VR講究的是沉浸感、交互性和構(gòu)想性。構(gòu)想性的關(guān)鍵在內(nèi)容設(shè)計(jì)，而沉浸感和交互性的關(guān)鍵在硬件實(shí)現(xiàn)。要想實(shí)現(xiàn)完美的沉浸式體驗(yàn)，就必須在虛擬世界里去感知真實(shí)世界的景象，而感知世界的最直接的就是視覺(jué)。雖然顯示技術(shù)前進(jìn)的步伐從未停止（從2D到3D，從1080P到4K），但是目前無(wú)論是LTPS，還是OLED，任何一個(gè)顯示技術(shù)都不能原原本本地還原真實(shí)世界的色彩，視頻圖像的處理及顯示技術(shù)成為了VR硬件的重中之重。

以O(shè)culusRift為例，OculusRift“GTX970/R9290顯卡+8GB內(nèi)存+OLED1080P顯示屏”的高配置目的就是最大程度解決視頻圖像的處理及顯示技術(shù)，還原真實(shí)的世界。

AR講究的是現(xiàn)實(shí)世界的疊加虛擬世界，實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)結(jié)合”，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度遠(yuǎn)大于VR。AR除了要求解決顯示技術(shù)（全息投影、透明顯示等）外，還要注重感知技術(shù)。因?yàn)?，AR的感知不僅僅是對(duì)人輸入信息的感知，還包括對(duì)周?chē)h(huán)境的感知。AR只有感知周?chē)F(xiàn)實(shí)世界，才能將知道虛擬世界的圖像應(yīng)當(dāng)疊加到現(xiàn)實(shí)世界的哪個(gè)具體位置。

以微軟Hololens為例，Hololens通過(guò)激光雷達(dá)、光學(xué)攝像頭、深度攝像頭、慣性傳感器等各種傳感器獲取應(yīng)用場(chǎng)所的視覺(jué)信息、深度信息、自身的加速度和角速度等現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，然后通過(guò)算法確定用戶(hù)位置和路面位置，從而地圖的構(gòu)建，并將處理的虛擬數(shù)據(jù)與探測(cè)的現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)結(jié)合，形成動(dòng)態(tài)“虛實(shí)結(jié)合”的畫(huà)面。這里面的硬件的關(guān)鍵在于顯示和感知，軟件的關(guān)鍵在于算法。

我們認(rèn)為，雖然中國(guó)大陸在電子產(chǎn)品硬件制造領(lǐng)域極具優(yōu)勢(shì)，但并不是VR/AR產(chǎn)品的所有硬件制造都有投資價(jià)值，只有上述論述的VR/AR關(guān)鍵硬件環(huán)節(jié)才值得投資。本章將重點(diǎn)分析VR/AR的關(guān)鍵元器件：視頻處理芯片、顯示屏、傳感器件、微投器件。

（一）VR/AR之芯片：出色的視頻處理才能帶來(lái)極致視覺(jué)體驗(yàn)

1、視頻處理芯片在VR/AR扮演關(guān)鍵角色

大部分VR體驗(yàn)者都會(huì)感覺(jué)到暈眩，它被認(rèn)為是VR走向主流的最大障礙。在VR/AR世界里，與傳統(tǒng)的視頻圖像處理技術(shù)不同，虛擬現(xiàn)實(shí)的視頻圖像處理是用于近似還原真實(shí)的世界，其對(duì)視頻圖像的渲染要求更為嚴(yán)格，因此對(duì)芯片運(yùn)算能力和圖像處理能力的要求更高，當(dāng)所有的信息以視頻化的方式呈現(xiàn)并放大數(shù)倍呈現(xiàn)于用戶(hù)眼前時(shí)，數(shù)據(jù)運(yùn)算能力與數(shù)據(jù)傳輸速度、屏幕刷新率便成為技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要瓶頸。

