、攝像頭等方面,成功取代部分臺灣、日韓企業,進入產業鏈也將重複智能手機的故事,中國大陸廠商將憑借智能手機時代建立的供應體系、質量把控、成本優勢,在芯片、傳感器、光學鏡頭、顯示器、攝像頭等方面,成功取代部分臺灣、日韓企業,進入VR供應鏈。
【一體機】
(1)PC級一體機
(註:鑒於SONY的PSVR的市場影響力與市場地位,將其放入此類進行分析與對比。)
【概況】PC級一體機設備是目前市場上最為主流的產品,當今市場上的三大頭顯:Oculus rift、HTC vive 都是這一類產品。這一類產品涉及到仿真技術、人體工程學、傳感技術、人機交互等多種最新技術,由於自身芯片的運算處理能力達不到要求,需要連接電腦使用。這一類產品能夠帶來相比上述兩種產品更為真實的 3D 畫面,主要依賴的便是這種設備。由於PC 端 VR 頭盔的火爆,國內廠商也紛紛跟進,目前,國內主流廠商的VR頭顯便是此類產品,比較有名的有 3Glasses、蟻視頭盔、以及大朋VR 等。
【三大廠VR方案】Oculus和HTC是完全基於 PC 架構的。平臺是基於 windows 和 Steam,從目前來看,Steam OS 還不是一個適合的平臺,效率太慢。他們的這個市場的目標完全是基於這種消費端的,消費電子,從玩遊戲、工程和企業級的市場。未來Oculus 和 HTC應該可以實現非常好的這種對於坐、站,在房間內的這種自由走動。目前 HTC 是這方面做的最好的,Oculus rift 和SONY都還有一些差距,只能在相機可視範圍之內,尤其在這個自由走動方面還不能做到很自由的(因為是線纜方式)。HTC/Valve 和 facebook 都在花大量的精力開發交互系統, 交互系統能夠實現手勢、手指的交互。顯示分辨率上, Oculus 和 HTC要達到單眼超過 2.5K-3K 左右的一個分辨率。 在這樣一種系統下面,未來的這種系統如果能夠達到這些基本的性能指標,企業級市場可以大規模應用, Sony也可以做到坐、走動,但是Sony跟PC 做的還是不一樣,可能是在一個比較狹小的空間做到這個走動。那麽對於分辨率來講的話,SONY的理念是要做到高性價比,將來能夠針對 300 美元、400 美元,低於400 美元這個市場。基於 PS4 的 PSVR 在體驗和價格上找到了一個很好的平衡點。
【三大廠參數與對比】Oculus Rift CV1:優勢在於視角範圍、屏幕分辨率、刷新頻率均是目前頂級水平。Oculus 是全球第一家量產出消費級 VR 頭顯的廠商,已經在 VR 消費者群體中積累了大量的粉絲用戶和原創消費者群體中積累了大量的粉絲用戶和原創 VR 內容開發團隊,其開源的架構和開發者工具被廣泛采用。同時被內容開發團隊,其開源的架構和開發者工具被廣泛采用。同時被 Facebook 收購之後,在內容制作、市場推廣、資金支持等方面得到了 Facebook大力的支持。不足之處在於目前搭配的單攝像頭式位臵跟蹤設備,在空間追蹤效果方面遠不如HTC Vive,Oculus Touch手柄要到2016 年 10 月出貨,目前需要使用Xbox手柄替代。
HTC Vive :優勢在於搭配的空間位臵追蹤設備,可以在大約16平米的範圍內實現位置追蹤,擁有非常不錯的交互體驗。同時 Viveport應用平臺和 Steam VR 應用平臺可以提供大量遊戲、娛樂等應用。缺點在於高達 799 美元的價格令部分消費者望而卻步,如果配合官方推薦的高性能美元的價格令部分消費者望而卻步,總價格接近 2000美元。
