20240128_国投证券_传媒行业以Apple Vision Pro为基准围绕空间计算的定性分析与定量比较：空间计算是一种时代颠覆且必然到来_43页.pdf

空间计算是一种时代颠覆且必然到来以Apple Vision Pro 为基准，围绕空间计算的定性分析与定量比较国投证券研究中心焦娟 国投证券传媒首席执业编号：S14505161200012024年1月28日证券研究报告行业深度报告行业评级：领先大市-A本篇报告是来自于国投证券研究中心于2023年10月31日发布的深度报告空间计算是一种时代颠覆且必然到来以Apple Vision Pro为基准，围绕空间计算的定性分析与定量比较的PPT版本目录 交互硬件VS 计算平台：焦不离孟 定性视角下的空间计算平台定义 定量视角下的空间计算能力比较 阵营与主赛道分析：出货量优先 VS 性能优先 大模型 x 空间计算平台，24、25年爆款将频现WUDWwPmRpMnMoQnOrMsNrQbRbP6MmOpPtRmQkPnNnMlOmOxOaQrRvNwMtOmNNZpPnR摘要 交互硬件与计算平台彼此 焦不离 孟，空 间计算 极具颠 覆性且 必然到 来，Apple Vision Pro是一款里程碑式硬件，有望 再次书 写历史。本篇报告从人使用硬件的角度出发回顾交互硬件50年发展史，推演出在下一代交互硬件VR/AR/MR之上，也一定会适配全新的计算平台。我们认为，最有潜力接棒成为下一代计算平台的就是“空间计算平台”，将全面颠覆平面计算的范畴，帮助人实现虚拟与现实之间的连通与融合的计算过程。而Apple Vision Pro就是一款里程碑式产品。在PC时代与智能手机时代，苹果已经多次证明过其定义行业拐点的成功经验1984年推出的Macintosh、2007年推出的iPhone，2023年发布的Vision Pro有望再次书写历史。本篇报告亮点之处在于从 定性与 定量的 双重视 角定义 空间计 算以及 比较空 间计算 的能力 指标。定性视角下，我们按照“输入-计算-输出”的分析框架重新定义了空间计算的概念。空间计算是在三维的基础之上，以人为本，连通及融合虚拟世界与现实世界的一个全新的计算范式。定量视角下，我们横向比较了各主力VR设备的硬件参数，解构了Apple Vision Pro的核心功能模块作为量化评分基准，并引入了Gartner的魔力象限理论将主流VR厂商划分入领导者、挑战者、远见者、利基玩家的四大象限加以分析。各VR厂商基于自身 资源禀 赋积极 布局划 分势力 范围，但苹果Vision Pro 入局后，对树立行业共 识与改 变竞争 格局具 有重要 影响。苹果推出的Vision Pro，确立了VR+VST将成为相当长时间内通用MR产品的核心形态和技术路线。另一方面，苹果将带领XR产业回归到硬件公司做消费级电子产品的逻辑，即“性能先行、价格渐降”路径，而此前产业主要由Meta为代表的互联网公司主导，推行“出货量先行，低价强推”路径。投资建议：智能科技的产业版图，转化为技术层面的研究表达是大模型 MR眼镜/人形机器人 NFT。本篇报告聚焦于MR眼镜这一空间计算设备所开启的空间计算平台，其定性、定量的深度研究与对比。从投资角度，83的选股坐标轴：传媒板块的新周期起始于2023年，相较2023年上半年的普涨，2024年我们预判为个股行情：围绕8个景气上行方向，有三类个股向8个方向积极去升级或迭代或革新的传媒或TMT个股、坐落于8个方向IPO新股、往8个方向全力转型的并购重组类个股。相较2014年的并购重组潮，我们看好央国企个股的并购重组。建议关注：三七互娱、恺英网络、巨人网络、世纪华通、完美世界、神州泰岳、宝通科技、凯撒文化；芒果超媒、中国电影、唐德影视、北京文化；中公教育、方直科技、世纪天鸿、中信出版、南方传媒、时代出版；腾讯控股、中手游。风险提示：治理风险，升级迭代、转型革新进度低于预期。PART 01交互硬件VS 计算平台：焦不 离孟交互硬件50年发展史：垂直-通用，大型-小型 过去50年，我们历经了多种交互硬件的迭代，从早期的垂直计算硬件游戏主机，到通用计算硬件个人电脑，再到目前的小型化硬件掌机&智能手机，交互硬件进化史大致是遵循垂直计算硬件通用计算硬件小型化硬件这样的发展路径。垂直硬件 游戏 主机：游戏机见证着人类科技史的进步，在不同发展阶段出现了划时代意义的产品，影响着如今包括电视、电脑、智能手机、VR/AR等在内的其他电子产品市场的发展。