比如說(shuō)，你將眼睛每秒鐘接收的信息數(shù)據(jù)化，可以想象這是多么大的數(shù)據(jù)量，這些海量數(shù)據(jù)又需要實(shí)時(shí)傳輸?shù)斤@示設(shè)備，讓用戶(hù)沉浸于VR世界，這需要多大的數(shù)據(jù)處理能力。而AR需要將虛擬世界的數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)合顯現(xiàn)，它所需的算法、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用等等要求比VR要高出一個(gè)段位。VR設(shè)備工作時(shí)，需要將兩幅相同的高分辨率圖像（一幅圖片對(duì)應(yīng)一只眼睛）渲染成90FPS，同時(shí)保證電腦和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)之間的延時(shí)不超過(guò)20毫秒。一般顯卡渲染兩個(gè)1080p場(chǎng)景會(huì)非常吃力，再加上FPS和延時(shí)要求，一般顯卡已經(jīng)完全不能工作，甚至可以說(shuō)，目前任何一款顯卡都不能完完全全地勝任VR完美體驗(yàn)。因此，視頻處理芯片是VR/AR流暢運(yùn)行的核心保障。

2、芯片廠商爭(zhēng)鋒，搶占VR/AR先機(jī)

虛擬現(xiàn)實(shí)被認(rèn)為下一個(gè)計(jì)算平臺(tái)，從PC時(shí)代的英特爾，到智能手機(jī)時(shí)代的高通，VR/AR領(lǐng)域或許也將誕生一些重量級(jí)的芯片平臺(tái)。目前各家廠商已經(jīng)開(kāi)始搶占VR/AR市場(chǎng)先機(jī)，其中以視頻處理芯片廠商占據(jù)了明顯優(yōu)勢(shì)。

NVIDIA&AMD：VR旗艦配置，GPU顯卡雙王推出VR解決方案

在VR旗艦產(chǎn)品OculusRift顯卡配置中，Oculus團(tuán)隊(duì)推薦配置NvidiaGTX970/AMD290級(jí)別或者更高的顯卡，該兩款顯卡都是NVIDIA和AMD各自廠商的高端產(chǎn)品。

2015年11月份，NVIDIA發(fā)布了GameworksVR（面向游戲開(kāi)發(fā)人員）及DesignWorksVR（面向設(shè)計(jì)人員）兩種VR開(kāi)發(fā)工具。用以降低延時(shí)率，加快立體渲染性能，從而提升VR沉浸體驗(yàn)。

2015年9月，AMD分拆的圖形芯片部門(mén)RadeonTechnologiesGroup，重點(diǎn)瞄準(zhǔn)了游戲和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的機(jī)會(huì)。AMD推出了VR解決方案——LiquidVR，LiquidVR技術(shù)包含數(shù)據(jù)鎖定、異步著色引擎、多GPU異步渲染等全新功能，能夠以更低的延遲來(lái)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的畫(huà)面，提高VR的沉浸體驗(yàn)。

高通：CPU+新一代GPU，面向VR發(fā)力

2015年12月，高通發(fā)布了Snapdragon820。該芯片是高通首款定制設(shè)計(jì)的64位四核CPU，內(nèi)部集成了新一代GPU（型號(hào)為Adreno530），能夠呈現(xiàn)從立體攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝的高清晰視頻，能夠識(shí)別圖片和場(chǎng)景中超過(guò)1000種不同的類(lèi)別，保證虛擬顯示頭盔內(nèi)身臨其境的體驗(yàn)再一次進(jìn)化。

全志科技&瑞芯微：利用視頻處理優(yōu)勢(shì)圖謀VR市場(chǎng)

2015年，瑞芯微聯(lián)合ARM發(fā)布了旗下最新款芯片解決方案RK3288芯片，VR開(kāi)發(fā)者可以基于RK3288，搭載ARMMaliT764GPU，針對(duì)安卓系統(tǒng)中所有2D游戲，無(wú)需對(duì)游戲圖形渲染架構(gòu)進(jìn)行的修改，用戶(hù)在體驗(yàn)時(shí)只要調(diào)用“3D游戲引擎”，RK3288就可以同時(shí)計(jì)算和渲染左右雙眼的圖像并顯示出來(lái)，達(dá)到極好的VR體驗(yàn)。騰訊已經(jīng)與瑞芯微展開(kāi)了合作，騰訊miniStation游戲機(jī)搭載了RK3288芯片方案，也基于瑞芯微RK3288方案開(kāi)發(fā)騰訊VR一體機(jī)。

全志科技在VR領(lǐng)域儲(chǔ)備已久，偶米科技的首款UranusoneVR一體機(jī)全志科技的H8芯片方案。該芯片支持8核心并能夠2.0GHz同時(shí)高速運(yùn)行，其4K的解碼能力支持高解析度的游戲與視頻。