索尼 PSVR:優勢在於索尼的 PS4產品全球出貨達到 3600萬臺,該 VR 產品不需要配合高性能電腦使用,對於索尼 3600 萬PS4 用戶來說,可以直接與 PS4 無縫銜接。同時,PSVR的價格在三大頭顯里最低。 缺點在於空間位臵追蹤方面不如 HTCVive,PS4的硬件配置不如高性能電腦,將無法發揮出最優的VR體驗。
【三大廠用戶體驗】在用戶體驗方面,具體情況如下:
HTC vive:拔得頭籌,HTC Vive 擁有目前最高的分辨率、最廣的視場角度、最寬廣的運動範圍(約 16平米)和最精細的運動檢測(激光 Lighthouse追蹤系統)。尤其是搭配的空間位臵追蹤器,借助激光追蹤系統,可以為消費者提供 16線平米範圍內的精準運動檢測,獲得了消費者的一致好評,兩只無線 VR 控制手柄完美的實現精確、靈敏的人機交互體驗。控制手柄完美的實現精確、靈敏的人機交互體驗。
Oculus Rift CV1:在延遲方面做得最佳,顯示效果出眾,優質的沈浸感、高清的顯示屏、寬闊的視場、敏捷的手柄交互等方面不屬輸於任何一款 VR 頭顯,只是在空間位置追蹤方面,采用的是紅外攝像頭位置追蹤,在移動範圍和精準度方面不如 HTC Vive 。在交互方面 Oculus Touch 手柄要到 2016 年 10月出貨,目前需要使用Xbox 手柄。
索尼的 PSVR: 由於搭配 PS4使用,不需要借助高性能的 PC,盡管可以為部分消費者節省花費,但是,盡管可以為部分消費者節省花費,但是 PS4 的硬件配置(尤其是顯卡水平)還難以與頂配 PC 相比,這限制了PSVR的沈浸感和臨場感效果。同時搭配的 PS Camera 和 PS Move 手柄在靈敏度方面不如 Vive 和Oculus 。但是在屏幕刷新頻率方面,PSVR 最高可以達到 120Hz,遠超其他對手,使得 PS VR的延遲時間可以低至18ms。整體而言,仍然是遠勝於目前絕大多數其他設備,並且 399美金的價格體現了高性價比選擇。
(2)移動一體機
移動頭戴一體機是可以獨立運轉的計算機,配合設備自帶的顯示系統,不需要其它輔助設備就可以完成 VR 的核心功能。移動頭戴一體機自身集合了 CPU、GPU 等運輸芯片,用戶可以脫離輔助設備和連接線,通過聲音和手勢與虛擬世界實現交互,利用wifi或藍牙等網絡連接實現數據傳輸交換。但由於處理三維圖像需要的數據容量和運算速度遠高於傳統二維終端。簡單來說,移動一體機是一臺自帶了內置多核處理器的微型電腦並集成了藍牙,Wi-Fi 元件,獨立於手機和電腦的 VR 裝置。這種裝置脫離了必須連接電腦帶給用戶的束縛,使得用戶在行動上能夠更加自由,但是,其在功耗、運算能力以及存儲能力上的局限使得該類產品在推廣上還有些難度。
VR一體機的應用潛力超出傳統的VR設備,未來有望廣泛地應用於辦公、社交等日常生活場景之中。一體機可以將虛擬畫面與用戶面前的真實畫面相疊加,結合手勢感應等交互功能,可以替代目前的筆記本電腦、智能手機的展示、辦公和通訊功能。在傳統 VR設備的遊戲和影音娛樂方面,VR 一體機的視網膜成像和光場成像等技術和現實場景結合,也將創造新的敘事可能性。
【眼鏡盒子】
(1)插入手機的眼鏡盒子