游戏本身就是一种结合了科技与文化的载体，高端技术为更具沉浸感与互动性的游戏提供了基础架构，而游戏也反过来推动新科技的探索与发展，以此形成正向循环：为了满足玩家更高的游戏娱乐需求，游戏及科技厂商持续投入研发，推出算力更高、性能更强的新硬件与技术，当新硬件与技术出现后，其所能应用的场景将远不止于游戏，将作为通用型的技术溢出至其他应用方向或场景。通用硬件PC&手机：从形态上来看，计算硬件的发展趋势是便携化、小型化。如今智能手机已经成为人们生活的一部分，除了功能健全外，主要原因还是其便携性。硬件技术的方向一直在向微型化发展，自然带动包括电脑在内的硬件向小型化方向发展，这是技术进步的结果，也是人们需求的结果。在可以预见的下一代交互硬件VR/AR/MR之上，也一定会适配全新的计算平台。我们认为，最有潜力接棒成为下一代计算平台的就是“空间计算平台”，将全面颠覆平面计算的范畴，帮助人实现虚拟与现实之间的连通与融合的计算过程。资料来源：知乎，新浪网，the verge下一代计算平台新的交互方式孕育 出新的 计算平 台 从人使用硬件的角度出发，至少能够得出两点特征或结论：1）人与硬件之间的交互是越来越自然的，越来越贴近人使用工具的自然习惯，智能手机的触控交互就比个人PC的键鼠交互更加自然；2）新的交互硬件总能生长出最适配的计算平台，而且交互效率越来越高，用户使用频次和时长也不断增加，基于智能手机的移动互联网生态就显然比基于电脑的互联网生态发展得更加繁荣。交互硬件与计算平台是焦不离孟、相辅相成的，在可以预见的下一代交互硬件VR/AR/MR之上，也一定会适配全新的计算平台。我们认为，最有潜力接棒成为下一代计算平台的就是“空间计算平台”，将全面颠覆平面计算的范畴，帮助人实现虚拟与现实之间的连通与融合的计算过程。Apple Vision Pro正是当下的一款里程碑式硬件。如同 Mac将我们带入了个人计算时代，iPhone将我们带入了移动计算时代，Apple Vision Pro将带我们进入空间计算时代。资料来源：元宇宙2023：硬件的大年，国投证券研究中心PART 02定性视角下的空间计算平台定义2.1.如何定义空间计算？为什么需要空间计算？2.2.新一代交互硬件空间计算设备2.3.平面计算向空间计算过渡的颠覆性与必然性 人其实本身是一个非常高级的空间计算单元。人，作为一个计算单元，输入信号就是各种感官知觉体验感受，包括视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉等等，而人脑则是处理器，使用真正意义上的“神经网络”处理信息并作出决策，进而输出为各种人类活动，狩猎、社交、进食、游戏等等。由于人的感知器官的感知距离局限，以及人脑的处理能力的局限，人作为“空间计算单元”，只能跟当下（时间维度）眼前的（空间维度）现实世界进行高效的互动（就是上述支撑人类生存所需进行的各种活动）。这就意味着时间和空间上的双重限制，人类的文明形态也局限于农业文明。随着技术的发展，人类借助于各种媒介，以及计算技术的帮助，开始突破空间维度的局限，和远处的人和事物进行互动。这相当于通过技术手段，构建了一个或多个数字化的虚拟世界来镜像远处的、甚至是过去（或者未来的）现实世界。这样人就可以突破时间和空间的限制，大大提升了人感知、认知和影响这个世界的能力，并基于此发展出来了工业文明，实现了物质财富和科学文化的飞跃式发展。但是受技术所限，这些媒介多数是二维的（图形、图像和视频），甚至是一维的（文字，或声音），相应的计算技术也就是平面计算。对应的虚拟世界也是被“维度压缩”的。这对关键信息的存储和传输而言意味着效率的提升和成本的降低，但是对人和计算平台之间的交互效率而言是极大的限制。有了空间计算，我们通过技术则可以构建出“非维度压缩”的、“更加真实”的虚拟世界，则可以在真正意义上“镜像”甚至“增强”远处、甚至是过去（或者未来的）现实世界。而人可以使用几万年来和现实世界交互的方式，更加自然地和这些虚拟世界交互，交互的效率将有巨大的提升，从而进一步提升人感知、认知和影响现实世界的能力，甚至从根本上改变人和现实世界的关系。如此，人类可以真正实现对时间、空间限制的突破，从而实现人类文明的再一次腾飞。如何定义空间计算？为什么需要空间计算？如何定义空间计算？为什么需要空间计算？如何定义空间计算？在三维的基础之上，以人为本，连通及融合虚拟世界与现实世界的一个全新的计算范式。“在三维的基础之上”，是指空间计算的客体对象如果本身是三维的，不再需要从三维降维至二维的平面以方便计算和跟用户的交互，而是可以保持为立体的三维的，这是空间计算的基础。