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VR 四大技術特徵解讀,5G 時代交互與硬件限制有望得到解放

(一)VR 技術四大特徵解讀

1、VR 技術目前處於部分沉浸階段,輕量化是深度迭代期的持續考量因素

VR 概念與技術發展時間較長,2016 年進入爆發期。 1935 年 VR 概念由一位小說家提出;1962 年 VR 原型機 器被 Morton Heilig 研發,但該機器為研究型機器,並沒有能交付到普通消費者手中的產品;1994 年任天堂與 世嘉針對遊戲產業推出 VR 產品,但由於設備成本與內容應用水平一般,普及率較低;2016 年 Oculus 等大廠 推出了應用水平、體驗、價格更親民的 VR 設備,VR 行業進入爆發期。

爆發期后,VR 產品進入深度迭代期,持續發展方向是保證性能的同時達到輕量化。 VR 產品從 2016 年前到 2020 年經歷了多種類型的發展階段,早期的 Cardboard 紙盒式移動 VR 由於显示效果差早已被淘汰;三星推 出的連接到手機的移動 VR 眼鏡,產品性能被當時的手機芯片性能限制,處理能力低显示效果差,逐漸在早期 重視性能開發的市場中被淘汰。接着 VR 市場由連接主機與 PC 端的 VR 頭盔佔領,該類型產品显示效果好,性能由主機級顯卡支持,但這也帶來了產品重量大,無法攜帶,長時間佩戴會產生不適感的問題。隨着處理器 芯片技術的發展,一體式 VR 頭盔出現。該類型產品集成芯片、显示組等硬件,可以隨時攜帶,但仍有重量大, 芯片耗能高,產品續航差的問題。未來 VR 產品形態發展方嚮應為朝輕量化的方向發展。華為最近推出的 VR 眼鏡是朝輕量化發展的一大嘗試,其是連接手機的 VR 眼鏡,重量僅有 166 克,結合其可通過手機接入到 5G 網絡,未來發展潛力巨大。

VR 產品沉浸度仍處於部分沉浸期,正向深度沉浸發展。 中國信通院將虛擬現實技術發展劃分為五個階段,分 別是無沉浸、初級階段、部分沉浸、深度沉浸、完全沉浸 5 個階段。目前的 VR 產品體驗處於部分沉浸階段, 部分沉浸期主要表現為 1.5K-2K 單眼分辨、100-120°場視角、百兆碼率、20 毫秒 MTP 時延、4K/90 幀率渲 染處理能力、由內向外的的追蹤定位與沉浸聲等技術指標。

2、显示:光學元件決定了 VR 頭顯的显示效果

時延是 VR 頭顯使用過程中暈眩感來源之一。 對於高質量的 VR 體驗而言,最重要的是用戶頭部物理移動與頭 盔上實時刷新圖像到達用戶眼睛之間的延遲時間。人類的感官系統在一定範圍內能感知到視覺和聽覺中相對較 小的延遲,但是當絕對延遲控制大約 20ms 以內的時候,這些延遲幾乎就不可察覺了,且時延越小的產品使 用者使用時越不容易產生暈眩感。

显示時延是VR設備時延的最主要成分,延時佔比達 69%。 以Oculus Rift為例, Oculus Rift總延時為19.3ms, 其中屏幕显示延 13.3ms 為,計算延時為 3ms,傳輸延時為 2ms,傳感器延時為 1ms。屏幕显示延時佔比達 69%。

显示時延由幀間時延與幀內時延決定 。幀間時延反應了屏幕本身刷新速率的高低,屏幕刷新率越高幀間時延越 低。幀內時延實際上就是響應時間,反映了屏幕液晶分子變換顏色所需的時間,響應時間越低幀內時延越低。因此想要降低显示時延需要從提高刷新率與降低響應速度入手。

