风起元宇宙,VR/AR的跨维度战争

未来VR会是下一代媒介形式与流量入口,AR会成为下一代生产力平台。

风起元宇宙,VR/AR的跨维度战争

从2012年Google Glass的发布引发全球市场热潮开始,VR和AR相关理念和技术逐步落地,大量企业和研究机构进入相关领域,一批VR和AR产品进入市场。然而,由于相关技术要素尚未成熟,VR和AR行业从2016年开始进入了一个相对的低谷期。

自2019年开始,VR和AR行业开始复苏,在2020年全球VR和AR行业融资规模达到了244亿元,几乎恢复到了与2016年相同的水平。元宇宙概念的出圈、字节跳动90亿收购Pico和Facebook VR产品Oculus Quest 2 大卖等事件进一步点燃了公众对VR和AR行业的热情,越来越多的创业者、投资人也开始“回头看”,重新审视这个曾经让很多人感到失望过的行业。

当前市场上有关VR和AR行业的讨论已经很多,但仍存在很多过时的观点和未关注到的盲点。本次Scale Partners势乘资本将从硬件、软件、内容/平台及应用四个维度深入剖析行业发展的内在规律,介绍产业链的相关情况,从而阐述我们当前对VR和AR产业的看法,并对未来趋势做出预判。

本报告由势乘资本和光锥智能联合发布

风起元宇宙,VR/AR的跨维度战争

核心结论汇总

VR设备为用户提供了一个三维的、跨越时空的沉浸式信息解决方案,而目前AR设备在C端的主要场景为观影游戏、智能翻译、实时提词、导航、AR探店等。我们预计VR设备在短期内会比AR设备有更好的发展前景,但长期来看,融合了VR/AR功能的硬件设备或者MR设备将成为主流,因为人们不可能在沉浸于虚拟世界的同时还能够在现实世界正常开展活动。

当前VR和AR设备远没有成熟到替代PC或者智能手机的程度,但可以凭借现有的优势先去满足当前“二维互联网时代”没被满足或满足得不太好的需求。随着5G、Wi-Fi6、云计算等基础设施不断完善、光学技术的理论突破和商业化应用向前,未来VR会是下一代媒介形式与流量入口,AR会成为下一代生产力平台。

VR硬件设备迭代速度飞快,不存在技术路径上的争论,没有“弯道超车”的可能。考虑到整个产业链已经比较成熟,企业很难依靠做好几款硬件构建壁垒。短期内以Quest为代表的这一代VR产品仍有大的增长潜力,配套零部件及相关产品周期远未结束。

AR硬件相对不成熟,关键技术还处于探索攻坚阶段,在硬件快速放量之前应重点关注相关技术的进展情况和量产应用机会。部分AR眼镜厂商会与汽车厂商或主机游戏厂商合作,面向高端或垂直人群推出尝鲜款应用,强化公众对AR眼镜的认知,但未来AR眼镜最终将摆脱分体式设计,成为独立硬件而不是手机、汽车或主机的附庸。

VR设备与内容互相促进的正循环局面已经逐步形成,未来平台应用类型会逐步多样化,社交、办公等场景将成为继游戏之后的快速爆发点。但目前国内VR内容企业还没有制作出现象级的内容,这个领域有机会诞生一批好公司。

现有的巨头会依据自身资源禀赋的不同选择不同的切入方向,消费级硬件、操作系统、内容生态、底层技术都是潜在的发力点。其他在主机游戏、智能手机、社交应用等领域有过布局或积累的企业凭借供应链、庞大用户基数、IP储备等优势,在VR/AR行业的发展中也将获得一席之地。预计未来2-3年游戏领域的公司会最为积极,纷纷布局。

AR眼镜如果想应用于特定行业,需要像服务垂直行业或者特定场景的SaaS企业一样,对行业、各个企业/行业的IT系统、知识图谱有深刻的理解,交付的方案一般是硬件+AI辅助的软件平台。

行业可能面临的风险:技术研发进展不及预期、上游关键零部件产能受限、相关配套基础设施(5G等)建设进展不及预期、全球VR/AR行业需求下降、内容制作、用户隐私等环节政策监管收紧等。

市场环境

1. VR/AR的定义及行业边界

我们人能看到东西,是因为有光线进入到眼睛,刺激相关视觉神经,最终大脑完成成像工作。同时在不考虑某些特殊情况下,光是沿直线传播的。在帮大家回忆了这两个初高中的物理和生物知识后,我们一起来辨析一下VR和AR,便于我们后续展开讨论。

虚拟现实(Virtual Reality,即VR):VR的本质是创造一个虚拟的三维交互场景,让用户借助特殊的设备体验虚拟世界,并在其中进行自然的交互而不自知。因此,VR的核心是欺骗我们的大脑,令我们沉浸在设备发出的光线营造的虚拟世界中而不感到违和。     

增强现实(Augmented Reality,即AR):AR以虚实结合、实时交互为特征,通过测量用户与真实场景中物体的距离并重构,将计算机生成的虚拟物体或其它信息叠加到真实世界中,从而实现对现实的“增强”。

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VR和AR近眼显示系统的示意图(NED:近眼显示)

上图比较直观地说明了VR和AR的直观区别:VR情境下进入我们眼睛的光线都不是自然存在的,而是设备发出的;AR情境下进入我们眼睛的光线则既有真实世界的,也有设备发出的。此处如果我们借用微软CEO Nadella的话总结一下就是:VR可以理解为“把物理世界加到计算中”,AR可以理解为“把计算加到物理世界中”

接下来,我们用一张图帮助大家对本次要探讨的行业有一个大致的认识。在本文的第二部分,我们将详细讨论行业内每个领域的情况,帮助大家对行业有一个全景的认识。

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2. 行业历史及阶段

VR/AR 产业的发展经历了四大阶段:

1)概念期(1968-2010):VR/AR新技术被提出,逐步进入大众视野。

2)热潮期(2010-2016):企业和研究机构开始进入VR/AR领域,多种VR/AR设备进入市场:

2010年,Oculus推出第一台Oculus Rift原型机;

2012年,谷歌推出 Google Glass;

2014年,Facebook花费20亿美元收购Oculus,Sony、三星、HTC等多家企业也推出相关硬件产品;

2015年,任天堂发布Pokemon Go游戏,一时风靡全球;