“以人为本”，是指空间计算的主体仍然是人，空间计算的目的是服务人与虚拟世界的自然且高效的交互，进而更有效地认知和影响现实世界。“连通与融合虚拟世界与现实世界”则描述了空间计算的过程与适用范畴。图：人 VS 真实世界的交互方式 图：人 VS 虚拟世界的交互方式资料来源：国投证券研究中心整理与平面计算的概念区别&支持空间计算的核心能力 平面计算与空间计算的最 显著差 异，其 实是交 互层面 增加了 一个维 度。平面计算只涉及人同虚拟世界基于2D界面的交互，但空间计算，是涉及人、虚拟世界，现实世界三方的交互。空间计算对应的整个架构相比平面计算都会发生改变。在平面计算机上，当我们要处理一个立体对象，会先把立体对象降维成平面，在平面处理完之后再合成立体对象。在这个过程中，大量的信息会丢失。未来，在空间计算机上，我们将不再需要这样一个降维的过程。空间计算需要具备三维人机交互的能力服务于人，输入能力其实就代表指令能力，输出能力就是感受能力，以及通用的计算能力。这三方面能力上，平面计算和空间计算有明显的差异。首先，输入-指令 型 的能力，主要体现在信息形态的差异。平面计算是以文字和图像为主，空间计算则包括文字、声音、图像、动作等多种形态。其次，输出-感受型的能力，主要体现维度数量的差异。平面计算是以二维视觉和听觉为主，空间计算则以基于6自由度空间定位的三维视觉和三维听觉（即空间音频）为主。计算能力则最为关键，主要是在算力需求上差异巨大。跟平面计算相比，空间计算在计算的精度、广度、速度等方面都有倍数级的提升，与平面计算显著拉开差距。图：平面计算：人与虚拟世界两方交互 图：空间计算：人、虚拟世界、现实世界三方交互资料来源：国投证券研究中心整理空间计算设备强调以人为本，脑机接口是远期形态，AVP 是初级形态 空间计算设备就是以人为本，服务于空间计算过程的设备。简言之，帮助 人完成 连通及 融合虚 拟世界 与现实 世界的 计算过 程就是 空间计 算，帮助人完成真实世界跟空 虚拟世 界的交 互设备 就是空 间计算 设备。脑机接口是空间计算设备 的远期 形态：人类通过感知能力感受环境并且传递给大脑，感知包括视觉、触觉、听觉、嗅觉和味觉等等。脑机接口通过电信号模拟，其实是可以完全替代人类的感觉器官的，因为不管怎么样都是以电信号的模式在传导。从计算机的处理功能角度，我们认为脑机接口是通过模拟、整合、增强的逻辑与人脑完全融合的。它先模拟人脑计算，再整合人脑提高整体的计算能力，在生物学意义上能够增强神经网络计算能力。Apple vision pro是初级空间计算设备的典 型代表：为了更好的服务于空间计算，Apple Vision Pro集成了三种能力超高清显示、物理现实体验、人机认知交互。资料来源：元宇宙2023：硬件的大年，国投证券研究中心颠覆性：计算的升维是一种时代颠覆，远超从PC 到手机的变迁 升维的重要意义是显而易 见的。以三维 信息作 为载体 最接近 人类的 真实体 验，相 比二维 信息显 著提升 了传播 效率与 传播精 度，将 间接知 识传播过程中在形成与传播的 过程中 的损耗 降至最 低。接近人类的真实体验/符合人类的交互习惯到底有多重要呢？从宏大叙事的视角，有助于提升全人类文明的进步效率；从技术普及的视角，对推进技术平民化至关重要。最早的计算机是服务于科研人员及军事领域的实验室产品，图形界面取代代码命令后，二维的图形相比一维的代码更易为用户理解，计算机也逐渐走入寻常百姓家。从一维到二维（仍然属于平面计算的范畴），计算机完成了普及的使命一般的用户可以无障碍完成基础操作，经过训练的用户可以使用各种计算机软件完成更高阶操作，如制图、建模、开发等。再从二维到三维（也就是从平面计算到空间计算），我们认为这种放大效应将更加显著。以使用AutoCAD进行机械制图为例，最终的呈现效果其实是取决于“创意本身”以及“使用软件将创意复现在图纸上”两大层面，戴上MR眼镜在空间计算平台进行制图的场景，相当于在三维空间构建三维模型，一切将变得直观且立体，软件能力与操作准则不再是限制，用户与计算机的交互效率也将进一步提升。图：图形界面操作系统 图：AutoCAD制图界面资料来源：CSDN，zcool颠覆性：计算的升维是一种时代颠覆，远超从PC 到手机的变迁 从平面到空间的计算升维，是用 新的成 体系技 术，对 老的技 术体系 进行“降维打 击”。空间计算是个三维计算的概念，平面计算是二维的，这种技术上的隔阂天然的就是一种“降维打击”。