Fast LCD 與 AMOLED 技術近年內將保持虛擬現實近眼显示主導地位,Fast LCD 憑藉相近體驗與低價格可 降低 VR 產品入門門檻。 目前主流 VR 使用的 Fast LCD 與 AMOLED 显示屏刷新率以 90HZ 為主,對應的幀 間時延為 11.1ms。而 Fast LCD 與 AMOLED 主要差別在於響應時間上,LCD 由於其固有的面板特性,響應 時間較長。根據屏庫網的信息,國內大廠京東方推出的 Fast-LCD 面板響應時間最高約 5.5ms,加上幀間時延 后显示時延達到 16.6ms。而 AMOLED 屏幕響應時間非常短,可以忽略不計。顯然 AMOLED 有更好的性能, 能有效降低時延,Oculus、HTC 等大廠的核心產品均採用 AMOLED,但其價格相對 Fast LCD 較高。採用 Fast LCD 面板的 VR 產品價格低,5.5ms 的額外時延在一定程度上影響了產品體驗,但後期伴隨屏幕刷新率進一步 提升,LCD 固有響應時間帶來的影響會降低,LCD 面板的價格優勢將體現的更為明顯。

低分辨率屏幕會帶來紗窗效應,由於液晶显示屏技術提升緩慢,該問題短期內難以徹底解決。 紗窗效應是指 由於 VR 眼鏡分辨率不足,人眼能直接看到显示屏像素點的現象。VR 眼鏡目前普遍使用的是定製分辨率的 AMOLED 或 Fast LCD 高刷新率显示屏,以 Oculus Quest 為例其單眼分辨率為 1440*1600,超過 2k 級,但實際上該款產品仍有紗窗效應出現。決定紗窗效應的指標是每度包含的像素(PPD),人眼能識別出像素點的 極限 PPD 是 60,若 PPD 超過 60 可以完全消除該現象。對 Oculus Quest 計算 PPD,1440px/110°=13.1 像 素每度,1600px/110°=14.5°,可得出 Oculus Quest 的 PPD 約為 14,存在紗窗效應。目前显示屏屏幕分 辨率提升速度較緩,高分辨率屏價格昂貴不適宜作為消費級產品的显示屏,在不出現根本技術革新前,紗窗現 象只能改進而不能完全修復。

視角場(FOV)是頭顯設備显示效果的另一核心指標,影響用戶沉浸程度。 視場角在 VR 中代表了人眼所能看 到的範圍。人類視覺是由兩部分視場組成的:單目 FOV 以及雙目 FOV。單目 FOV 指的是單眼的視場。正常 來說,單眼視場的水平角度介於 170° -175°之間。雙目視場是兩個單目視場的組合。組合時,可視角度通常為 200° -220°。兩個單目視場重疊立體部分即為雙目視場,約 114°,在這個視角內我們可以看到 3D 物體。不 管在虛擬世界還是現實世界,人類對虛擬景象的獲取都是通過立體雙目視場來進行的,更大的視場角能夠滿足 用戶觀看到更多細節,產生更加深度的沉浸感。

提高 FOV 的思路主要有縮短人眼與透鏡之間的距離和採取直徑較大的透鏡兩個方向。 縮短與透鏡間的距離, 由於透鏡與眼睛的距離過近,會導致放大倍率過高,屏幕的紗窗效應嚴重。而採取直徑較大的透鏡增加視場的 方案,也會引發問題的出現。大透鏡的中間比較厚,導致鏡片重量隨之增加,雖然重量問題可以通過普通菲涅 爾透鏡解決,但更大直徑的透鏡鏡片,會帶來光偽影等像差的問題。

Oculus 用混合型菲涅爾透鏡提高 FOV、減輕透鏡重量的同時降低了光學偽影,菲涅爾透鏡將成為解決 FOV 提高問題的關鍵技術手段。 普通菲涅爾透鏡非常適合減輕大透鏡的重量。它們能夠提供大光圈和短焦距,為透 鏡帶來與傳統透鏡設計相當的功率,重量可以更輕。但對於傳統的菲涅爾透鏡而言,與菲涅爾結構相關的衍射 和其他偽影限制了它們在成像應用中的使用。Oculus 研發了新的混合型菲涅爾透鏡在增大透鏡,提高 FOV 的 同時並沒有增加太厚的重量,並降低了光學偽影。該技術已用於 Oculus Rift 產品。菲涅爾透鏡的技術水平會 隨着研發投入不斷提升,Wearality 正研發原來四分之一厚度、更輕薄、FOV150°的菲涅爾透鏡。

