VR拆机报告.docx

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1、VR拆机报告1概述元宇宙作为新一代计算平台，大幕已拉开。根据我们建立起的研究框架，元宇宙共有硬件入口及操作系统、后端基建、底层架构、人工智能（AI）、内容与场景、协同方六大版块，2023年全球科技巨头在硬件入口、内容与场景两大版块上均有重磅入局与探索，2023年的焦点与动态将呈现在底层架构上，2023年预计后端基建与人工智能（A1）两大版块将有重大进展，进而驱动硬件与内容的新一轮迭代。国内外在元宇宙研究方向上的认知路径有一定差异，相较海外以“智能”来提纲挈领，国内的研究则沿袭了“硬件”、“软件”的分门别类。在硬件方面，我们提出了“新硬件主义”的认知思路，即将基于元宇宙这一新计算平台的新硬件，分

2、类成硬件入口、垂类硬件两大类，前者以VR/AR为典型，后者则以人形机器人为代表；硬件入口的核心是“定义新一轮的交互”，垂类硬件的命门则是“基于现实世界的智能能力”。继2023年硬件入口（VR）的销量迈过了IOOo万台的临界点，2023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，我们联合小派科技，以其3季度将正式发售的PinIaXCiysta1为样板，详细回答下述6个问题：1VR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.Pima

3、x1ysta1全拆解出来的5大组件共54块，每一块的名称、作用、性能、供应商、成本占比等？4,与硬件配套的操作系统？5.与硬件配套的内容与生态？6.以PimaxCrysta1为代表的硬件入口，其未来趋势？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APP1e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

4、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“积腔步”；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APPIe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。2.VR与智能手机的架构对比2.1XR作为新硬件，“新”在哪里？过去5

5、0年，我们历经了多种交互硬件的迭代，依次为游戏主机一个人电脑一智能手机，大致是遵循垂直计算硬件一通用计算硬件一小型化硬件这样的发展路径，相应的计算平台也在迭代。上一个改变世界的计算平台的载体是智能手机。但手机这一概念很早就有，最早是作为通信工具而存在，以BB机、大哥大、小灵通等产品形态出现，然而并不是所谓的计算产品，其主要的功能是通讯，也是手机最本质的用途。直到2010年左右智能手机的普及之后，人们对于手机的认知从功能机转变为智能交互硬件。智能手机发展至今经过十余年的时间，已经深刻改变了人们的生活，基于智能手机这一计算平台上的应用、内容产品越来越丰富。对很多人而言，用一部智能手机就能处理好生活

6、的方方面面，可以进行通讯、社交、阅读、办公、娱乐、打车、购物，所以智能手机可以是人们的电话、报纸、电脑、游戏机、电视、随身听、出租车、超市、钱包等。随着集成的功能越来越多，智能手机凭一己之力淘汰了其他众多技术产品或蚕食了其他产品的市场份额，如MP3播放器、傻瓜数码相机、GPS、掌上游戏系统、闹钟、电子阅读器、录音机、字典、网络会议设备等。目前智能手机从一个简单的通信工具，转变为一个功能不断更新的包罗万象的平台。在智能手机的功能已经如此丰富的当下，很多人提出“有了功能如此强大的手机，为什么我们还需要发展VR?”疑问。针对这一问题，我们从以下几个角度去探讨。从硬件本身发展的角度来看：手机性能提升的

7、边际效用递减。全球智能手机市场已经从蓝海转化为红海，智能手机的人口红利不复存在，而手机厂商竞争格局却在不断加剧，具体体现为：一方面，手机性能与质量不断提升，拉长了人们的换机周期；另一方面，智能手机的计算硬件的更新迭代速度放缓，已难以做出巨大的提升，所能带来的特别惊艳的迭代并不多，为保持竞争力，厂商不得不在续航、摄像头、屏幕上下功夫。从产品形态与功能来看：未来“智能”硬件的形态是多样化的。我们需明白“手机”与“智能手机”的区别，手机最本质或最早期的用途是电话通讯，两者之间最核心的区别在于“智能”。既然“智能手机”的内核在于“智能”，那未来智能硬件长什么样子并不重要，手机依然可能会存在，如插了电话

8、卡的手表/平板也可以作为稳定的通讯工具，就像智能手机并没让个人电脑消失一样，个人电脑仍然承载着在特定环境下的功能作用。我们认为未来的智能交互硬件会越来越多，本质上是A1的内核，只是根据场景的需求呈现为不同的形态或物理装谿。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：1）软硬一体将大势所趋。软硬一体有助于实现算法调优，软硬件一体化显然已经成为当下智能科技产品的核心命脉。如智能电动车之所以被冠以“智能”二字，便是其以软硬件一体化为基础的车机系统，这也是当下智能汽车区别于传统汽车的关键；再如VR/AR并不完全是硬件，而是“硬件+软件”的概念，VR/AR技术可以应用于头

9、戴设备上，也可以应用于智能手机上（如AR游戏PokCmon）o2）AI的重要性更加凸显。硬件在我们看来，仅仅是外在的表现形式，内核仍然是服务于人的交互的AI,A1的智能化升级最大的影响就体现在硬件的智慧程度上。3）入局的玩家将前所未有的广泛。既然未来智能硬件的本质是AI,什么样的长相并不重要，不一定是VR/AR头显、机器人的形态，也有可能是智能音箱、智能台灯、智能宠物等垂类硬件形态，未来的智能交互硬件会越来越多，目前新计算平台的入局方可以是六大框架中的每一个企业，进而重塑硬件产业链的过往惯性路径，难以再直接参考智能手机时代的经验。总结来看，从游戏主机到个人电脑再到智能手机，我们已经见证了多次计