本身平面计算是建立在平面坐标系+时间上的（3个维度的信息），对比三维计算（三维坐标系+时间，其实是4维信息），在信息获取量、信息输出量、计算负担上，都是一整个数量级的差距。同时，围绕着信息获取的方式，输出的方式，计算的方式，平面计算已经形成了自己成体系的技术和产品，比如信息获取，就是靠现在的平面输入设备及技术（键盘鼠标麦克风，以及语音识别等等技术），输出方式就是靠屏幕、音箱等设备和技术，计算还是基于CPU+GPU的平面计算。但是空间计算的技术体系和产品是全新的，虽然有部分和老的技术体现有相似性，但是在技术上也需要迭代，更不必说可能会产生全新的输入、输出、计算（量子计算等）方式。这种老的技术体系向新的技术体系的进化，不一定只有过渡和继承，而有可能是完全的颠覆。这种颠覆性，就可以被看作是新技术体系向老技术体系的“降维打击”。这种过渡的颠覆性，不论 从技术、产业 链、还 是思维 模式层 面，都 不能用 过去的 经验类 比。在过渡期失败的，有两轮典型的案例。第一轮是PC厂商转型做手机，苹果成功了，iPhone重新定义了硬件、iOS重新定义了软件生态；谷歌成功了一半，硬件失败了但Android软件生态成功了；而联想、惠普等一众老牌PC厂商都失败了，同时也有华为、小米、OPPO/vivo等手机厂商强势崛起。第二轮是新能源汽车新势力的崛起，老牌汽车厂商在智能电车的大趋势下正在面临严峻考验，而特斯拉、蔚来、小鹏、理想等造车新势力却后来居上、渐入佳境。所谓的垄断巨头也是时代所造就的，在上一轮的竞争当中取得绝对优势，但是往往也可能过于“路径依赖”，在技术、产业链、商业思维等层面因循守旧，而会被下一代的新兴力量“降维打击”。必然性：空间计算的时代必然到来，AVP 就是标杆产品 空间计算的技术和体验拐 点已经 到来，Apple Vision Pro就是标杆产品。苹果有能力预测一代又一代的标杆式产品并有能力把这些预测变成行业的共识和现实。苹果在个人计算和移动互联时代都曾推出过颠覆性的产品：在个人计算，也就是PC时代，苹果于1984年推出了Macintosh；而在移动互联时代，苹果在2007年推出的iPhone，更是颠覆了业内一众键盘手机。这次，苹果自然也期待Vision Pro能成为其定义的空间计算时代的颠覆性产品。苹果推出Vision Pro之后，硬件已经不是制约空间计算能力的主要因素。我们在报告中将Pimax Crystal、Varjo Aero、Meta Quest 3、HTC Vive Pro 2、Valve Index、Pico 4 Pro、DPVR E4、YVR 2与Apple Vision Pro进行参数比较。从纯硬件参数的角度比较，在涉及显示、光学、图像、追踪定位等方面，部分现有VR产品的硬件参数是可以等同甚至是可以优于Apple Vision Pro的。基于以上对硬件参数的比较，我们进一步发现，目前，制约空 间计算 的核心 矛盾不 是硬件 而是算 力。资料来源：Pimax2023 PimaxCrystal 新品体验会高性能VR切入MR的内在逻辑PART 03定量视角下的空间计算能力比较3.1.空间计算设备的产业链剖析&供应商整理3.2.空间计算设备的硬件参数比较3.3.以Apple Vision Pro为标杆，量化评分各空间计算设备产业链关键部位光学模组：方案各有 千秋，平衡轻 薄与清 晰度两 大关键 需求 当前的主流光学模组主要包括非球面透镜、菲涅尔透镜、Pancake三种方案，实际应用中厂商会在极致轻薄与极致清晰之间作一定取舍。非球面透镜通畅有着更清晰的成像质量、更高的放大率与更广的视野，但透镜的厚度与重量较大。Pancake折叠光路方案则在轻薄度上领先，通过多片光学镜片让光路多次折返，从而缩小整个光学模组总长，但不可避免地会产生“伪影”、损失光效，影响最终成像效果。光学方案 非球面透镜 菲涅尔透镜 Pancake 超表面/超 透镜光路 垂直光路 垂直光路 折叠光路 特定光路技术原理球面透镜是指从透镜的中心到边缘具有恒定的曲率，而非球面透镜则是从中心到边缘之曲率连续发生变化。菲涅尔透镜削减镜头曲面下额外部分，保留用来折射光线的镜头曲面。菲涅尔透 镜看上去像一片有无数多个同心圆纹路（即 菲涅尔带）的玻璃，却能达到凸透镜的效果。Pancake 方案采用折叠光路设计，可以细分为单片式、两片式和多片式折返方案，基于Pancake 方案的VR 眼镜，图像源进入半反半透功能 的镜片BS（分束镜）之后，光线在镜片、相位 延迟片 以及反射式偏振膜之间多次折返，最终从 反射式 偏振膜射出进入人眼。