2015-2016年,VR/AR市场热度达到高点:微软发布HoloLens;Sony、HTC、Oculus分别推出第一代面向大众消费市场VR终端 (PSVR、HTC Vive、Oculus Rift);谷歌以5亿美元投资Magic Leap。

3)冷静期(2016-2019):由于网络、硬件及内容的瓶颈均未突破,VR/AR产品仅能带给用户初级沉浸体验,阻碍了产品在人群中进一步渗透。人们对VR/AR行业的预期逐步从乐观转向悲观,资本市场热度下降,行业逐渐进入寒冬。

4)复苏期(2019年至今):VR/AR行业重回升势,产业链趋于成熟。技术突破推动VR/AR进入到部分沉浸和深度沉浸层次,Oculus、HTC等公司密集发布新一代硬件产品,具备独立处理器的VR一体机开始快速发展,已成为当前VR头显的主流形态。

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从2020年开始,随着VR/AR行业产业链各环节成熟度提升,叠加全球新冠疫情推动居家需求上升等因素,消费级VR设备需求增长强劲:2020年VR设备出货量接近1000万台,2021年出货量约1095万台。相较于VR硬件,由于AR硬件的显示、光学、芯片等核心技术尚处于攻关阶段,面向C端市场的 Google Glass、Magic Leap One等产品销量远不达预期,大部分厂商纷纷转向B端行业应用市场,预计在C端市场迎来爆发需要时日。

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投融资环境方面,VR/AR行业资本热度回归且流向更加理性。从投融资金额来看,根据VR陀螺与36氪研究院数据,2021年全年VR/AR行业共发生340起投融资事件,投资金额达556亿元。2020 年全球完成大额融资的企业集中于 VR/AR 硬件与应用两大关键领域,2020年AR 眼镜以 47.62 亿元融资并购额占据年度融资并购额排行榜榜首,预计未来2-3年仍将延续火爆的态势。

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3. 市场需求及价值

只有当行业能够创造社会价值、行业内企业能够解决消费者的需求(Needs),这个行业才有存在的意义,值得我们花时间和精力搜寻优异的投资标的。那么VR/AR行业到底解决了什么需求、创造了什么价值呢?

短期来看,VR还是作为娱乐设备应用于C端游戏、社交等场景,未来将拓展在医疗、教育、传媒、工业互联网、供应链等行业的应用。就AR而言,目前面向C端的应用还比较鸡肋,短期内赋能B端的应用(如远程协作)将是主流。

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接下来我们以几个行业为例,再具体探讨一下VR和AR能解决什么需求,或者说提供何种更高效、低成本的解决方案:

制造:赋能产品研发、装配、维修等环节,显著提升仿真设计、制造测试、运营维护可视化程度,实现工业制造全流程智能化和一体化;借助远程协作系统,工作人员可进行“面对面”的远程指导服务,解决由于疫情隔离无法亲临现场的问题;

医疗:用于学习培训、手术模拟、精神康复治疗等领域。通过提供真实环境和实时触觉反馈,帮助医生提高手术的熟练度和成功率,制定有效的康复训练计划帮助病人实现术后康复;

教育:构建虚拟学习环境,用于稀有、抽象场景的基础教育和高成本、高风险的技能培训;

军事:用于战场环境显示、战场作战指挥、装备维修保障、远程医疗救治和军事训练等场景,全面提高前方作战能力、后期保障工作效率以及军事训练水平;

文化:通过数字手段对传统影视作品进行艺术加工,使观众获得身临其境的体验;或是将创作者构思变成看得见的虚拟物体和环境,帮助进行创作;

零售:在增加顾客对在线商品的感知度、提升在线商品信息的准确性和在线产品虚拟制造和展示这三方面应用前景广阔;

旅游:打破时间和空间的限制,让人们身临其境地感受美好景色,或替代导游和讲解器,为游客提供更加自然的服务。

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相信现在大家能深刻地体会到,VR和AR有望给我们当前的社会生活带来巨大的改变。

4. 市场规模及增速

判断一个行业能否孕育伟大的公司,很关键的一点就是要对市场规模有数量级层面的正确认知,因为我们很难指望从一个小池塘中捞到大鱼。在估算并综合对比了多家机构的测算结果后,我们认为这个行业的市场规模在千亿人民币量级。

根据中国信通院、IDC等机构的预测,2020-2024年全球虚拟(增强)现实产业规模CAGR约为54%,其中VR增速约45%,AR增速约66%,2024年二者市场规模接近、均达到2400亿元。

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另据海通证券、CICC等机构的预测,2021年全球VR设备市场规模超过230亿元,2023年超过500亿元,2021-2023年CAGR达到31%。

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5. 市场增长的驱动因素

熟悉VR和AR的读者应该清晰地记得,在不久的几年前,VR和AR行业曾经“风光无两”,但好像热闹了一阵后又沉寂了下来。那么是什么原因让人们重新燃起了对这个行业的兴趣呢?我们从供需两个角度来分析一下:

需求端:

随着元宇宙概念的火热,VR/AR作为短期内面向消费者最为成熟的应用场景和元宇宙交互的重要入口,获得人们的广泛关注;

元宇宙概念游戏、社交应用和工具软件不断受到追捧,国内外VR线下消费生态持续扩张等因素强化了消费者对VR和AR的认知;

新冠疫情造成的社交隔离限制了人们外出活动的频率和时长,增加了人们接触VR/AR设备和应用的机会。

供给端:

网络基础设施不断完善,显示成像、光学模组、专用芯片等技术不断成熟,成本进一步下探,VR/AR设备的性价比和用户体验在过去几年取得实质性的提升,逐步获得消费者的认可;

与硬件设备匹配的内容生态不断丰富,大量IP运行在推出VR/AR设备上的游戏等内容,吸引越来越多的人们关注和使用VR/AR设备;

Khronos组织发布的”OpenXR”规范获得众多VR/AR厂商支持,打破了过去软硬件平台各自发展的局面;同时移动端SDK的统一降低了开发者在平台适配上的开发成本,为VR/AR应用爆发铺平了道路;

