1、VR/AR硬件分類
目前比較常規(guī)VR/AR設(shè)備套組由以下4種組成:
1)頭戴式顯示設(shè)備;2)主機(jī)系統(tǒng);3)追蹤系統(tǒng);4)控制器。
1)頭戴式顯示設(shè)備(HMD):這是大家最熟悉的,俗稱虛擬現(xiàn)實眼鏡,它是一種硬件設(shè)備,放在用戶眼前,讓用戶看到AR或VR效果。比如三星Gear VR和Facebook Oculus Rift。
2)主機(jī)系統(tǒng):主機(jī)系統(tǒng)是指為HMD提供各種功能保證的設(shè)備,比如智能手機(jī)、PC等。主機(jī)系統(tǒng)決定了HMD設(shè)備的智能化和自動化程度。目前的VR、AR廠商也非常樂于與主機(jī)系統(tǒng)廠商合作,比如Oculus與PC品牌廠商合作推出的“Ready PC Program”項目、華碩和Alienware的幾款高端PC產(chǎn)品已經(jīng)獲得了Oculus的認(rèn)證,可全面支持Oculus Rift。
3)追蹤系統(tǒng):追蹤系統(tǒng)一般作為HMD的外設(shè),當(dāng)然也可以被整合到設(shè)備中去。一般包括內(nèi)置傳感器、陀螺儀和磁力計。追蹤系統(tǒng)是通過捕捉用戶運動來創(chuàng)造一種沉浸式的體驗,比如你帶著HMD設(shè)備抬頭,那屏幕畫面就可以通過接受追蹤系統(tǒng)發(fā)送的信號把畫面轉(zhuǎn)化為天空。
4)控制器:一般作為手持設(shè)備出現(xiàn),通過它可以讓用戶追蹤自己的動作和手勢。比如Oculus Touch、三星的Gear VR Rink。
2、HMD硬件組成
HMD硬件由顯示屏、處理器、傳感器、攝像機(jī)、無線、存儲、電池、鏡片組成。
1)顯示屏:大多數(shù)HMD設(shè)備都有一至二塊屏幕,主要用4K UHD或者更高的分辨率屏幕。分離式HMD設(shè)備屏幕多采用OLED,而整合式HMD用的是微投影技術(shù)。
分辨率:高分辨率的屏幕無意會強(qiáng)化VR/AR的體驗感,因此UHD顯示面板的市場需求在VR爆發(fā)后應(yīng)該會有大幅增長。
OLED:OLED與LCD相比有更多的優(yōu)勢,比如刷新率更快,延遲度更低,這就保證用戶不會在使用過程中暈屏。PlayStation VR和Facebook Oculus都采用的是OLED屏幕。
微投影技術(shù):微投影在AR設(shè)備中是使用的最廣泛的。Google glass采用的就是微投影技術(shù),未來的AR設(shè)備也將廣泛采用這項技術(shù)。因此,對于微投影模塊廠商是一個新的機(jī)遇。
2)處理器:與擁有主機(jī)系統(tǒng)的分離式HMD不同,HMD整機(jī)是需要內(nèi)置處理器的。特別是對于刷新率要求很高的VR/AR設(shè)備來說,高性能的CPU、GPU、HPU(全息處理器)顯得格外重要。
3)傳感器:傳感器在HMD設(shè)備中的目的就是追蹤用戶眼部、頭部的運動,將信息反饋給處理器,然后進(jìn)行圖像的刷新。它在VR/AR體驗中是至關(guān)重要的,因為只有讓延遲度降低,才能為用戶提供真實的沉浸式的感覺。目前用于追蹤動作的傳感器包括:FOV深度傳感器、攝像頭、陀螺儀、加速計、磁力計和近距離傳感器等。當(dāng)前,每家VR硬件廠商都在使用自己的技術(shù),索尼使用PlayStation攝像頭作為定位追蹤器,而Vive和Oculus也在使用自己的技術(shù)。
4)攝像機(jī):一些HMD設(shè)備通過前置攝像頭進(jìn)行拍照、位置追蹤和環(huán)境映射,另一些則采用內(nèi)部攝像頭來感知環(huán)境和周圍目標(biāo)。
5)無線連接:HMD和控制器之間采用的是無線連接技術(shù)。但由于圖像的高分辨率和高刷新率,HMD和PC/游戲機(jī)之間的無線連接還有諸多技術(shù)故障需要克服。
6)存儲/電池:內(nèi)存主要用于存儲/緩存VR/AR圖像和視頻,而VR/AR使用較高分辨率的內(nèi)容,因此對內(nèi)存的要求較高。至于電池,對于整合式HMD設(shè)備尤為重要,你總不希望游戲打到一半沒電了吧。
7)鏡片:滑配式和分離式HMD設(shè)備廣泛均采用非球面鏡片,它們擁有較短的焦距,與其他鏡片相比擁有更高的放大率和更廣的視野。Oculus Rift、HTC Vive和PlayStation VR采用的都是非球面鏡片。
3、HMD廠商、材料成本和銷售價格
(VR/AR HMD材料成本總結(jié),來源:騰訊科技)
1)滑配式HMD設(shè)備
滑配式是目前最初級的HMD設(shè)備,只要一部智能手機(jī),就可以把2D變?yōu)?DVR現(xiàn)實。
廠商:谷歌Carboard、三星Gear VR
谷歌Carboard:目前最廉價的VR硬件產(chǎn)品。不過和其他配備動作追蹤傳感器的設(shè)備而言,體驗也較差。作為一款入門產(chǎn)品,推薦給想初步體驗VR的用戶。