視頻處理芯片在VR/AR中起到關(guān)鍵作用，關(guān)乎終端產(chǎn)品的運(yùn)行流暢性、系統(tǒng)延時(shí)性。國(guó)內(nèi)全志科技、瑞芯微在視頻處理芯片技術(shù)領(lǐng)先，中穎電子正在布局AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片，華為正在研發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)芯片。

（二）VR之顯示：AMOLED破解VR暈眩難題

1、讓你暈眩的VR背后是什么？

VR導(dǎo)致眩暈的因素之一是延時(shí)

隨著VR漸漸興起，國(guó)內(nèi)外眾多廠商紛紛加入VR陣營(yíng)。體驗(yàn)過(guò)VR頭顯的朋友最深刻的感受就是暈眩甚至惡心、嘔吐，它被認(rèn)為是VR走向主流的最大障礙。

為什么我們會(huì)經(jīng)歷這種感覺(jué)呢？簡(jiǎn)而言之，當(dāng)用戶(hù)使用VR頭顯的時(shí)候，全部視野都被VR頭顯所覆蓋，VR也極力欺騙你進(jìn)入虛擬世界，此時(shí)眼前一塊屏幕展示的畫(huà)面將給你強(qiáng)于普通畫(huà)面10倍的視覺(jué)感受。這種情況下，造成暈眩的因素主要有兩大點(diǎn)：一是身體的運(yùn)動(dòng)和視野中所觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)不匹配;二是頭部運(yùn)動(dòng)和視覺(jué)觀測(cè)到的頭部運(yùn)動(dòng)的不匹配。而延時(shí)恰恰是導(dǎo)致不匹配的主要成因。

屏幕顯示延時(shí)是延時(shí)主因，而AMOLED顯示屏成最佳解決方案

延時(shí)包括屏幕顯示延時(shí)、計(jì)算延時(shí)、傳輸延時(shí)以及傳感器延時(shí)。其中屏幕顯示延時(shí)是VR設(shè)備延時(shí)的最主要因素，也即產(chǎn)生眩暈感的最重要因素之一，以O(shè)culusRift為例，OculusRift總延時(shí)為19.3ms，其中屏幕顯示延時(shí)13.3ms，延時(shí)占比達(dá)到69%。

降低屏幕顯示延時(shí)的最簡(jiǎn)單方法就是提高刷新率，減少幀間延時(shí)，AMOLED的響應(yīng)時(shí)間是LCD的千分之一，顯示運(yùn)動(dòng)畫(huà)面絕對(duì)不會(huì)有拖影的現(xiàn)象，恰恰是解決屏幕顯示延時(shí)的最好解決方案之一。資料來(lái)源：中國(guó)銀河證券研究部

此外，VR設(shè)備還可以通過(guò)降低余暉的方法來(lái)減少幀內(nèi)延時(shí)。LCD顯示屏的顯示原理是通過(guò)液晶翻轉(zhuǎn)來(lái)選擇性透過(guò)光線(xiàn)，而液晶翻轉(zhuǎn)的響應(yīng)時(shí)間最快也有2-4ms，而AMOLED每個(gè)像素都是主動(dòng)發(fā)光的，可以做到低余暉，進(jìn)一步降低延時(shí)，減少眩暈。

目前，OculusRiftCV1和HTCVive采用了90hz刷新率，而SonyProjectMorpheus采用的是120hz刷新率，都是采用AMOLED顯示屏。

2、AMOLED廠商已為VR做好了準(zhǔn)備

AMOLED是有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體面板，它是自發(fā)光，不像LCD顯示屏采用了背光源。AMOLED具有更薄更輕、主動(dòng)發(fā)光、無(wú)視角問(wèn)題、高清晰、高亮度、響應(yīng)快速、能耗低、使用溫度范圍廣、抗震能力強(qiáng)、成本低和可實(shí)現(xiàn)柔性顯示等優(yōu)勢(shì)。