具体到中国来看的话,国家在政策方面给予VR产业较大支持,从中央到地方政策铺陈较为完善,是国家重点关注的高新技术产业之一。

综上可以看出,VR和AR行业重新火爆并不是“炒冷饭”,而的确是“今时不同往日”,出现了一些过去不曾具备的条件和机会。

6. 行业最新趋势变化

下表整理了VR和AR设备在当前未来一段时间内形态结构、显示和光学模组技术的迭代路径。在本节中,我们将从多个维度详细为大家介绍硬件相关的技术创新和进展情况。

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a. VR相关技术

(1)显示技术

VR屏幕显示技术分成入门级、消费级和专业级三档。早期由于没有专门适配VR的显示屏,厂商选择了在响应速度方面优势明显的OLED方案,后来在高分辨率和高响应速度的Fast-LCD推出后,Fast-LCD逐渐成为主流,在当前处于实质量产阶段。

未来,随着微型发光二极管(Micro-LED)量产能力提升带动成本下降,Micro-LED将凭借高分辨率、短响应时间、轻薄等方面的性能优势成为VR显示技术的最佳方案。

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LCD和OLED等显示技术的区别说明:

https://www.zhihu.com/question/22263252

(2)光学模组

当前主流VR设备的光学模组多采用菲涅尔透镜。菲涅尔透镜能够大幅度削减透镜的厚度,有效降低VR头显的重量和体积,从而减少用户佩戴的不适感。但菲涅尔透镜有时会让图像产生畸变,降低成像质量。此外,由于透镜本身的焦距所限,人们无法进一步减少光学模组的厚度。

短焦距光学模组是未来发展方向。短焦距光学模组本质是采用折叠光路的技术,对光线进行多次折叠增加折射距离,从而减少镜片与眼睛的距离,使得VR设备体积、重量进一步缩小。与菲涅尔透镜对比,画面畸变问题得到了有效的缓解,但该模组方案需要与Micro-LED显示技术搭配,以克服光能利用率低、功耗高、轻薄与广视角难兼得等缺陷。

(3)追踪方案

早期VR设备(如Oculus Rift、HTC Vive和PSVR)多采用基于外部定位基站的Outside-in追踪方案。尽管该方案精度高,但所需要的设备价格高昂,安装调试复杂,且追踪空间有限制。同时,这种方案在有遮挡的情境下的追踪效果不佳(比如,如果使用者突然走到沙发或高大植物的背后,那么系统将会难以追踪人的具体位置)。目前的解决方案是增加多个追踪设备以保证效果。

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随着机器视觉算法的逐步成熟,Inside-out方案逐渐兴起。在该方案下,VR头显上安装的摄像头会自主检测外部环境变化。在搜集相关信息后,视觉算法(如SLAM算法)会计算出摄像头的空间位置,从而实现对用户的追踪。由于该方案显著降低了硬件成本和使用门槛,当前 Inside-out 追踪已成为消费级VR的主流定位方案。同时,6自由度(6DOF)替代了3自由度(3DOF),由原先只支持旋转运动的场景变为可支持旋转和位移运动的场景,极大地提升了用户体验。

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(4)动作捕捉

动作捕捉技术有助于更好地实现人与设备的交互,提升设备使用体验。当前动作捕捉技术主要分成两大方案:光学动捕和惯性动捕。目前主流的VR设备多同时采用了这两种方案。

a. 光学动捕

光学动捕又可细分为激光、红外、可见光等多条技术路径,但本质都是基于计算机视觉原理,由多个高速摄像机从不用角度对目标特征点进行跟踪,根据得到的目标图像及摄像机自身的位置信息推算出目标物体的位置及姿态等信息,从而完成对用户全身动作的捕捉。

光学动捕的优点主要是精度高,但设备要求高、场地布置复杂,对个人用户来讲门槛有些过高。

b. 惯性动捕

一整套惯性动捕系统通常包括几十个传感器单元,其中每个惯性传感器测量单元都包含陀螺仪、加速度计、磁传感器以及数字信号处理器。在惯性动作捕捉方案中,传感器捕捉动作后,数据被进一步传输、处理,最后得到包含动作信息的三维模型。

惯性动捕的优点是能以相对低廉的成本、简单的设备和环境实现较高精度的动捕效果,但存在“零点漂移”等问题。当前大多数惯性动捕设备都需要额外集成光学定位设备来确定手的空间位置。

(5)眼动追踪

眼动追踪设备能够帮助提高VR设备的计算效率、通过动态曲光帮助使用者避免视觉疲劳、判断使用者的情绪以提升在特定场景下的用户体验(比如VR社交)。目前眼动追踪技术路线主要有3种,其中以Tobbi的瞳孔角膜反射法方案成熟度最高,已经有一定规模的应用。

(6)面部表情识别

面部表情识别与重塑技术能够及时识别用户的面部表情和眼神变化,从而提升用户与虚拟人物交互时的体验。目前Facebook在这个领域已经取得较大突破,能够通过摄像头和相关算法实现成本可控的面部表情重塑。

(7)可变焦显示

人眼会根据屏幕显示内容的远近调整视觉焦点,但由于VR设备屏幕与人眼的距离却始终不变,因此用户在设备佩戴过程中可能会出现视觉辐凑调节冲突(VAC)。可变焦显示技术能够解决这个问题,方案分为机械模组和电子模组两种:机械模组主要通过音圈马达和柔性铰链调节显示平面与人眼的距离,电子模组则利用电子液晶透镜的开合来实现变焦。

(8)云VR

在当前状况下,一体式VR和分体式VR各有各的优势,未来随着5G和云计算的应用扩展,内容存储、图像渲染等步骤将在云端完成,用户佩戴的头显设备只需要具备解码、呈现和网络接入能力,从而推动VR设备向低时延、轻量化的云VR形态逐步发展。

b. AR相关技术

(1)显示技术

目前硅基OLED为主流方案,与自由曲面/Birdbath光学模组搭配,但是亮度有限;

LCoS和DLP方案量产工艺成熟,大部分参数都适配光波导光学模组,目前被认为是AR发展的主要方案;

长远来看,Micro-LED是业界内比较公认的最佳解决方案,其刷新率、亮度、发光方式、像素密度等指标均表现最佳。但是,当前Micro-LED产业化面临成本高企等问题,全产业链还要持续探索和优化。

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(2)光学方案

自由曲面/共轴空导(Birdbath)方案由于成本可控、工艺较为成熟,目前仍在C端AR市场占有一席之地。而光波导方案凭借轻薄、对外界光线的高穿透特性等优点,被认为是未来消费级AR眼镜的必选方案。此外,多层波导片可以堆叠在一起,通过每层提供一个虚像距离,提供更“真实”的三维图像。