超透镜（Metalenses）又称超构透镜。是一种二维平面透镜结构，是由超表面（具有亚波 长厚度 的平面 二维(2D)超材料）聚焦光的光学元件制成。优势非球面不规则表面形状的本质就是使其能够更精确地同时操纵多种波长的光，从而获得更清晰的图像，特别是边缘的成像质量。非球面透镜拥有较短的焦距，意味着与其他镜片相比拥有更高的放大率和更广的视野。菲涅尔透镜去掉直线传播的部分，只 保留发生折射的曲面，省下大量材料同时达 到相同的聚光效果，相比非球面透镜更加轻 薄。如果投射光源是平行光，光学汇聚投 射后能够保持图像各处亮度的一致。通过多片光学镜片让光路多次折返，扩大光 路总长，使其可以达到合焦的同时扩大视 场角，从而缩小整个光学模组总长。由于Pancake 光学方案是组 合 透镜（单 片式除 外），因此可以通过控制其中的一片透镜进 行屈光 度调节，目前普遍Pancake 模组的调节范围在0-700 之间。而单透镜的菲涅尔和非球面方案，如果 不增加透镜则无法实现屈光度调节。超表面透镜通过在玻璃晶元上使用半 导体光 刻技术 来实现大规模亚波长尺度器件阵列可以 大大缩 小透镜 的尺寸，达到光学设计所要求的各项参 数性能，包括 折射率、透光效率等。超表面能利用纳米结构聚光进而达到 避免色 差出现 的平面，且能形成特定的重复模式模拟 折射光 线的复 杂曲率，使其没有传统透镜笨重，并能 在减少 畸变的 情况下改善聚焦光线的能力。劣势 透镜的厚度和重量较大。成像质量会下降，容易出现伪影、在 高对比度的画面中产生“上帝光（god rays）”的视觉假象，以及畸变，包括桶形畸变或 枕形畸变的问题。光线在透镜中折返，由于光的双折射 现象，容易产生伪影。由于采用折叠光路设计，光每次经过 半透半 返镜会损失50%，Pancake 方案理论上最高光效仅 为25%。Pancake 压缩了TTL 总长，同时也压缩了透镜的直径，造成FOV 较小，当前量产的方案真是FOV 基本都处于60到90之间。当前最大的缺陷是层间串扰导致成像 质量难 以控制，需要引入全息术来解决光波的调控能 力，全 息技术 又对算力提出了高要求，此外，不同深 度的图 像不随 全息图平铺的位置而变化，会导致三维 图像出 现被割 裂等问题。核心产品 Pimax Crystal、爱奇艺奇遇VR、PSVR Meta Quest 2、PICO neo 3、NOLO sonicPICO 4、Meta Quest 3、Meta Quest Pro、Apple Vision Pro供应商 歌尔股份、舜宇光学、欧菲光、趣立 科技 三利谱、舜宇光学、欧菲光、歌尔股 份资料来源：维深wellsennXR产业链关键部位显示面板：技术持续 演进，Micro-OLED预 计成为 中期行 业主流 Micro OLED 具备性能参数、工艺 制造等 多维优 势有望 成为中 期行业 主流。Micro OLED光源模块是通过使用气相沉积将OLED沉积到衬底上而产生的，具有OLED自发光、薄、轻、视角大、响应时间短、发光效率高等优异特性，而且更容易实现高 PPI（像素密度）、体积小、易于携带、功耗低等应用效果，特别适合应用于近眼显示设备。Micro LED 有望成为远期最佳显 示方案。Micro LED指在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，将像素点距离从毫米级降低至微米级。“巨量转移”技术是Micro LED产业独有技术，难以从其它相关产业获得巨大的技术帮助。目前，Micro LED巨量转移技术依然处在实验室攻关阶段。显示技术 Fast-LCD Mini-LED AMOLED Micro-OLED Micro-LED技术类型 背光/LED 背光/LED 自发光 自发光 自发光大小 2.48/2.56/2.89/3.2 Inch 6.43/6.78 Inch 0.71/1.03/1.3/1.4 Inch分辨率可以支持2880*2880，2448*2448，2160*2160，90Hz刷新率可以支持到2K，1.5K，90Hz刷新率可以支持3840*3552，或3552*3552，90Hz 刷新 率640*480亮度 500 1000+500 1000+5000+发光效率 低 中等 中等 高 高反应时间 毫秒（ms）纳秒（nm）微秒（m）微秒（m）纳秒（nm）对比度 低 中等 高 高 高寿命(小时)60k 80-100k 20-30k 30k 100k柔性显示 难 难 