可變焦技術將成為 VR 頭顯下一階段的發展方向。 輻輳調節衝突是引起暈眩感的一大因素,它是由於雙目視差 在產生 3D 效果的同時,雙目輻輳調節與視覺屈光不匹配,頭顯難以如實反映類似真實世界中觀看遠近物體時 焦距與福輳的對應變化而產生,針對這一問題 Oculus 研發出可變焦技術原型機 Half Demo,該原型機通過機 械裝�前後移動屏幕改變物距及光學系統焦平面位�,使人眼在 VR 中觀察效果與現實中觀察效果一致,解決 了輻輳調節衝突問題從而減輕了暈眩感。這項能有效提高用戶體驗的方案將是下一階段的發展方向。

3 、感知交互:虛擬移動+6DOF 手柄交互增強 VR 遊戲體驗,眼球追蹤成為焦點

VR 遊戲的沉浸感需要 VR 設備有準確的感知交互能力相配合。 用戶在 VR 環境中移動時處理器需要迅速進行 複雜的運算,將精確的動態運動特徵傳回,從而產生強大的臨場感、真實感。但要實現該類應用,首先要讓設 備感知使用者在虛擬空間中所處的位�,包括距離和角度等。同時手部動作的準確把握在 VR 遊戲體驗中有重 大意義,通過抓取手部動作,可以增強用戶在遊戲中的互動體驗。

VR 設備已完成身體動作感知交互 3DOF 向 6DOF 的升級。 所謂 6DOF 就是指物體可以在 X/Y/Z 軸進行位移 和轉動,3 軸位移加上 3 軸轉動,合起來就是 6 自由度移動,6DOF 基本上代表了三維空間里物品的全部移動 方向。在 VR 產品中,與 6DOF 對應的還有 3DOF,也就是指產品只能 3 軸轉動,而不能 3 軸位移。簡單來說 6DOF VR 頭顯設備代表了其不僅能感知使用者頭部的上下左右旋轉,並反應到显示器中畫面的變化,其同時 能感知人身體在空間中的移動,這對於 VR 遊戲的應用有較大意義。目前主流 VR 頭顯在用戶身體動作識別方 面都已經做到了 6DOF。

Inside-Out 憑藉無需準備,抗遮擋等優質技術特性將成為未來主流頭顯追蹤定位 6DOF 技術。 當前 VR 頭顯 的定位追蹤解決方案大致分為 outside-in 和 inside-out 兩大類型。outside-in 依靠外部的攝像頭和發射器來捕 捉和追蹤用戶的動作,因此具有較強的精度和準度。但其依賴外部傳感器的特性導致追蹤物體遠離傳感器的測 距或是被物體遮擋時,就無法獲得用戶的準確位�;用戶不能隨意離開傳感器的有效監測區,而這也就限制了 其自由活動範圍。inside-out 不需任何外接傳感器,因此可以在無硬件搭建、無標記的環境中使用,不受遮擋 問題影響,也不受傳感器監測範圍限制,因此擁有更多樣的移動性與更高的自由度。也因為不依靠外接設備進 行運算,inside-out對於頭戴設備的要求更高,目前的的精度水平相比outside-in較低。inside-out相比outside-in 有着不受限的根本優勢因此將成為未來的重點發展對象,短期內存在的劣勢將會隨着技術的革新而改善。

虛擬移動技術可解決大空間行走、行走重定位等 VR 遊戲領域移動交互與視覺內容適配的問題。 目前無論是依 賴 inside-out 或 outside-in 技術的 VR 產品,用戶在部分遊戲內行走實際上需要真實世界移動相配合,只能在 有限場地進行有限行走,需要空間大,安全性低。而如《上古捲軸 5:天際》的 VR 遊戲則完全拋棄了真實的 人體移動,通過手柄點按用傳送的形式代替走路,極大的影響了遊戲沉浸式體驗。虛擬移動領域各類技術路線 如完全步態中的行走重定向技術能達到有限場地,無限行走的效果,但其技術較複雜。虛擬移動技術將是 VR 解決遊戲中模擬現實移動的重要技術方案,在未來進一步提高用戶沉浸感上有重要作用。