AMOLED屏幕主要用于部分高端智能手機(jī)上。相比于智能手機(jī)、PC、可穿戴電子設(shè)備，VR硬件產(chǎn)品出貨量尚少，遠(yuǎn)未進(jìn)入大眾應(yīng)用市場(chǎng)。以O(shè)culusRift消費(fèi)者版、SONYPlayStationVR等為代表的旗艦型產(chǎn)品需要等到明年才推出，預(yù)計(jì)將帶動(dòng)VR產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段。根據(jù)ABIResearch預(yù)估，2015年VR產(chǎn)品出貨量預(yù)計(jì)在150萬(wàn)臺(tái)左右，到2020年總配貨量達(dá)4300萬(wàn)臺(tái)，5年復(fù)合增速將超過(guò)100%。從AMOLED顯示屏的角度來(lái)看，目前不僅VR產(chǎn)品出貨量少，而且只有高端旗艦型產(chǎn)品才采用AMOLED作為顯示屏，大多VR產(chǎn)品仍采用LCD顯示屏。但是，隨著Oculus、SONY等VR旗艦產(chǎn)品紛紛采用AMOLED，預(yù)計(jì)未來(lái)越來(lái)越多的VR產(chǎn)品也將采用AMOLED顯示屏。

此前，韓國(guó)擁有AMOLED生產(chǎn)的絕對(duì)壟斷權(quán)，2012年韓國(guó)廠商在AMOLED產(chǎn)能的全球占有率為97.7%。而今，京東方、和輝光電、天馬的AMOLED生產(chǎn)線(xiàn)成功量產(chǎn)，華星光電、國(guó)顯光電、信利國(guó)際、友達(dá)光電等廠商積極布局AMOLED生產(chǎn)線(xiàn)，全球壟斷格局才得以打破，但國(guó)內(nèi)的產(chǎn)能、技術(shù)仍落后于韓國(guó)。根據(jù)DIGITIMES預(yù)測(cè)，中國(guó)廠商AMOLED的全球產(chǎn)能占比從2013年的0增長(zhǎng)至2015年的7.4%，國(guó)內(nèi)廠商AMOLED產(chǎn)能拓展迅猛。

VR硬件尚未爆發(fā)，中國(guó)AMOLED廠商已做好準(zhǔn)備

盡管當(dāng)前VR產(chǎn)品出貨規(guī)模較小，但是面對(duì)未來(lái)可觀的市場(chǎng)前景，中國(guó)AMOLED廠商最好了進(jìn)軍VR產(chǎn)品的準(zhǔn)備。三星和SONY就不用多說(shuō)了，它們?cè)赩R顯示屏的已經(jīng)快人一步國(guó)內(nèi)一些AMOLED廠商也加緊推出VR顯示屏。2015年7月，和輝光電點(diǎn)亮了世界第一片6寸4KAMOLED顯示面板，像素密度達(dá)到了734PPI，瞄準(zhǔn)了VR應(yīng)用領(lǐng)域。深天馬AMOLED產(chǎn)線(xiàn)也已經(jīng)點(diǎn)亮，公司在拓展手機(jī)廠商客戶(hù)同時(shí)也積極接洽VR產(chǎn)品廠商。

圖：全球AMOLED產(chǎn)能比重變化（含預(yù)測(cè)）

AMOLED是VR極佳的顯示屏，處于應(yīng)用爆發(fā)的前夜。但同時(shí)，AMOLED屬于重資產(chǎn)投資，順周期+產(chǎn)能領(lǐng)先非常重要，一旦格局形成后將不易被打破。目前，三星在中小尺寸AMOLED遙遙領(lǐng)先，LGD、SONY緊隨其后。

國(guó)內(nèi)的深天馬5.5代AMOLED生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)點(diǎn)亮，即將批量供貨;和輝光電擁有1條4.5代和1條6代AMOLED產(chǎn)線(xiàn)，產(chǎn)能和技術(shù)在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

（三）AR之顯示：微投影將虛擬融入現(xiàn)實(shí)

1、微投技術(shù)將為AR顯示扮演重要角色

光學(xué)式AR和視頻式AR是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)兩種顯示實(shí)現(xiàn)方式

AR顯示講究的是虛擬物體與真實(shí)世界的混合顯示，主要分為光學(xué)透視式顯示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“光學(xué)式AR”）和視頻透視式顯示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“視頻式AR”）。它們主要的區(qū)別在于真實(shí)環(huán)境的顯示方式，類(lèi)似于單反相機(jī)的光學(xué)取景器與電子取景器的區(qū)別。