VR 眼鏡盒子是目前市面上結構最為簡單且價格最大眾化的 VR 設備,它由谷歌於 2014 年6 月份首先發布。從結構上看,該設備並不十分複雜,主要構成就是一套可以 DIY 的紙板鏡架、一對光學鏡片、用戶的手機以及 APP 上的應用,便可讓用戶觀看立體的虛擬影像。由於這種產品結構簡單,成本低廉,谷歌的Cardboard 一經問世,便被國內外大小廠商爭相模仿。總的來說,這種產品適合 VR 生產商早期發展,利用簡單、廉價而又能夠在一定程度上體驗虛擬現實環境從而打開市場,又能夠結合 APP 應用以及平臺迅速創建自己的 VR 產業生態。
(2)加顯示屏的 VR眼鏡
上面所介紹的眼鏡盒子盡管價格低廉,但是其制作過於簡陋,故而只能夠淪為 VR 硬件設備市場的“零食”,而 VR 眼鏡帶上了自身的顯示屏以及圖像處理裝置以後,相比上述手工工藝品般的眼鏡盒著實“進化”了不少。盡管這種設備尚不能脫離手機,不算獨立的電子設備,但其自身較手機高得多的圖像處理能力卻能夠讓用戶獲得更強的沈浸感。 2014 年,三星聯合 Oculus推出的一款名為 Gear VR 的虛擬現實眼鏡, 便是該類產品的代表作。雖然 Gear VR 尚不能脫離手機成為一個獨立的電子設備,但是連接手機後,用戶可以在設備側面靠近太陽穴的位置上進行一些操作,不光是可以看圖片和視頻,還可以玩一些簡單的虛擬現實遊戲,這類設備,可以說是 VR 頭顯結構由簡入繁的開始。
(3)主要問題
眼鏡盒子目前更多是一種手機VR的模式,這種模式面臨計算能力、電池技術、頭部跟蹤的問題。
第一個是計算能力,做圖形需渲染,需要超過比方說 1080P、60 針這樣子一種規格,是目前的這種 GPU 的性能的 4-16 倍以上,尤其是你將來要做到更好的 VR,這樣子的視頻的分辨率的話,遠遠超過目前的 GPU、CPU 的處理能力。
第二個就是電池技術, 在這種 GPU 和高速的內存,它需要的這個功耗是相當的龐大,我不知道在座有沒有體驗過一些手機 VR 的東西,基本上如果 VR 用一段時間,用十幾分鐘以後非常非常的燙。
第三個就是頭部跟蹤。 頭部跟蹤是一個非常關鍵的技術, 可以說是至關緊要的 VR 的技術。手機的頭部跟蹤較為低端,這種跟蹤即使把延時做的低,也會導致人的頭暈、惡心現象。
【輸入、交互等其他設備】
虛擬現實給人最強的沖擊是其對現實模擬的沈浸感,但如果輸入端還是采用鼠標、鍵盤、手柄,用戶體驗將大打折扣。新的輸入交互還在探索和創新階段,目前主要分為類似傳統手柄的感應操作桿、手勢識別與手勢捕捉裝備、動作捕捉設備等。
(1)感應操作桿
VR 操作桿屬於局部動作追蹤,其采用慣性傳感器、震動馬達,有些通過外部攝像頭實現手柄的位置追蹤。使得用戶通過操縱VR 操作桿可以在虛擬場景中自由參觀。與傳統的遊戲手柄一樣,VR 操作桿還可以通過按鈕方式進行人機交互,並通過震動馬達的方式實現反饋,增強使用者的沈浸感。VR 操作桿還具備結構簡單、性能穩定、成本低廉、使用方便的優點,現階段適用於家庭,並且對現有的遊戲兼容性好,可移植性強。目前國際三大 VR 設備廠商 Sony,Oculus,HTC 還是采用這種方式來作為 VR 輸入的解決方案。
VR 操作桿的缺點是:其對於手部關節的精細動作無法真正還原,其動作感應精度還是打不到用戶的要求。作為傳統遊戲的輸入設備,手柄可能是最早被大規模使用、甚至成為輸入標準之一的VR輸入設備。不過手柄在遊戲之外的VR應用場景中會有局限。
(2)手勢識別與手勢動作捕捉