容易 容易 难成本 低 较高 中等 较高 高功耗 高 约LCD 的40%-50%约LCD 的60%-80%约LCD 的30%-40%约LCD 的10%运作温度-40-100-100C-120-30C-85-50C-80-100-120产业化进展 已大规模量产 已量产 已规模量产 初步规模量产 研究阶段产业成熟度 高 较高 高 较低 低主要机型Quest 2、创维Pancake 1、PICO Neo3创维Pancake 1 pro、Meta Quest ProQuest 1、HTC Vive、Sony PS VR2Apple Vision Pro-供应商 JDI，Sharp，BOE LG，Samsung，Tianma，BOE Sony，Seeya，BOE JBD资料来源：OFweek，MicroDisplay产业链关键部位 背光技术：Mini LED 背光LCD 为超高清显示可行方案 LED背光源由直流驱动，工作电流易控制光电转换效率接近100%，在相同的照明效果下比传统的光源节能80%以上。LED背光主要有侧入式背光、直下式背光、Mini LED三种方案。Mini LED背光将传统LED芯片缩小，背光源灯珠由原来的几十颗、几百颗变成数千颗、数万颗，结合区域调光技术，对背光源进行更加精细化的亮暗控制。Fast-LCD与Mini LED相结合，不仅可以很好的解决漏光难题，也能够进一步提升Fast-LCD在高对比度、高刷新率、高亮度等方面的性能，辅以HDR功能，将更好地发挥VR产品近眼超清显示的画质要求。背光技术 侧光式结构 直下式结构原理侧光式背光源是将线形或点状光源设 置在经 过特殊 设计的 导光板 的侧边 做成的 背光源。导光 板原理是利用导光压克力板(PMMA)底 的网点 分布(pattern)破坏光的 干涉现 象，将 线光源 均匀转 换成面光源，其作用在于引导光的散射方向，让光 的分布 更加均 匀使从 正面看 不到反 射点的 影子，用来提高面板的亮度，并确保面板亮度的 均匀性目前LCD 产品要求更精密的导光板结 构，射 出成型 形导光 板必然 成为背 光源发 展主流，但相 应的模具技术难题只有少数大厂能够克服。随着 导光板 技术的 不断发 展和成 熟，侧 导光式LED 背 光液晶电视可以真正适应液晶显示器超薄 的发展 趋势。直下式背 光源工 艺相对 简单，不需要 导光板，是将 光源(LED 晶片 阵列)及PCB 置于 背光源底 部，光线从LED 射出后，通过底部的反射 片，再 通过表 面的扩 散板、增亮膜 均匀地 射出。背光源的厚度主要由反射膜与散射板之间的 腔体高 度决定。理论 上在符 合安装 要求及 发光亮 度的前提下，腔体高度越大，光线从散射板 射出的 均匀性 越好。结构画面 画面亮度分布不均 画面细节更加细腻逼真，色彩和明暗 对比效 果更加 优秀价格 主机电源、电路、屏幕电源和散热等 轻薄化 增加了 成本，且有虚 高成分 相对测光式低成本 大 小体积 小 相对测光式大功耗 相对低 相对高资料来源：产业链关键部位 摄像头：数量显著增加，VST、面追&眼追、空间 定位各 司其职 摄像头可以看做是空间计算设备的“眼睛”，摄像头品质和功能是良好用户体验的关键。从每个设备上摄像头数量来看，2022年下半年上市的VR设备标配6颗以上的摄像头，旗舰产品至少8颗摄像头，且摄像头的数量仍有增加的趋势。Apple Vision Pro配备了12颗摄像头，包括2组RGB主相机、4组下视角相机（2组近乎垂直向下，两组斜向下）、2组外侧视角相机、以及4组眼球追踪红外相机（头显内侧）。RGB 摄 像头 眼动追踪摄像 头 面部追踪摄像 头 6DOF 摄 像头支持功能VST（视频透视）的图像质量（清 晰度、噪点水 平、畸变控制、色彩还原等指标）以及端到端（photon-to-photon）的延 迟取决 于RGB 摄像头模组的采样能力、图像处理芯片的处理能力以及优化算法的有效性虹膜ID 识别，动态注释点渲染（DFR）面部表情追踪（数字人）SLAM空间定位及3D建模功能主参数 650万像素 100万像素/16 万像 素 100万像素/16 万像 素 100万像素，30万像素供应商 Sony（苹果）Sony（苹果），OV Sony（苹果），OV Sony，OV资料来源：传感器专家网，青亭网产业链关键部位 传感器：重要性凸显，dToF LiDAR 有望成为标配方案 通过深度相机获取到的数 据，我 们能准 确知道 图像中 每个点 离摄像 头距离，这样 加上该 点在2D 图像中 的(x,y)坐标，就能获 取图像 中每个 点的三维空间坐标。