波导结构的基础是轻薄透明的玻璃基底(一般厚度在几毫米或亚毫米级别),光线在玻璃上下表面之间来回“全反射”前进。不同波导类型的区别主要在光进出波导的耦合结构上。具体来说,光波导分成几何光波导(Geometric Waveguide)和衍射光波导(Diffractive Waveguide)两大类。

①几何光波导

几何光波导也被称为阵列光波导。该方案通过阵列反射镜的堆叠,实现图像的输出和动眼框的扩大,采用这条技术路径的代表公司是以色列的Lumus。

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几何式光波导和“半透半反”镜面阵列的原理示意图

说明:耦合光最初进入波导结构时一般是先遇到一个反射面或者棱镜。在经过多轮全反射后到达眼睛前方时,光线会遇到一个“半透半反”镜面阵列(耦合光出波导的结构)。这里的“半透半反”镜面阵列相当于将出瞳(图像的“出口)沿水平方向复制了多份,每一个出瞳都输出相同的图像,这样眼睛在横向移动时都能看到图像,实现一维扩瞳(1D EPE)

优点:镜片透光性好。且由于该技术路径应用的是传统几何光学设计理念、仿真软件及制造流程,没有牵扯到任何微纳米级结构,因此图像质量(颜色、对比度)可以达到很高的水准。

缺点:整体工艺流程比较繁冗,“半透半反”镜面阵列的镀膜、保证镜面之间的平行度和切割的角度等工艺难度极高,总体良率较低。另外,虽然随着工艺的优化,镜面阵列已经几乎做到“不可见”,但在关掉光机的情况下人仍然可以看到镜片上的一排竖条纹(即镜面阵列)。这排条纹可能会遮挡一部分外部视线,也影响美观。

②衍射光波导

在衍射光波导中,光耦合入和耦合出波导结构的过程不再是由传统光学元器件(比如棱镜、“半透半反”镜面阵列)实现,而是由平面衍射光栅完成,从而节省空间、增大自由度。目前两种主流光栅是全息体光栅(VHG)与表面浮雕光栅(SRG)。得益于过往光通信行业设计和制造的积累,表面浮雕光栅目前占据市场主流(比如微软的HoloLens和Magic Leap的产品都采用此方案),采用全息体光栅波导方案的厂家比较少(代表企业有Digilens、Sony,被苹果收购的Akonia等)。

简单来说,衍射光栅是一个具有周期结构的光学元件,这个周期可以是材料表面浮雕出来的高峰和低谷 ,也可以是借助全息技术在材料内部曝光形成的“明暗干涉条纹”,但归根结底都是在材料中引起了一个折射率的周期性变化。衍射光栅在对光线“分光”处理后,起到了与传统光学器件类似的改变光线传播方向的作用。

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(b) 衍射式光波导和表面浮雕光栅的原理示意图

(c) 衍射式光波导和全息体光栅的原理示意图

由于光栅结构相较于传统光学器件拥有更大的自由度来操控光线路径,衍射光波导既可以相对容易地实现一维扩瞳,也可以实现二维扩瞳。这种特性不仅扩大了AR眼镜能够适配的瞳距范围,也提高了眼镜对不同脸型、鼻梁高度的兼容性。

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(a) 一维扩瞳

(b) 利用转折光栅实现的二维扩瞳

(c) 利用二维光栅实现的二维扩瞳

优点:

与几何光波导使用传统光学元器件的方案相比,衍射光波导使用的光栅在设计与生产环节更具灵活性。而且,由于衍射光波导模组都是在玻璃基底平面上加镀一层薄膜然后加工,不需要几何光波导中使用的复杂玻璃切片和粘合工艺,产品的量产性及良率会比较高;

二维扩瞳技术使得动眼框在鼻梁方向也能覆盖更多不同脸型的人群,给人体工程学设计和优化用户体验留了更大的余地。

缺点:

衍射过程本身对光线的角度和波长具有选择性,容易导致色散问题(表现为视场角和动眼框内的颜色不均匀,即“彩虹效应”)。在设计和优化光栅的过程中,如何用一层光栅作用于RGB三色并且能实现最大的FOV是巨大的挑战,对企业的设计水准提出了很高的要求;

制造衍射光波导所需要的电子束曝光机和纳米压印仪器价格不菲,并且需要放置在专业的超净间里使用,生产线的建设成本极高。

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三种光波导技术方案之间的对比

(3)云AR

由于AR眼镜自身算力难以满足复杂应用的需求,很多企业会选择设计分体式AR眼镜,通过USB/UWB等有线无线传输方式把AR所需的计算和通信任务转至手机上完成,从而避免设备过重、功耗过大等问题。在未来,如果能把AR设备的计算密集型任务转移到云端,凭借云端服务器的数据存储和高速计算能力,我们可以进一步降低对本地AR设备的性能要求,从而进一步降低硬件成本,加速一体式AR眼镜的渗透过程。

产业链与行业格局

1. 产业链及行业图谱

下图帮助大家清晰地呈现了VR/AR行业的产业链情况:

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在此基础上,我们分领域整理了产业链上的主要公司,方便大家对行业有一个更为全景式的了解。

1.1 可穿戴类终端:

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1.2 通讯类基础设施:

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2. 行业集中度

硬件设备材料:

VR硬件最为关键的零部件是主芯片、光学模组和显示器。以Oculus Quest 2的零部件成本为例,主芯片、光学模组和显示器在总成本中的占比分别是20%、15%和25%;AR硬件方面,光学显示是核心部分,其余零部件的供应链与智能手机的供应链重合度较高,量产及普及的壁垒较低。

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目前高通骁龙XR2芯片是全球VR一体机的主力芯片,高通骁龙8系列芯片是AR设备的主要芯片(专门为AR设备设计的主芯片还在设计中,尚未面世)。我国在VR/AR芯片领域入局较晚,目前全志科技、瑞芯微、晶晨等厂商都提供了VR芯片解决方案,但性能与高通芯片尚有明显差距;华为海思XR 芯片具有一流的解码能力,但受到美国制裁的影响,后续应用前景尚不明朗。

硬件研发与生产:

VR设备2020年CR5占比超过90%。随着Oculus Quest系列的推出和大卖,Facebook快速抢占全球AR/VR市场,在新增VR设备出货量中占比在70%左右。2020全年到2021Q1,中国VR厂商在全球市场占比在15%-25%的水平,仍有一定的市场份额。