10、算平台的迭代，不管下一代计算平台是什么，我们本篇报告先立足于当下的VR,去探寻相关技术的迭代路径。首先，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，VirtUa1ReaIity（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；其次，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火候。最后，未来新计算平台的入口不局限于VR这种单一的产品形态，预计会独立发展出其他硬件体系，带来更多元的交互与应用体验。参

11、考PC互联网、移动互联网的发展经验，PC/智能手机从最开始出现到普及耗费了约20-30年的时间。VR头戴设备预计也将遵循PC/智能手机时代的发展规律，20152023年，VR硬件形态从VR盒子到PCVR/游戏主机VR再到移动VR一体机的进化，产品形态越来越便携化、小型化。我们认为未来VR普及的关键因素在于：用户体验的改善、技术壁垒的攻克、内容与应用生态的全面起步，三者是相辅相成的关系。VR的近眼显示设计可提供逼真的视觉体验，同时也更强调可用性与舒适性。VR普及的关键之一是用户体验的改善，相较于智能手机，VR硬件体验的舒适度尤为重要，原因在于VR头显是带在头上的设备，且离眼睛非常近，更强调沉浸感

12、，同时也更容易带来眩晕感。因此，从VR问世的第一天起，体验问题一直备受关注，晕动症是VR发展过程中的主要痛点之一。而构成VR用户体验的要素大体可归纳为以下几个方面，即硬件、软件、内容及其他个体等要素。同时，构成VR用户体验的各要素也会影响用户产生眩晕的几率及眩晕程度。(1)什么是晕动症？每个人在不同状态下都可能有过眩晕体验，比如常见的晕车与晕船，由于乘客关于身体的视觉输入让其以为他们似乎没有移动，但前庭系统的感知信号却表示他们正在移动，这时乘客就会产生晕眩与恶心的症状。从生理层面来讲，晕动症是我们视觉所见与前庭感觉系统体验不一致所导致的结果，其基本表现为头晕、恶心、想吐、冒虚汗、体温上升、耳鸣

13、、打瞌睡等表象。简单来说，晕动症的产生是由于预期运动与实际经历的运动在感官上不一致，这背后是人的生理防御机制在起作用，类似的防御机制体现在很多方面，如人酒喝多之后的呕吐、人多度运动后会产生乳酸堆积等。(2) VR晕动症VR晕动症产生的原理与晕车晕船类似。VR晕动症是特指用户在虚拟空间中，即戴上VR头显设备进行空间位移行为时，大脑因为视觉信号与平衡感知信号冲突而导致的晕眩甚至呕吐的症状。VR晕动症根据其具体引发原因又可以分为视觉晕动症与模拟晕动症。模拟晕动症本质是由于用户视觉上观察到的状态与身体的真实状态之间的不一致引发的。视觉晕动症就是单纯的由头显的视觉系统引起的眩晕感,跟用户身体自身无关。主

14、要是由于头显本身的刷新率、闪烁、陀螺仪等引起的高延迟问题导致的眩晕感。综合而言，造成VR设备用户体验差、引起晕动症的原因,包括硬件本身、软件系统、内容设计以及其他个体等因素。从技术的角度来看，VR头显设备本身所带来的眩晕问题，即视觉晕动症会随着软硬技术的迭代而逐步得到解决。(3) VR晕动症与MTP虚拟现实是融合多种前沿综合科技的集合体，包括实时三维计算机图像图形技术,宽幅视野立体显示技术，用户头、眼、身、手、心等追踪识别技术，以及触觉力觉反馈、立体声效、空间声效、网络传输、数据分析、语音输入输出、空间识别等技术。通常来说，利用计算机进行三维建模渲染去建立图形图像模拟并不难。若拥有足够准确的参

15、照资料，在充足的时间条件下，就可以利用三维建模渲染技术生成在不同光照条件下针对各种物体模拟的精确图像。但由于虚拟现实技术提供的图像是基于实时渲染的，对于需要快速变换图像内容、快速变换视角内容的重建来说问题就变得相当困难。例如驾驶和飞行模拟等内容，图像的实时更新就相当重要。影响头戴式VR显示设备沉浸感的其中一个非常重要的因素是MTP。对于头戴式VR头显系统来说，在VR画面经过用户输入、传感器识别、信号传递、计算机CPU&GPU运算、显卡绘制、屏幕响应，之后最终输出到VR头显供用户可以看到，实现以上多个环节所需的时间叫做MotionToPhotons1atency,指从用户运动开始到相应画面显示到

16、屏幕上所花的时间，这个时间越短，设备的沉浸感越好，时间越长，用户的眩晕感越强烈。MTP（动显延迟）是VR领域中非常重要的一个概念。MTP低于20毫秒能大幅降低晕动症的发生可能。人类的感官系统在一定范围内能感知到视觉与听觉中相对较小的延迟，VR晕动症主要看MTP,MTP数值越大越容易引起眩晕。人类生物研究表明，人类头动与视野回传的延迟须低于20毫秒，否则将产生视觉拖影感从而导致强烈眩晕，极大程度上破坏VR沉浸感。其表象为用户已经做完了一个指令输入，但是没有同步取得输入结果，有一定延迟存在。而正常的人类感知行为，是当进行一个动作时，视觉反馈与动作输入的结果几乎是完全同步的。VR中的延迟会在极大程度上破坏沉浸感，带来前庭系统的不适，从而引起眩晕。因此，VR对MTP要求通常以不高于20毫秒为目标。低MTP依赖于高性能的主机（CPU&GPU）、高刷新率的显示屏，以及相关的软件算法优化。在MTP的组成中，其中与显示屏相关所带来的延迟占有很大的比重。显示屏延迟实际上包含两个部分：1）输入延迟，