光學(xué)式AR是把光學(xué)融合器放置在用戶(hù)眼前，該融合器是部分透光的，用來(lái)直接獲取真實(shí)環(huán)境的信息，同時(shí)部分是反射的，用來(lái)由投影儀將虛擬物體投射到融合器上再反射到用戶(hù)眼里。光學(xué)式AR對(duì)真實(shí)環(huán)境幾乎是無(wú)損顯示，真實(shí)場(chǎng)景幾乎完整地呈現(xiàn)給用戶(hù)，所獲得的信息可靠全面，但是也使得真實(shí)環(huán)境與虛擬環(huán)境的融合變得困難，代表產(chǎn)品如googleglass和微軟的hololens。

視頻式AR是用封閉的視頻頭盔與兩個(gè)視頻攝像機(jī)結(jié)合到一起，視頻攝像機(jī)為用戶(hù)獲取真實(shí)環(huán)境的信息，然后將真實(shí)環(huán)境信息與虛擬物體信息同時(shí)合并到顯示屏上。視頻式AR是通過(guò)對(duì)真實(shí)環(huán)境的復(fù)現(xiàn)，然后在與虛擬圖像進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)會(huì)容易得多，但真實(shí)環(huán)境的顯示受多種因素干擾而存在一定的失真。

由于視頻式AR的顯示器是由顯示屏近眼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，屬于沉浸式體驗(yàn)，這與VR的顯示屏沒(méi)有區(qū)別，以AMOLED顯示屏為優(yōu)選。再加上，無(wú)論此前的GoogleGlass還是現(xiàn)今的MicrosoftHoloLens都是以光學(xué)式AR為主流，本節(jié)主要討論光學(xué)式AR的顯示器件。

微投影承擔(dān)著光學(xué)式AR的核心顯示功能

光學(xué)式AR的顯示主要靠投影器件將虛擬物體視頻源投射到半透半反的光學(xué)棱鏡上，進(jìn)而與真實(shí)環(huán)境相融合。微投影器件是光學(xué)式AR的核心，承擔(dān)了將虛擬物體疊加到真實(shí)環(huán)境顯示的功能。

在消費(fèi)娛樂(lè)領(lǐng)域，光學(xué)式AR的先驅(qū)GoogleGlass采用微投影作為顯示技術(shù)，通過(guò)一個(gè)微型投影儀加上棱鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，棱鏡一方面將微投發(fā)出的圖像投射到視網(wǎng)膜上，另一方面又將圖像疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，展現(xiàn)在用戶(hù)面前的是一個(gè)疊加圖案。而今被寄予厚望的MicrosoftHoloLens采用DLP投影技術(shù)，采用一個(gè)半透玻璃，從側(cè)面DLP投影顯示，與Espon的眼鏡顯示器或GoogleGlass方案類(lèi)似。

此外，在專(zhuān)業(yè)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，投影儀也扮演著重要角色。車(chē)載抬頭顯示（HUD）大大改善了汽車(chē)駕駛體驗(yàn)，微型投影儀將導(dǎo)航信息直接投射在駕駛者前方，用戶(hù)無(wú)需轉(zhuǎn)移視線(xiàn)去關(guān)注中控平臺(tái)顯示屏上的導(dǎo)航信息，提升了駕駛安全性。飛機(jī)抬頭顯示（HUD）可以將飛行和作戰(zhàn)信息提取后，由微型投影儀將影像信息投射到駕駛員前方的玻璃上，提高了飛行安全性和作戰(zhàn)能力。

DLP和LCOS將成為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)兩種主流微投技術(shù)

投影技術(shù)主要包括LCD投影技術(shù)（液晶投影機(jī)）、DLP投影技術(shù)（數(shù)字光學(xué)處理器投影機(jī)）和LCOS投影技術(shù)（反射式液晶投影機(jī)）。

LCD投影機(jī)利用金屬鹵素?zé)艋騏HP（冷光源）提供外光源，將液晶板作為光的控制層，通過(guò)控制系統(tǒng)產(chǎn)生的電信號(hào)控制相應(yīng)像素的液晶，液晶透明度的變化控制了通過(guò)液晶的光的強(qiáng)度，產(chǎn)生具有不同灰度層次及顏色的信號(hào)，顯示輸出圖像。

DLP技術(shù)由由德州儀器公司研發(fā)（專(zhuān)利為德州儀器公司擁有），采用微鏡反射投影技術(shù)，在投影效果上，亮度和對(duì)比度明顯提高，體積和重量明顯減小。