在国内市场,受到主机及网络适配性等因素影响,Oculus Quest系列产品并没有形成碾压优势,Pico、大朋、HTC、爱奇艺等企业都享有一定份额。

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设备应用场景:

现阶段VR/AR设备主要应用在游戏等泛娱乐业,下游落地场景正在逐步搭建完善。

从Steam上游戏的销量来看,高销量游戏品类以射击类和动作类为主。目前绝大部分游戏仍然是以单机为主,但已经有VR平台的MMO(多人在线游戏)产品即将发布。此外,VR技术普及度上升,市场上已经出现大量玩家自制的VR类mod。MMO及大逃杀类的VR游戏上线将扩大VR游戏的社交生态,持续推动VR游戏影响力提升。

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操作系统:

VR一体机目前主要使用安卓系统,分体式VR(包括PCVR、PSVR等)的操作系统仍以连接的主机操作系统为主;

AR操作系统目前格局未定,创业型公司多以安卓系统为基础进行优化与定制,科技巨头则各自开发并力挺自家的AR操作系统,如微软的Windows Core OS系统、Magic Leap的Lumin OS系统等。

开发工具:

目前,VR/AR均已脱离了基于厂商原始SDK的简陋低效开发阶段。

市场核心的VR开发引擎包括 Unity的 U3D、Epic Games 的 Unreal Engine,以及Frostbite Engine等,主要用于游戏、影视等PGC的内容生产;

AR软件开发工具方面,苹果、谷歌都在开发者大会上推出了面向 AR 开发者的便捷化软件开发工具AR Kit、AR Core;

高通联合手机及AR设备制造商发布XR Viewer开发平台,参与制定AR行业标准。

内容/生态:

为打造具备互通性的开放生态,Khronos组织发起了开放式、无版权费用的XR行业标准规范:OpenXR。按照OpenXR标准开发的游戏等内容可以通过API接口在不同品牌的VR/AR中运行,极大地丰富了VR/AR设备的内容生态。微软、Unity、Epic、Oculus等公司或平台已经加入OpenXR,我国的华为、兆芯、Pico等也加入OpenXR联盟参与标准的讨论与制定工作。

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支持OpenXR标准的企业一览

VR/AR平台

VR平台中,影响力最大的为SteamOculus Quest。Steam 平台受益于3A级VR游戏《半条命:Alyx》的推动,Quest平台则随着Quest 2销量暴涨,活跃用户数及平台收入一路暴涨。短期内,游戏仍然是VR平台上的主要应用。游戏之外,视频、直播、电竞、社交等内容也逐渐发展,VR内容题材日益丰富。

得益于 AR Kit、AR Core 等高效开发软件,AR 应用在内容上也呈现多样化的趋势, 既有类似 Pokemon Go 这样的 AR 游戏,也有传统制造企业与 AR 的联合。当下代表性的主流 AR 远程协作平台包括微软 Dynamics 365、Atheer ARMP、Scope AR WorkLink等。     

3. 行业的决胜要素

对创业者和投资人来说,想要把握住VR/AR行业内的机会,需要重点关注哪些要素呢?我们从“硬件”、”软件“、“内容/平台”和“应用”四个维度进行了分析,给出我们对行业决胜要素的判断:

硬件技术研发和量产能力

体验与性价比的平衡是决定硬件销量和增速的关键。一方面,VR和AR终端设备在舒适度、交互感知等维度还有进一步优化空间,包括空间定位、手势交互等在内的技术研发重要性不言而喻;另一方面,供应链管理能力是企业形成规模效应、保障硬件交付的关键。初创企业在考虑硬件制造相关的机会前,应慎重评估自身在技术研发和量产环节是否有竞争力。

操作系统和开发工具

操作系统是决定用户习惯、影响行业标准制定的生态制高点;而低门槛的内容制作工具能极大提升开发效率,有利于内容的制作和推广,决定了VR/AR生态发展的速度和质量。这两个领域目前有强劲的对手已经布局,但远没有进入终局形态。

优质的VR/AR内容和契合场景的解决方案

内容的多寡在硬件快速放量时直接影响销售成绩,决定了能否形成用户和开发者之间双边互动的正反馈循环;面向具体场景的解决方案优劣则对B端获客和构建产业创新生态体系有重要影响。这个领域内也有很多机会留给优秀的创业者去进一步挖掘。

国外相关公司布局

在这部分中,我们将为大家介绍三家在VR/AR行业有布局的、值得关注的外国公司。

1. Facebook(Meta):从爆款VR硬件入手,打造综合性平台

(1)VR/AR行业布局及发展历程:

硬件:

2014年Facebook收购Oculus后,相继推出PCVR Oculus Rift CV,Oculus Rift S,VR一体机 Oculus Go,Oculus Quest和Oculus Quest 2。预计2022年将推出新款Oculus设备,2023年预计发布代号为“Orion”的AR眼镜;

2021年11月,Facebook宣布公司已经研发出触感手套,用于在VR情境中模拟现实世界的物理特性,用户佩戴后手腕就能感受纹理、压力及振动,进一步提升体验的真实性。

软件和系统:

Facebook近年来加大投入,自研围绕空间计算与3D内容的VR/AR操作系统,将游戏、社交等应用与硬件深度结合,同时减轻对Google的安卓系统依赖。

内容/平台:

2017年以来,Facebook投资和收购了包括Beat Saber、Downpour Interactive、Bigbox等在内的游戏开放商,同时Quest Store平台严格审核申请上线的游戏内容,致力于以高品质内容拉动硬件销售,让开发者获得收入与成就,并凭借口碑吸引更多优秀创作者和IP内容上线,扩大影响;

Facebook Horizon涉及VR社交、游戏、会议(Horizon Workroms)等工作场景,目前仍然没有完全开放。2021年12月9日,Facebook向部分受到邀请的Oculus VR用户开放了β版的Horizon Worlds。在Horizon Worlds中,Oculus虚拟现实头盔用户可以创建一个角色,在虚拟世界中漫游。用户在虚拟世界中可以玩游戏,也可以与其他用户交流。

(2)相关财务及运营数据:

2020年10月Oculus Quest 2上线销售。上线半年后销量超过此前所有产品总和,预测2021年销量在1000万台左右;

Quest平台上线以来收入规模稳步增长,累计收入规模超1.5亿美元,超60款游戏收入达100万美元。

风起元宇宙,VR/AR的跨维度战争

2. Microsoft:专注AR领域,依托HoloLens提升AR商用能力

(1)VR/AR行业布局及发展历程:

硬件:

2015年发布 HoloLens 1,持续打磨后于2020年推出 HoloLens 2,增加了强大的手势追踪功能,同时可以更加流畅地运行复杂特效。HoloLens与Azure、Dynamics 365 等远程方案能够很好地结合在一起使用;

发布过一款手柄控制器X-Rings,专门为VR使用场景设计。它能够通过改变自身形状还原虚拟世界中的物体形状,并通过记录用户触摸和抓握手柄的力度,做出有针对性的反馈。

风起元宇宙,VR/AR的跨维度战争

图片来源:Microsoft官方网站

软件:

HoloLens 运行在Windows Mixed Reality(原Windows Holographic)平台上,提供全息影像框架、交互模型、感知 API 和 XboxLive 服务。同时,微软联合 Unity 推出 MRTK 开发工具,旨在帮助开发者轻松利用 Unity 开发跨平台 MR 应用。最新的 MRTK 2.7 支持 OpenXR标准。

(2)相关财务及运营数据:

HoloLens 2019年11月开始正式发售,目前定价3500美元,估计销量在万到十万量级,主要面向企业客户;

B端客户数量在千到万级。美国陆军曾多次与微软签订协议,购入超过20万台HoloLens 2,订单金额超过200亿美元。

3. Apple:持续布局多年,产品蓄势待发

(1)VR/AR行业布局及发展历程:

专利技术:从2006年起,苹果就开始在VR/AR行业布局专利。截至目前苹果已有330多项公开可查的VR/AR相关专利,最新专利包括“动态环境照明控制”、“全景光场捕捉、处理和显示”等

硬件:苹果手机和平板设备均支持AR应用。根据天风国际郭明錤的爆料,目前苹果已开始规划第二代VR/AR头戴装置,其可以无缝切换AR与VR功能,让用户获得全新的头戴设备体验。另外根据Digitimes的报道,苹果可能将在2022-2023年发布两款AR头显设备

软件:苹果最新的ARKit 5提供了基于3D场景实现的增强现实技术(SceneKit)和基于2D场景实现的增强现实技术(SpritKit),通过API接口帮助开发者构建能够带来更好的AR体验的应用,降低AR应用的开发难度

内容/平台:苹果收购VR/AR直播企业Next VR、虚拟会议公司Spaces,并在Apple TV+流媒体视频服务中增加VR/AR内容,基于完善内容生态

(2)相关财务及运营数据:

天风国际预测苹果的AR/MR头戴装置在2023与2024年的出货量分别是250–350万与800–1000万台。

荐关注标的

在利用“行业决胜要素”一节中提到的“硬件”、”软件“、“内容/平台”和“应用”四个维度的框架进行分析后,我们在此介绍部分我们看好的企业,供大家一起交流、探讨。

(1)亮亮视野

业务简介:

亮亮视野成立于2014年,是一家拥有打磨多年的、拥有自主知识产权的“整机+平台”的AR眼镜企业。除了拥有包括GLXSS SE、Leion Pro在内的硬件整机产品,公司持续高强度研发XR协同平台Arise,并长远布局核心技术及AR操作系统。

融资历史:

2015.02 天使轮 经纬中国、猎豹移动

2016.04 A轮 经纬中国、天风证券

2017.05 B轮 蓝驰创投、经纬中国

2018.06 B+轮 建银国际、蓝驰创投、经纬中国

2020.05 战略投资 屹唐长厚

2021.11 C轮 亦庄国投、联合光电、安信证券

推荐理由:

核心技术自研,拥有“整机+平台+算法”的全栈交付能力。公司自研了全国最轻的、可量产、高良率的的阵列光波导模组,提前布局下一代超表面光显,并推出XR协同的Arise平台,建立空间感知、实现融合交互,长远布局AR操作系统;

公司深挖场景需求,解决行业痛点,屡获行业龙头大单,在安防、海关、建筑、航空、能源、制造等行业沉淀了优秀的能力,企业客户超过5000家,出货超3万台。公司还推出了面向C端的听障眼镜;

公司拥有一流的AR+AI技术人才团队。创始人曾任联想穿戴式创新及光学实验室负责人,首席光学科学家&联合创始人现任浙江大学光电院副院长,核心团队来自谷歌、微软、联想、诺基亚、西门子、英特尔等全球顶级公司。

(2)爱奇艺奇遇VR

业务简介:

公司前身是2016年成立的爱奇艺智能硬件事业部,2017年9月开始独立运营。截至目前,公司共发布过奇遇2、奇遇2s、奇遇2Pro和奇遇3 VR系列头显。目前团队共计200人左右,主要负责软件开发、平台搭建和产品设计等工作。

融资历史:

2017.08 PPS 爱奇艺

2018.07 Pre-A轮 中信建投资本 两江资本 IDG资本

2019.11 A轮 亿级人民币 毅达资本 贝信资本

2021.01 B轮 数亿元人民币 屹唐长厚 清新资本

2021.8 B+轮 德阳市产业投资发展集团

推荐理由:

C端销量稳居市场头部,京东/天猫的VR一体机销量排名第一,在国内中高端VR设备中地位仅次于Pico。2021年8月奇遇3发布以来,销量突破10万台,预计2022年将全产品线总销量达到50万台;

基于爱奇艺的内容资源库独家定制了iQUT内容制式,在分辨率、帧率和码率都超过行业平均水平,有着比Pico更为丰富的内容生态;

自研了画质增强及编解码技术、追踪定位技术和终端优化技术等VR核心技术,拥有Inside-out 6自由度手柄的完全知识产权。

(3)影目科技

业务简介:

AR智能眼镜企业,前身是酷派AR事业部,2020年12月正式分拆独立。公司目前已经发布面向C端的AR眼镜INMO Air,以及面向B端的AR眼镜INMO X。

融资历史:

2021.02 天使轮 数千万人民币 老鹰基金 容璞投资 三七互娱创投基金

2021.11 Pre-A轮 数千万人民币 经纬创投 九合创投 君盛投资

2022.05.16 A轮 近千万美元 挚文集团-陌陌

推荐理由:

基于安卓系统深度开发了自己的IMOS,在后台管理、功耗优化等方面进行了优化,提升了续航时间;