6DOF 手柄為 VR 遊戲內手部動作追蹤提供保障。相比於 6DOF,3DOF 手柄只能在 VR 空間中類似於鼠標上 下左右進行選擇操作這使得這些 3DOF 手柄的使用場景被局限在觀影和一些輕度的遊戲上。6DOF 手柄支持在 遊戲中真實的反映使用者手臂的任何變化,前後上下的空間變化都可以實時反映到遊戲中虛擬人物的手臂上。目前的 6DOF 手柄技術方案有超聲波與光學方案兩種,超聲波方案較主流 HTC VIVE FOCUS 與 Pico Neo 采 用的是該方案,其優點在於方向性強,定位精準,能夠在各種不同媒質中傳播,且可以傳播足夠遠的距離,但 其也有明顯的缺點,比如容易受到干擾,受限於聲波傳輸速率與頻率其刷新率較低。而光學方案的優點則較為 明顯,其刷新率較高,這使得採用該方案的 Oculus Quest 的 6DOF 光學手柄性能相比於採用超聲波方案的手 柄設備更強。

眼球追蹤技術給予 VR 更多可能性,將成為未來發展的一大重要方向 。目前 VR 使用者與 VR 之間的交互僅限 於上述的頭部、身體、手部三種,眼球追蹤技術將成為除這三者以外的第四大交互方式,其成為了業界焦點, 各大公司增大在該方向上的研發投入。像 Tobii 這樣的眼球追蹤方案提供商已經推出多款眼球追蹤設備,高通 的 VRDK 開發者頭顯也加入了 Tobii 的解決方案,七鑫易維已在出貨適用於 Vive 頭顯的 aGlass 眼動追蹤開發 套件,Oculus18 年則展示了一款眼動追蹤 VR 原型機,蘋果公司也參与其中,收購知名眼球追蹤領域公司 SMI, 並已經計劃實施眼球追蹤技術相關的專利。

眼球追蹤技術優勢體現在三大方面:

(1)計算方面-基於眼球追蹤的注視點渲染技術降低計算門檻。高清的畫質是 VR 體驗的基礎,目前的渲染方 式對硬件要求高、功耗大。通過眼球追蹤技術判斷人眼注視點,就可以在畫面渲染過程中僅全幅渲染注視點位 �區域(局部渲染),這樣既保證了看到的畫面足夠清晰,又大幅度降低了渲染過程中 GPU 負荷,從而降低 VR 設備對硬件的要求。

(2)显示方面-眼球追蹤能更好的解決畸變和色散問題。目前的 VR 設備,在硬件方面對於畸變和色散的修正 並不完善,大部分是基於圖形算法層面進行補償,這隻是一定程度的減少了畸變和色差。由於人的瞳距不同, 佩戴方式不同,注視點不同,都會導致人的瞳孔偏離出瞳位�,造成實時觀看中畸變形狀不同,影響用戶體驗。通過眼球追蹤技術獲得人眼的注視點,人眼和鏡片的相對位�,能夠實時矯正。

(3)交互方面-眼控交互讓 VR 更人性,遊戲體驗更舒適。現實生活中,人們優先以眼球轉動來鎖定注視目標;而在目前的 VR 中,由於眼球追蹤技術的缺失,採用基於陀螺儀的頭動感知方式來鎖定目標,動頭才能進行操 作,這種方式容易增加用戶不自然的頭動,還使目標鎖定的過程變長,既不自然、效率也較低。頭動僅控制視 野,眼動鎖定目標,才是 VR UI 交互中的最佳選擇。這既符合人性,也比傳統操作方式的效率更高。比如當 盯着某個應用或是物體進行凝視的時候,界面便開始變化,應用圖標的二級界面即會自動打開,界面自動下滑等。將交互功能應用到 VR 遊戲中就可以做到眼神調用菜單,眼神瞄準射擊,眼神聚焦選擇等等從根本上改變 VR 遊戲體驗的應用。

4 、芯片:一體機發展方向下處理器性能限制 VR 遊戲體驗

追求性能之後目前 VR 設備的發展方向趨於小型輕量化,VR 一體機是目前小型輕量化的選擇。 PC 端 VR 頭 盔對於使用者而言,因為畫面渲染需要在 PC 完成,需要連接線和外接設備,活動區域受限制,這極大程度上 影響了用戶體驗。VR 一體機是目前小型輕量化的選擇,其擺脫了依附在其他計算終端上的限制,本地運行時 依賴內�處理器渲染,同時其能無線傳輸數據,在 5G 時代接入 5G 網絡后應用場景更加廣泛。根據 IDC 數據, 2018 年國內 VR 一體機市場呈飛速增長態勢,增幅達到 123.6%。VR 市場由 44.1%的 PCVR 頭顯,26.6%的 VR 一體機和 29.3%的無屏幕設備組成,預計 2019 年 VR 一體機市場佔有率將提高 11.6%。2023 年 VR 一體 機將佔據市場出貨量的 59%。根據 BaDoinkVR 的數據,2019 年 VR 一體機消費者數量逐漸增加,該類型的 佔比已有 60%。