LCOS投影機(jī)的基本原理與LCD投影機(jī)相似，只是LCOS投影機(jī)是利用LCOS面板來(lái)調(diào)變由光源發(fā)射出來(lái)欲投影至屏幕的光信號(hào)。

DLP投影系統(tǒng)的核心是DMD數(shù)字微鏡設(shè)備芯片，其主要特性是投影效果佳，延遲少。

一塊DMD通常有多達(dá)130萬(wàn)個(gè)鉸接安裝的微鏡組成的矩形陣列，每個(gè)微鏡比頭發(fā)絲的1/5還小，一個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)一個(gè)像素，可以單獨(dú)調(diào)制的，與色序照明同步，以生成出令人驚艷的顯示效果，目前投影像素已從7.5微米降低到5.4微米，亮度從50lm提升到200lm。此外，DLP投影在利用圖像追蹤用戶(hù)動(dòng)作的視頻游戲等應(yīng)用中，其產(chǎn)生的圖像延遲性極低在輸入幀率為120hz的情況下顯示延遲僅為8.33ms，這也是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)視頻圖像顯示亟待解決的問(wèn)題。DLP投影的種種特性使之適合于無(wú)屏電視顯示領(lǐng)域（微投影）和可穿戴顯示（沉浸式）領(lǐng)域。德州儀器向微投影市場(chǎng)推出了DLPPico0.47英寸TRP全高清1080p芯片組，適用于微投產(chǎn)品和沉浸式顯示應(yīng)用，特點(diǎn)是尺寸更小，更適用于VR/AR應(yīng)用

LCoS屬于新型的反射式微型LCD投影技術(shù)（體積比LCD投影小得多），其主要特性是功耗低、生產(chǎn)難度低，更適用于移動(dòng)應(yīng)用。

它是在液晶LCD的基礎(chǔ)上改造發(fā)展起來(lái)的，采用反射式投射，較少了液晶面板中的晶體管電路層阻擋的部分光線(xiàn)，因此光利用效率可達(dá)40%以上，遠(yuǎn)高于LCD投影的3%，可以大幅節(jié)省耗電。此外，LCoS投影還可以利用CMOS制作技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，無(wú)需額外的投資，可隨半導(dǎo)體制程快速的微細(xì)化，逐步提高解析度。因此，DLP投影和LCoS投影非常適合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的所需要的低功耗、微型化的要求。

蘋(píng)果不會(huì)放過(guò)微投影這個(gè)關(guān)鍵角色

2015年12月，蘋(píng)果近期獲得一項(xiàng)名為“自適應(yīng)投影儀”的專(zhuān)利。從描述中可以看出，該投影儀上的攝像機(jī)能掃描房間、辦公司等周遭環(huán)境，然后建立空間的數(shù)字模型，并檢測(cè)出能支持圖像投射的物面載體。該投影儀可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能，可以改變用戶(hù)所看見(jiàn)的場(chǎng)景。

這種投影儀可作為頭戴式設(shè)備或者獨(dú)立裝置工作，能將電子書(shū)、電影等數(shù)字內(nèi)容投射到真實(shí)世界中的物面載體上，可在用戶(hù)讀書(shū)時(shí)提供和電子書(shū)類(lèi)似的高亮功能，甚至可以提供電子書(shū)購(gòu)買(mǎi)服務(wù)，改善生活體驗(yàn)。

我們暫不能判斷蘋(píng)果將采用何種微投方案，但巨頭的布局反映了微投的關(guān)鍵性。

2、DLP技術(shù)TI一家壟斷，LCoS技術(shù)參與商較多

DLP技術(shù)的核心在于DMD芯片，而DMD芯片的生產(chǎn)被德州儀器壟斷生產(chǎn)，因此要想生產(chǎn)制造DLP微投影器件繞不開(kāi)德州儀器的支持。德州儀器向微投影市場(chǎng)推出了DLPPico0.47英寸TRP全高清1080p芯片組，擁有“全高清分辨率、畫(huà)面清晰、緊湊型結(jié)構(gòu)適用于各種尺寸的用戶(hù)終端設(shè)備”和“低功耗、適用于電池供電設(shè)備，例如便攜式投影機(jī)和可穿戴式設(shè)備”兩大關(guān)鍵特性，非常適用于微投產(chǎn)品和沉浸式顯示應(yīng)用。

與DLP技術(shù)由TI一家公司壟斷相比，LCoS的芯片商相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較多，參與商也較為活躍。