2014年底,Oculus收購了做手勢識別的公司Nimble Sense。一時間,“VR交互之戰中手勢識別要(HTC Vive頭顯和手柄)勝出”的呼聲甚囂塵上。手勢識別有不少優勢,比如,它是比手柄更自然的一種手部交互方式,學習成本低並且可應用的場景也更豐富。目前,手勢識別有兩種思路:一種是通過光學追蹤,一種是通過帶有豐富傳感器的手套或機械骨骼。
光學追蹤的代表是LeapMotion,國內有微動、Usens等。因為不用在手上額外穿戴設備,在移動VR頭顯上直接集成光學追蹤部件,作為移動VR交互的解決方案將是一件可行的事情。普遍來說,光學追蹤的缺點在於傳感器的識別精度不夠高,對精確到每根手指的細微動作無法識別,並且使用起來有視場的限制。不過,LeapMotion剛發布了可以實現完整十指追蹤的套件Orion,目前是第一家。但仍然要面臨無法反映景深以及長時間操作所帶來的疲勞感問題,這會一定程度上局限用戶的使用場景。與光學追蹤相比,戴在手上的手套或機械骨骼在輸入精度上能有明顯的提高,並且沒有視場的限制。而能實現力反饋的手套則交互體驗更好,比如Ximmerse,能讓人有真實的持握感。
手勢捕捉技術主要通過攝像頭和紅外感應器捕捉用戶的手部動作,使用戶可以用手代替鼠標、鍵盤、觸摸屏的功能。手勢識別技術提供更加自然的交互模式和更高的自由度,可以支持更加複雜的遊戲、辦公、 社交等 VR 應用,因此成為硬件設備廠商的追逐對象。 Oculus於 2014 和 2015 年相繼收購了手勢識別技術公司 Nimble VR 和 Pebbles Interfaces, 未來將通過攝像頭感應的方式進行手勢識別追蹤,取代原有手柄控制器。手勢捕捉系統可以隨頭顯設備發售或是獨立銷售。
(3)動作捕捉設備
動作捕捉(Motion Capture )技術可以更為精確地還原用戶肢體動作,使用戶在虛擬世界中活動並觸發交互事件,提供更好的互動體驗。動作捕捉技術已經廣泛地應用在動畫制作、模擬訓練、生物力學等領域,其既可以運用於 VR 內容制作,也可以運用於用戶交互。用戶身穿帶有數十個傳感器的服裝,通過感應人體各部位關節運動,通過電腦 3D 建模可以在低延遲情況下精確地還原人體動作。
KAT創始人龐晨認為只有兩種交互方式是最接近人體自然動作習慣的:一種是能實現一比一位移的動作捕捉方案,以諾亦騰為代表;另一種則是結合動作捕捉和人體工學設計的萬象行動平臺,以Omni和KAT Walk為代表。並且,這兩類解決方案能讓用戶獲得完全的沈浸感和高精度的動作還原,真正進入虛擬世界。
常見的動作捕捉技術是慣性動作捕捉和光學動作捕捉:前者靠穿戴慣性傳感器設備實現;後者則需要貼上發光點等標誌,通過對特定光點跟蹤來完成運動捕捉。以諾亦騰發布的多人交互解決方案Project Alice為例,整套系統包括頭顯設備、慣性動作捕捉服、光學跟蹤系統、動作手套、背負式計算機等設備,具備毫米級精度和低於20毫秒的延時,適用的空間範圍可以定制化無限延展。但從易用性、成本、性能等多方面看,這樣的交互解決方案只適用於重度的商用場景,如影視制作、主題公園、數字化展廳等。