通过三维坐标就能还原真实场景，实现场景建模等应用。深度传感器一般分为结构光、双目立体视觉、ToF三种技术路径，其中结构光与双目技术都是基于几何原理做间接深度估计，而ToF则是测量发射光和反射光之间的飞行时间并根据光速来直接估计深度。ToF LiDAR通常指的是那些基于测量发射和反射光之间的飞行时间来获得高分辨率场景深度/目标距离分布的传感器。深度传感器结构光 双目立体视觉 ToF原理通过近红外激光器，将具有一定结构 特征的 光线投 射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头 进行采 集。这 种具备一定结构的光线，会因被摄物体的不 同深度 区域，而采集不同的图像相位信息，然后通过运算 单元将 这种结 构的变化换算成深度信息，以此来获得三维 结构。双目立体视觉是机器视觉的一种重要 形式，他是基 于视差 原理并利用 成像设 备 从不同 的 位置获取 被测物 体的两 幅图 像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取 物体三 维几何 信息的方法。通过给目 标连续 发射激 光脉 冲，然后 用传感 器 接收从 反 射光线，通过探测光脉冲的飞行往返时间来得 到确切 的目标 物距离。目前无人驾驶以及一些高端的消费类 LiDAR 基本都是采用该方法来实现。优缺点资源消耗较低，单帧 IR 图就可计算出深度图，功耗低。在一定范 围内精 度高，分辨 率高，分 辨率可 达 1280 x1024，帧率可达 60FPS。硬件成本较低，工作量主要在软件；理论分 辨率上 限很高。双目深度计算非常复杂，计算会非常 消耗资 源。不适用单调缺乏纹理的场景。双目视 觉根据 视觉特 征进行 图像匹配，没有特征会导致匹配失败。检测距离远，在激光能量够的情况下 可达几 十米，受环境 光干扰比较小。但是对设备要求高，资源消耗大，边 缘精度 低。代表公司奥比中光，苹果(Prime Sense)，微软 Kinect-1，英特尔RealSense,Mantis Vision 等Leap Motion，ZED，大疆 微软 Kinect-2，PMD，SoftKinect，联想 PhabToFLiDARdToF iToF原理dToF 的原理比较直接，即直接发 射一个 光脉冲，之后 测量反 射光脉 冲和发 射光脉 冲之间 的时间间隔，就可以得到光的飞行时间。iToF 中发射的并非一个光脉冲，而是调 制过的 光。接 收到的 反射调 制光和 发射的 调制光之间存在一个相位差，通过检测 该相位 差就能 测量出 飞行时 间，从 而估计 出距离。优劣势dToF 相比iToF 的实现难度更高，难点在于要检测的光信号是一个脉冲 信号，因此检 测器对 于光的敏感度比需要非常高。随着电路 设计的 进步，目前在CMOS 电路中 的TDC 的时 间分辨 率精度也在逐步提升，有助于dToF 的普及。iToF 的最大问题就在于最大测距距离和 测距精 度之间 的矛盾。与之 相对的 是，dToF不存在测距距离和测距精度之间的矛 盾。应用场景dToF 的传统热门应用是车载LiDAR。随着ARVR 等新应用的兴起，消费电子 领域对 于深度 传感器 的需求 也在快 速上升。随着dToF技术，尤其是高集成度CMOS SPAD 的发展，我们看到dToF 正在 从高端 进入消 费电子 市场。目前iToF 的主要应用场景都是测距距离 在数米 范围的 应用（例如手 机等）。资料来源：点云PCL三种主流深度相机介绍主流空间计算设备的硬件参数比较基础信息设备 Apple Vision Pro Pimax Crystal Varjo Aero Meta Quest 3 HTC Vive Pro 2 Valve Index Pico 4 Pro DPVR E4 YVR 2类型 VR 一体机（外置电池）VR 双模一体机（支持PCVR）PCVR VR 一体机 PCVR PCVR VR 一体机 PCVR VR 一体机应用平台 Vision OSPimax Store（一体机）,SteamVR（PCVR）SteamVR Meta Quest SteamVR,Viveport SteamVR Pico Store SteamVR YVR,SteamVR发布 5-Jun-2023 31-May-2022 21-Oct-2021 1-Jun-2023 