3M公司：提到LCoS技術(shù)，不得不提美國(guó)3M公司，2008年3M公司發(fā)布全球首款光學(xué)引擎，成為L(zhǎng)CoS技術(shù)的一面旗幟。此外，3M公司在液晶偏振光控制上處于長(zhǎng)期領(lǐng)先地位，并開(kāi)發(fā)出了PBS（PolarizingBeamSplitter）偏振控光元器件，可以使同性能的LCoS光引擎減少體積30%以上，對(duì)比度大幅提高，工藝復(fù)雜性大大降低。

美光：美光通過(guò)收購(gòu)Displaytech獲取FLCOS微型顯示投影技術(shù)，F(xiàn)LCOS微型顯示技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于轉(zhuǎn)換速度快，最高速度比傳統(tǒng)的LCOS技術(shù)快100倍。2009年，美光推出了單芯片微型顯示屏，該微型顯示屏采用FLCOS技術(shù)，是一種尺寸為VGA四分之一的寬屏（WQVGA）微型顯示解決方案，具有功耗低、圖像質(zhì)量好、尺寸小的特點(diǎn)，支持頭戴式顯示器產(chǎn)品和嵌入式手機(jī)投影儀等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)便攜式視頻與圖像投影功能。

（四）VR/AR之傳感器：人機(jī)交互的核心

1、傳感技術(shù)是VR/AR人機(jī)交互的核心

無(wú)論是VR還是AR，都強(qiáng)調(diào)用戶(hù)的交互性，離不開(kāi)傳感器。傳感器就是VR/AR的五官，而且VR要想制造身臨其境的感覺(jué)，AR要想實(shí)現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界無(wú)縫銜接，它們都對(duì)傳感器提出了更高的要求。

與智能手機(jī)等傳統(tǒng)智能硬件相比，VR/AR產(chǎn)品的種類(lèi)眾多，大致包含體視覺(jué)傳感技術(shù)、體感識(shí)別技術(shù)、眼球追蹤技術(shù)、觸覺(jué)反饋技術(shù)等，它們傳感器通過(guò)人體動(dòng)作追蹤，對(duì)周?chē)恢铆h(huán)境感知，進(jìn)而對(duì)用戶(hù)形成動(dòng)作反饋，從而完成用戶(hù)在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)的全部人體感知體驗(yàn)。

在VR/AR產(chǎn)品中，除了擁有智能手機(jī)里面已經(jīng)存在的加速度傳感器、磁力傳感器、光線(xiàn)傳感器等普通傳感器外，我們應(yīng)當(dāng)重視VR/AR中關(guān)鍵的傳感器件。

體感識(shí)別：激光雷達(dá)、攝像頭在位置追蹤中扮演重要角色

體感識(shí)別是VR/AR最重要的交互技術(shù)。人體動(dòng)作是用戶(hù)與設(shè)備之間交互的最基礎(chǔ)的信息輸入方式，設(shè)備通過(guò)捕捉人體動(dòng)作的位置，識(shí)別人體動(dòng)作的類(lèi)型，從而對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理，進(jìn)而對(duì)用戶(hù)反饋輸出信息。要實(shí)現(xiàn)體感交互，首先需要位置傳感器識(shí)別用戶(hù)自身所處的環(huán)境，然后需要捕捉用戶(hù)的動(dòng)作進(jìn)行信息反饋。

提到體感識(shí)別與交互，不得不提微軟的Kinect、索尼的PSMove、任天堂的Vii，它們都是體感交互產(chǎn)品的先驅(qū)。其實(shí)現(xiàn)手段主要包括慣性感測(cè)、光學(xué)感測(cè)以及慣性和光學(xué)聯(lián)合感測(cè)。

以微軟的Kinect為例，Kinect系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、音頻采集系統(tǒng)和視頻成像系統(tǒng)，通過(guò)CMOS紅外傳感器感知周?chē)h(huán)境，形成環(huán)境景深圖像，并通過(guò)相關(guān)指令完成對(duì)用戶(hù)身體某一部位的簡(jiǎn)單3D模型采集。之后在模型匹配中完成對(duì)骨架追蹤，從而識(shí)別用戶(hù)所采取相關(guān)的交互動(dòng)作。在微軟Kinect的體感識(shí)別與動(dòng)作捕捉過(guò)程中，Kinect的三個(gè)攝像頭極為關(guān)鍵，一個(gè)彩色攝像頭提供了彩色圖像;兩個(gè)紅外攝像頭通過(guò)發(fā)射/接收紅外線(xiàn)，來(lái)提供深度數(shù)據(jù)。