KAT Walk的成本要遠低於諾亦騰一套解決方案,但依然不適用於家用場景。不同於諾亦騰,KAT定位於偏重度的娛樂消費場景,以線下VR體驗店為主,還包括電玩城、網吧、科技館等。除了動作,人類與這個世界的溝通還有很多自然到讓人意識不到的方式,比如聲音、眼神、表情、呼吸、甚至腦波。而基於這些交互方式,國內外已經有一些廠商在積極嘗試。其中,眼球追蹤是最受關註的。對人眼位置的檢測能夠為當前所處視角提供最佳的3D效果,使VR頭顯呈現出的圖像更自然、延遲更小。同時,由於眼球追蹤技術可以獲知人眼的真實註視點,從而得到虛擬物體上視點位置的景深。所以,一些VR從業者認為眼球追蹤技術將成為解決眩暈的重要技術。七鑫易維、青研科技等公司都在研究眼球追蹤,但還沒有成型的產品出來。
目前動作捕捉設備也有基於計算機視覺,慣性傳感器和馬克點等各種技術解決方案。其中,基於計算機視覺的捕捉設備最為發展成熟,目前國際上最具代表性的分別是 Leap Motion、微軟的 Kinect 以及英特爾的 RealSense 技術。而慣性傳感器和馬克點捕捉技術最初應用於電影拍攝和遊戲開發, 而 VR 市場的升溫也會帶動動作捕捉設備的快速發展。近年來飛速發展的傳感器技術讓傳感器的尺寸被制作得越來越小、價格越來越低,使得慣性動捕成為一項有前景的技術。這類廠商有很多比如成立於 2001 年的美國廠商 Inertial Labs 的產品 3DSuit 系統、成立於 2000 年的美國廠商 Xsens 的 Moven 系統。國內的有諾亦騰的產品 Perception Neuron,其表現並不遜色於國外產品。基於馬克點的光學動作捕捉系統因為需要占據一定的空間,而且價格也比較昂貴。雖然精確度較高,但用於消費級 VR 市場的可能性不大。然而,VR 主題公園等商用市場則十分適合。
【綜評】
VR精確性和沈浸感提升建立在傳感系統和交互輸入設備的基礎之上。在頭顯設備之外,VR周邊外設硬件將迅速發展。目前考慮到成本和技術因素,主流VR產品的核心集中在頭顯設備(PC 頭盔或手機盒子),在感應和輸入設備方面大多采取了較為簡單的解決方案,使用既有運用於遊戲主機和智能手機等設備中的周邊硬件來滿足 VR 設備的感應和交互需求。 未來針對 VR 系統的專業化感應和輸入設備將成為 VR 硬件的標配, 並大大擴展 VR 應用場景和用戶體驗。未來眼球追蹤、手勢識別、動作捕捉是感應和輸入設備的三大發展方向。
2.5 VR 視頻內容的制作設備
VR 的遊戲和動畫可以比較容易地創作,但是拍攝適用於 VR 設備的視頻則需要視頻拍攝設備能夠以 360 度全方位拍攝,對設備的技術要求很高。目前支持全景攝像的有 Google 與戶外運動相機制造商合作的 Jump,諾基亞的 OZO。國內的一些初創企業暴風魔鏡、Wipet、完美幻境、Insta 360、UCVR 也推出了自己的產品。但目前來說國內的產品還是針對消費級市場,其拍攝的視頻沒有 3d 的效果,因此並不能完全稱之為 VR 視頻。目前 VR 視頻源的制作還是需要依賴國外的工業級設備,這部分市場將被高端的設備提供商占據。
2.6 硬件市場評析
目前眼鏡盒子和加顯示屏的 VR 眼鏡由於體驗欠佳,技術發展呈現瓶頸,將是各廠家試水 VR 市場的試點產品, 更多的是一種過渡性和體驗性產品,核心優勢在於便利、低價和短暫性體驗,不代表未來VR發展趨勢。而PC 端的 VR 輸出設備兼顧了良好的用戶體驗和成本,同時可以利用現有的計算資源,將是未來2-3 年 VR 設備的主流,但PC級一體機在移動性與性能方面有待進一步提升,PC一體機是目前的VR深度體驗工具。最終代表未來發展方向的將是移動頭顯一體機,目前一體機在性能與體驗方面較差,走向成熟需要一定過程。