首创垂直阵列波导技术,实现视角完全无遮挡,INMO Air佩戴时从正面上看无异于普通眼镜;

创始人曾任酷派集团穿戴事业部总经理、爱普生AR中国区顾问。团队成员在软硬件研发、产业链管理、成本管控等方面具备长达8年的积累;

INMO Air 目前定价在3000元左右,众筹订单量已超万台,预计2021年底将量产批量交付,并在国内电商平台上线。预计投资方三七互娱给予影目科技内容层面的支持。

(4)光粒科技

业务简介:

光粒成立于2017年,致力于将先进的光学技术与AR技术相结合,基于自研技术推出了极致轻薄的AR智能眼镜,同时通过提供高效的解决方案为不同垂直领域的客户赋能,用扎实的技术能力推进智慧产业发展。

融资历史:

2017.04 天使轮 100万美元 线性资本 天狼星资本

2018.01 A轮 数千万人民币 线性资本 祥峰投资中国基金 常春藤资本

2020.07 德清朴盈

2021.11 A+轮 过亿人民币 祥峰投资中国基金 风和投资 松阳田园经济产投

推荐理由:

AR眼镜使用自研技术。创始团队来自浙江大学、康奈尔大学和特拉华大学等国内外高等学府,已掌握全产业链170余项中国和国际专利;

2021年8月发布全息树脂光波导Holoresin™,成为全球仅有的发布了纯树脂光波导的两家公司之一,也是世界上唯一量产该技术并推出成熟终端产品的公司;

Holoswim 2021年8月上线预售以来,预售期内累计销量达2000余台。公司2022年初正式对外发布双目全彩衍射光波导AR智能眼镜Lightin Me以及配套交互指环HandPlus;

目前光粒的AR应用商店已集成超200款主流APP,可以基本满足用户一般性日常应用需求。 公司2022年初正式发布AR开发者平台,开放包括AI识别、SLAM等能力,吸引创作者一起共建生态。

(5)灵犀微光

业务简介:

灵犀是一家消费级AR眼镜光波导模组供应商和AR眼镜整机方案商。目前旗下有3款已经量产的光学模组、2款即将量产的光学模组,以及3款AR眼镜定制方案。

融资历史:

2015.09.01 天使轮 300万人民币 和君资本 西交科创基金

2016.11.29 Pre-A轮 1500万人民币 东方富海 和君资本 西部资本

2017.12.25 A轮 千万级人民币 红杉中国

2019.05.14 A+轮 数千万人民币 舜宇v基金 中关村发展启航产业投资基金

2022.03.09 B轮 1亿人民币 富智康(FIH Mobile) 美迪凯 国投美亚基金 天和创投 五道资本

推荐理由:

是全球范围内为数不多的几家光波导技术拥有者。在2021年4月份率先发布了二维阵列光波导,突破了重影、二维扩瞳等技术难点;在全息光波导方面,在国内率先完成单片单绿色体全息光栅波导样品的制备,拥有聚合物分散液晶全息光栅的制备系统及方法;

在自有工厂完成光波导的核心加工,在全球范围内率先实现低成本量产光波导AR镜片。预计2021年收入3300万+,综合毛利率在35%左右,未来三年营收累计5.5亿元;

团队聚集了AR显示领域拥有丰富行业经验的科学家和工程师,核心成员来自北大、 清华以及三星、富士康、水晶光电等知名企业。

(6)理湃光晶

业务简介:

理湃光晶是一家专注于光波导显示技术、拥有几何光波导模组知识产权布局的公司。产品包括6款阵列光波导模组、二维阵列光波导模组(未上市)和开发者套件等。目前产品累计出货量超过万套。

融资历史:

2016.10.26 Pre-A轮 中证汇金

2021.01.25 A轮 数千万人民币 云晖资本 凯风创投 天邑股份 合肥视涯

2021.10.27 A+轮 数千万人民币 广发乾和 碧桂园创投 创业接力集团

推荐理由:

在2021年9月的光博会上与灵犀微光展出自家二维扩瞳方案,是目前国内少有的拥有几何光波导模组知识产权布局的公司,在几何光波导技术路径的二维扩瞳方向有突破性进展;

自2020年建成光波导模组中试线以来,已实现技术、工艺到生产全线打通,量产良率稳定在80%+。目前累计出货数万套;

公司在江苏昆山建设的新厂房将于2022年Q1正式投产。

(7)至格科技

业务简介:

至格科技是一家在衍射光学领域采用IDM模式,主要从事AR衍射光波导及衍射光栅研发、生产和销售的创新企业。

融资历史:

2020.07.03 天使轮 数千万人民币 启迪之星创投 清控银杏 清华控股 华业天成资本

2021.03.31 A轮 数千万人民币 中芯聚源 方广资本 清控银杏

2021.12.17 A+轮 小米产投

推荐理由:

由清华大学精密仪器系光栅与测量实验室孵化而成,依托清华大学20多年的光栅领域科研成果进行产业转化。至格科技在实现了光栅设计、光栅母版加工和纳米压印生产这三项核心技术自主可控的基础上,建立了完整的衍射光波导批量生产体系,且已具备C端客户的量产交付经验,可以为客户提供从设计、制版到材料和工艺的一站式解决方案,以及快速、稳定、可靠、低成本的衍射光波导量产交付方案;

已经在浙江湖州建成了完整的衍射光波导生产产线,并已打通纳米压印、切割、贴合、黑边等生产工艺环节,主要制程均配有定制设备。表面浮雕光栅波导一代产品的良率超过80%,未来整体良率有望提升至95%以上;

至格科技此前曾获得OPPO的战略投资。日前OPPO发布的面向C端的量产AR智能眼镜OPPO Air Glass使用的即是由至格科技独家提供的衍射光波导模组。

(8)当红齐天

业务简介:

当红齐天是一家致力于创造极致沉浸式体验,集“XR内容制作+载具研发+数字运营整体解决方案及产品落地”于一体的文化科技公司。目前业务涉及:XR+乐园、XR+科技秀、XR+党建爱国主义教育、XR+博物馆、XR+应急、XR+电竞、XR+体育和XR+直播等。

融资历史:

2009.11.08 种子轮 中航信托

2016.11.15 天使轮 联想创投

2018.06.21 Pre-A轮 过亿人民币 韦玥集团 芒果文创基金

2018.12.20 A轮 Intel Capital

2021.10.12 B轮 数亿人民币 小米集团 建银国际 野草创投 联想创投

2021.12 战略融资 英特尔亚太 小米集团

2022-02-14 B+轮 未透露 蓝图创投

推荐理由:

与中国移动成立了5G联合创新中心,在中兴支持下建立了首个民营企业自有5G XR实验室,围绕5G+XR的应用场景落地进行技术布局,并在Intel的支持下打造了国际性的专业VR电竞赛事——VR电子竞技国际大赛;

目前已经落地和即将落地的项目包括上海迪士尼小镇SoReal 5G XR 超体空间、北京首钢“1号高炉”SoReal 5G XR 超体空间、广西柳州祥云SoReal 5G XR 螺乐园等,涉足全国12个城市;

战略资源支持:联想提供硬件、终端服务的渠道和战略布局,中航信托提供了To G领域的助力,芒果基金、韦玥集团提供文娱头部企业的联动合作,英特尔提供底层算力等。

(9)VeeR

业务简介:

VeeR是一家全球领先虚拟现实VR内容公司,目前规模在200人左右。公司的业务分为线上和线下两大块:线上拥有全球最大的4000多个小时的优质VR内容的平台;线下方面,拥有自己的一站式VR体验空间“零号空间”,让用户体验VR影视、游戏等内容。

融资历史:

2016.06 天使轮 线性资本

2017.01 Pre-A轮 BAI资本

2017.06 A轮 创世伙伴资本

2020.04 A+轮 风语筑

推荐理由:

投资方风语筑拥有大量博物馆、展览馆、商场等文旅资源,与VeeR在业务层面可以进行较强的合作;

公司是中国移动、联通、电信最大的版权内容授权方,并有制作VR内容的成熟经验,陆续发布过200多个作品,拥有国内优质的VR内容的产能;线下业务部分,从2020年开始到2021年年末,在全国30个城市开了将近40个零号空间线下体验空间;

核心团队背景多样、优秀。两位创始人有在硅谷留学和工作经历,团队成员主要来自交大复旦等院校,技术和内容人员有谷歌、魔珐科技、好莱坞等公司的工作经历。

(10)Yahaha

业务简介:

Yahaha是一家致力于实现3D实时内容创作的民主化,为内容娱乐领域提供更先进的生产力的公司。Yahaha将通过自研3D引擎真正降低游戏开发者的创作门槛,让用户能够在3D的虚拟世界里更容易、更好地讲故事和交朋友。

融资历史:

2021.01 A轮 五源资本 小米集团 真格基金

2021.03 A+轮 高瓴创投 BAI资本 五源资本 小米集团 真格基金

2021.06 A++轮 Coatue Management 哔哩哔哩 高瓴创投 BAI资本 五源资本 小米集团 真格基金

推荐理由:

游戏行业的生产方式仍然被专业的游戏引擎所主导,用户使用起来门槛极高。如果能释放用户共创的潜能,我们在3D互联网中会看到更多玩法上有创新、更好地融合了社交元素的爆款内容。该赛道的海外创业公司Manticore已获得来自Benchmark、Epic Games等知名机构的多轮投资,UGC游戏创作平台Crayta的开发商Unit 2 Games也被Facebook以高价收购;

公司核心团队成员则来自于Unity、微软、EA、BAT等一线科技与游戏公司。创始人Chris上海交大本科、复旦大学硕士,曾就职于微软、EA、Unity等企业。其他两位联合创始人曾分别在Unity的技术和平台运营部门担任高管,也同样具有成功的创业经历。

(11)粒界科技

业务简介:

粒界科技是一家计算机图形与视觉技术研发公司,致力于推动渲染技术的跨领域化。公司核心产品为实时图形渲染引擎GritGene。该引擎基于5G通信架构,以打通并智能负载分配“云-边缘-终端” 三级硬件的计算资源为目的设计,面向几乎没有游戏编程经验的开发人员,极大降低了引擎的学习门槛和维护成本。

融资历史:

2018.07.04 天使轮 玄机科技

2018.12.03 A轮 数千万人民币 线性资本 将门创投

2019.12.30 A+轮 数千万美元 C资本 高瓴资本 线性资本 六脉资本 Creo Capital

2021.01.15 战略融资 数千万人民币 哈勃投资

2021.07.19 A++轮 数千万美元 保利资本 无锡金投

2021.11.16 B轮 千万级美元 高瓴创投 保利资本 线性资本

2022-04-26 B+轮 数千万美元 百度风投(领投) 建信信托(领投) 朗玛峰创投(领投) 高瓴创投

推荐理由:

没有在游戏市场与Unity和Unreal竞争,而是致力于在多个非游戏领域实现图形渲染引擎的跨领域,潜在市场规模更大。除了动画制作外,公司将业务扩展到了包括智慧城市在内的其他领域,与金科服务、K11等知名企业合作探索数字化管理的发展,解决方案已落地了多个智慧园区、智慧城市系统。目前,粒界科技已经开始在VR/AR 应用方面的尝试,并开始部署GritGene引擎在XR技术领域以及C端业务的发展;

引入了实时和离线渲染混合的渲染方案,比传统渲染速度加快几百倍,极大的提高了渲染效率,是市场上唯一具备自主产权双引擎(一个引擎负责“云-边”侧的图形计算,另一个负责“端”的图形计算)的图形技术公司。

(12)虹宇科技

业务简介:

VR/AR下一代终端设备的操作系统研发商。

融资历史:

2018.03.12 天使轮 数百万人民币 云天使基金

2021.10.08 A轮 金沙江创投

2021.11.08 A+轮 近亿人民币 源码资本

推荐理由:

未来信息将能以更加立体、逼真的方式投射到空间当中,我们和设备互动的形态也将从二维平面转到立体的三维空间当中。VR/AR设备的操作系统开发难度高,但极具想象力,一旦成功将会奠定公司未来的行业地位,值得关注;

2020年发布自研VR/AR 3D多任务系统Iris OS,可以呈现2D、3D的窗口及全景应用。目前公司已经与OPPO、vivo等厂商展开合作,为多款 XR 产品提供底层系统,与 ODM 厂商共同推出参考设计,积累了丰富的行业经验,与行业上下游建立了广泛的合作联盟。

本文来自微信公众号 “光锥智能”(ID:guangzhui-tech),作者|赵江宇、王嘉攀、谢晨星

编辑:Coinyuppie,本文链接:https://crypto001.com/metaverse/17946.html

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