微軟的Kinect的體感識(shí)別交互方式是典型的代表，我們認(rèn)為攝像頭是體感識(shí)別的重要載體，結(jié)合視頻圖像算法可以實(shí)現(xiàn)良好的體感交互功能。很多VR/AR產(chǎn)品都采用攝像頭作為體感識(shí)別的關(guān)鍵元器件，應(yīng)當(dāng)積極關(guān)注攝像頭廠商在虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的應(yīng)用。

Valve軟件公司是一家專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)電子游戲的公司，也是超強(qiáng)的內(nèi)容生產(chǎn)商和平臺(tái)服務(wù)提供商。Valve進(jìn)軍虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域并開(kāi)發(fā)了SteamVR系統(tǒng)，其最有特色的功能就是基于Lighthouse激光追蹤系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)房間追蹤。Lighthouse激光追蹤率先被應(yīng)用在HTC和Valve聯(lián)合推出的Vive虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔上，該設(shè)備集成了44個(gè)位置追蹤傳感器，并且在墻上放置兩顆激光傳感器，通過(guò)激光追蹤運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)獲得佩戴者的位置和方向信息，可以再特定環(huán)境下準(zhǔn)確追蹤用戶(hù)的移動(dòng)，其用戶(hù)的移動(dòng)空間可達(dá)4.5米。

OculusRiftDK2內(nèi)置了很多位置跟蹤傳感器，原理是在機(jī)身前部上集成幾個(gè)紅外燈，發(fā)射的紅外信號(hào)到接收器，接收器安裝到顯示器上方，或者固定在三腳架上，其空間移動(dòng)距離1.5米，用戶(hù)必須處于紅外攝像頭的可視范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)位置追蹤。

2、各大廠商已經(jīng)加緊布局傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是VR/AR人機(jī)交互的核心手段，其重要性不言而喻。目前虛擬現(xiàn)實(shí)巨頭在加緊發(fā)展終端設(shè)備的同時(shí)，也積極布局傳感技術(shù)，以期待虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)鏈上占據(jù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

從各大巨頭的布局來(lái)看，微軟掌握了深度傳感器Kinect;蘋(píng)果收購(gòu)了深度傳感器PrimeSense，并且在軟件上收購(gòu)了FaceShift和Metaio，可配合PrimeSense進(jìn)行傳感技術(shù)深度布局;索尼收購(gòu)了收購(gòu)比利時(shí)傳感器技術(shù)公司SoftkineticSystemsSA，擁有全世界最小帶精細(xì)化手勢(shì)識(shí)別功能的3D深度攝像頭;谷歌收購(gòu)了LumedyneTechnologies，掌握了光學(xué)加速度計(jì)、振動(dòng)能量采集器、基于時(shí)域相應(yīng)的慣性傳感器等傳感技術(shù)，此外谷歌的無(wú)人駕駛系統(tǒng)整合了聲吶系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)，將傳感器應(yīng)用發(fā)揮到了極致;Facebook收購(gòu)了Oculus平臺(tái)，并在軟件上收購(gòu)SurrealVision，在室內(nèi)三維重建領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先。

此外，國(guó)內(nèi)廠商也積極切入虛擬現(xiàn)實(shí)傳感器領(lǐng)域。

中科院寧波材料所所屬二級(jí)所先進(jìn)制造所的計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)驗(yàn)室利用全景成像技術(shù)成功研制了“虛擬現(xiàn)實(shí)視覺(jué)傳感器”。曼恒數(shù)字成功自主研發(fā)了光學(xué)位置追蹤產(chǎn)品G-motion，實(shí)現(xiàn)虛擬與真實(shí)世界互動(dòng)。

傳感器相當(dāng)于VR/AR的五官，起到人機(jī)交互核心的功能。以微軟、蘋(píng)果、Facebook、索尼、谷歌為代表的科技巨頭都在該領(lǐng)域加緊布局，凸顯了其重要性。激光雷達(dá)是VR/AR位置傳感器的核心基礎(chǔ)器件，攝像頭是捕捉動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)深度傳感的基礎(chǔ)，它們?cè)赩R/AR中扮演重要角色。