三星GearVR:由三星和Oculus聯(lián)合開發(fā)。雖然工作原理與谷歌Carboard類似,但Gear VR的效果更出色,配備了內(nèi)置的追蹤傳感器,先進(jìn)的3D鏡片和塑料殼。
材料成本:高盛預(yù)計,類似于三星Gear VR的滑配式HMD設(shè)備的材料成本在80美元至90美元之間。
平均銷售價格:最新版本的三星Gear VR(2015年第三季度推出)目前售價99美元。以此作為基準(zhǔn),高盛認(rèn)為滑配式HMD設(shè)備的平均銷售價格約為100美元。
2)分離式HMD設(shè)備
分離式HMD設(shè)備較滑配式HMD設(shè)備復(fù)雜,內(nèi)置多種電子零部件。兩者的主要不同是,分離式HMD設(shè)備擁有自己的顯示屏,也可能配備自己的處理器,提供簡單計算能力。
雖然分離式HMD設(shè)備不能獨立于主機(jī)系統(tǒng)而工作,但卻為VR市場創(chuàng)造了新的機(jī)會,因為主機(jī)系統(tǒng)已不再局限于智能手機(jī),PC和視頻游戲機(jī)也能用于提供VR體驗??傊?,分離式HMD設(shè)備能提供高質(zhì)量的VR體驗。
廠商:Facebook Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR
Facebook Oculus Rift:Oculus Rift依賴于主機(jī)系統(tǒng)(PC)作為主要計算平臺。特別之處在于其定位傳感器,由至少40個IR LED和一個單獨的攝像站組成。這套追蹤系統(tǒng)的工作機(jī)制是:由LED發(fā)出紅外線,而攝像站(位于房間的一角)能感知IR光線的變化。由于LED面對不同的方向,不僅用戶的位置能夠被感知,用戶的方向也能被感知。
HTC Vive:由HTC和Valve聯(lián)合開發(fā)。由于主要面向游戲玩家,HTC Vive也采用了與Oculus Rift類似的高分屏??刂破鞫ㄎ幌到y(tǒng)Lighthouse采用的是Valve的專利,它不需要借助攝像頭,而是靠激光和光敏傳感器來確定運動物體的位置,也就是說HTC Vive允許用戶在一定范圍內(nèi)走動。這是它與另外兩大頭顯Oculus Rift 和PS VR的最大區(qū)別。
索尼PlayStation VR:主機(jī)系統(tǒng)是PlayStation 4游戲主機(jī)。PS VR的追蹤系統(tǒng)基于PlayStation攝像頭和HMD設(shè)備商的LED燈。為了提高輸入信號的質(zhì)量,索尼把數(shù)字信號處理單元轉(zhuǎn)移入PU(處理器單元)盒中。這可以更好地處理來自游戲主機(jī)的數(shù)字信號,然后發(fā)送給HMD設(shè)備和電視機(jī)。
材料成本:高盛預(yù)計,分離式HMD設(shè)備的材料成本在350美元至500美元之間。其中,Oculus Rift為500美元,HTC Vive為400美元,而PlayStation VR為350美元。
平均銷售價格:Oculus已經(jīng)表示,將以材料成本價格出售Oculus Rift。因此高盛認(rèn)為,平均銷售價格將與我們預(yù)期的材料成本一致,即350美元至500美元。
3)整合式HMD設(shè)備
整合式HMD設(shè)備擁有強(qiáng)大的計算能力和追蹤系統(tǒng)。當(dāng)前,整合式HMD設(shè)備主要為AR HMD。作為一款獨立的計算設(shè)備,整合式HMD設(shè)備將配備一整套零部件,價格甚至高于普通PC。VR/AR數(shù)字信號所需計算能力遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的2G圖形。
廠商:微軟HoloLens
微軟HoloLens:HoloLens的三大主要零部件是處理器、顯示屏和攝像頭。有報道稱,HoloLens采用英特爾最強(qiáng)大的處理器Atom Cherry Trail,擁有2.7GHz的主頻,支持無線充電。再加上GPU和HPU,導(dǎo)致微軟HoloLens的成本較高,相信短期內(nèi)不可能獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)。至于顯示屏,微軟使用了2個HD微投影系統(tǒng)來確保鏡片透明。谷歌眼鏡使用的是LCos顯示模塊,相信微軟HoloLens也采用同樣的模塊。此外,HoloLens至少擁有7個攝像頭來追蹤用戶動作,感知周圍環(huán)境。
材料成本:微軟HoloLens將采用三個處理單元,合計成本約為375美元。而整體HoloLens的材料成本預(yù)計為1500美元。
平均銷售價格:以微軟HoloLens為基準(zhǔn),高盛預(yù)計整合式AR HMD設(shè)備的平均銷售價格約為1500美元。
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