11-May-2021 30-Apr-2019 22-Sep-2022 28-Nov-2022 20-Jul-2022发售 19-Jan-2024 24-May-2023 20-Jan-2022 10-Oct-2023 3-Jun-2021 1-May-2019 30-Nov-2022 10-Feb-2023 20-Jul-2022售价$3499 headset only$1599 with controllers$990 headset only$499 with controllers$1399 with controllers,base stations$999 with controllers,base stations$530 with controllers$549 with controllers$750 with controllers光学光学模组 Pancake 透镜模组 非球面透镜模组（玻璃）非球面透镜模组 Pancake 透镜模组 菲涅尔透镜模组 菲涅尔透镜模组 Pancake 透镜模组 菲涅尔透镜模组 Pancake 透镜模组瞳距调节 硬件自动调节 58-72 mm 硬件自动调节57-73 mm 硬件自动调节硬件手动调节57-70 mm 硬件手动调节58-70 mm 硬件手动调节62-72 mm 硬件自动调节54-74 mm 软件调节屈光度适配支持（可定制镜片）支持（可变镜片）不支持 不支持 不支持 不支持 不支持 不支持 不支持Passthrough 通过双摄像头实现 通过定位摄像头实现 Color passthrough 通过双摄像头实现通过双960 x960像素摄像头实现通过1600万像素RGB摄像头实现通过定位摄像头实现 通过定位摄像头实现显示显示屏 Micro-OLED x2Mini LED x2 支持Local-diming（HDR）Mini LED x2 单片LCD LCD x2 LCD x2 LCD x2 单片LCD LCD x2分辨率 3648x3144 per eye 2880 x2880 per-eye 2880 x2720 per-eye2064x2208 per-eye estimate2448x2448 per-eye 1440 x1600 per-eye 2160 x2160 per-eye 1832x1920 per-eye 1600 x1600 per-eye刷新率 90 Hz160 Hz（支持90Hz 120Hz 144Hz）90 Hz 120 Hz（估计）120 Hz 144 Hz 90 Hz 120 Hz 90 Hz图像视场角（水平）未知 110 102 110 116 108 104 95 95视场角（垂直）未知 未知 73 96 96 104 103 95 未知视场角（对角）未知 120 未知 未知 113 未知 未知 115 未知角分辨率 未知 最高42 PPD 最高35PPD 未知 约25PPD 约15PPD 最高20.76 PPD 约19PPD 未知动态注视点技术支持 支持 支持 未知 不支持 不支持 支持 不支持 不支持设备重量 600-650 g 845 g（含头带）717 g（含头带）503 g（含头带）850 g（含头带）809 g（含头带）586 g（含头带）480 g（含头带）350 g（不含头带）材质铝+玻璃+织物（面部接触部分）塑料+泡棉（面部接触部分，可拆卸）塑料+泡棉（面部接触部分）塑料+泡棉（面部接触部分）塑料+泡棉（面部接触部分）塑料+泡棉（面部接触部分）塑料+泡棉（面部接触部分）塑料+泡棉（面部接触部分）塑料+泡棉（面部接触部分）头带柔性织物头带（可拆卸）可伸缩硬头带（通过电池平衡重量）可伸缩硬头带 柔性织物头带 可伸缩硬头带可伸缩硬头带，可拆卸扬声器可伸缩硬头带 可伸缩硬头带 可伸缩硬头带资料来源：VR Compare主流空间计算设备的硬件参数比较（续）设备 Apple Vision Pro Pimax Crystal Varjo Aero Meta Quest 3 HTC Vive Pro 2 Valve Index Pico 4 Pro DPVR E4 YVR 2追踪定位类型6 DoF Inside-out（12摄像头，含深度传感器）6 DoF Inside-out（4 摄像头，同时支持基站模式）6 DoF Ouside-in（借助定位标记）6 DoF Inside-out（4 摄像头，含深度传感器）6 DoF Ouside-in（借助定位标记