VR 遊戲對處理芯片渲染能力要求遠超桌面遊戲。 首先相比主流遊戲畫面渲染與電影製作渲染的負載要求,目 前部分沉浸體驗級渲染負載分別提高 7 倍與 2 倍,相當於 4K 超高清電視每秒像素吞吐量。其次為了獲得及時反饋即時反饋,傳統視頻遊戲用戶交互延遲需低於 150ms,而虛擬現實時延要求需要低於 20ms,為了達到時 延要求 VR 遊戲畫面幀率需要達到 90FPS,而傳統桌面遊戲畫面達到 60FPS 後人眼畫面上就不會感覺有延遲。90FPS 幀率要求意味着芯片每秒渲染能力在 VR 遊戲中相比傳統遊戲至少需要提升 50%。高畫面清晰度與高 幀率要求使得 VR 遊戲對芯片處理能力要求較高。

19 年 VR 發布或上市的一體機旗艦級產品主要採用高通驍龍 835 芯片方案,技術水平落後同期手機芯片。 根 據 VR 陀螺的數據,我們統計了 19 年發布的 VR 一體機產品的價格區間與芯片方案。可以發現,旗艦級 VR 產品(價格 2000 元左右)採用的芯片方案主要為高通驍龍 835,佔總 VR 一體機產品發布量比例為 41.7%, 頭部企業 HTC 與 Oculus 發布的一體機產品均採用的是該芯片。國產低端產品(1000 元左右)主要採用全志 VR9 國產芯片方案。有部分旗艦產品採用的是三星 Exynos 芯片。2019 年 5 月 21 日 Oculus Quest VR 一體 機設備發售,其採用的是高通驍龍835芯片,同期上市的小米9手機採用的是高通驍龍855方案,Oculus Quest 落後兩代。

高通驍龍 835 芯片性能相比於桌面級 CPU 與 GPU 仍有較大差距 。以 Oculus Rift 為例,Oculus 提供的最低 設備要求 GPU 為 NVIDIA GTX970,CPU 為 Intel I5-4590。高通驍龍 835 是一顆整合了 CPU 與 GPU 的 SOC。我們通過對比這兩方面與 Oculus Rift 最低要求硬件設備的 GPU 圖形單精度浮點性能數據與 CPU GeekbBench4 的跑分可以發現高通驍龍 835 在性能方面遠弱於 GTX970 與 I5-4590,這導致《Robo Recall》 這款遊戲在 Oculus Quest 上的畫面清晰度流暢度弱於 Oculus Rift。

無法採用桌面級硬件且移動級芯片性能孱弱,目前 VR 一體機的遊戲體驗較差。 VR 一體機由於體積需要小巧 以便攜,續航長以滿足日常外出攜帶使用,因此無法採用耗能大、產熱量高、體積大的桌面級 CPU 與 GPU, 完全依賴移動端芯片進行本地渲染難以支持 VR 遊戲極高的性能需求。

(二)5G 加速落地推動雲計算髮展,VR 遊戲交互與硬件限制有望得到解放

5G 相比於 4G 擁有大帶寬,低時延等契合 VR 發展需要的重要特性 。與傳統的通信技術相比,5G 並非傳統 的單一性的通信技術,其是在傳統通信技術的前提下,將多種通信技術有機融合在一起的綜合性的新技術,具 有速度快、流量密度大、時延短、能效高、支持海量大連接、增強移動帶寬等諸多優勢。而正由於 5G 與 4G 的巨大差異,以及其顯著的優勢,5G 技術的發展將帶動 VR 行業的發展。

高質量 VR 視頻內容對帶寬速率要求極高。 VR 頭顯的視場角一般是 110°左右,全景視頻是一個 360°的球體, 相當於 VR 頭顯視場角的 3 倍多。VR 頭顯屏幕分辨率一般為 2K 或 4K,因此全景視頻的最佳分辨率也是其 3 倍多,即 8K 或 12K。只有達到這樣的分辨率才能有優秀的觀影體驗,然而這樣的分辨率對於寬帶速率要求是 極高的。除此以外,傳統視頻刷新率多為 25Hz/30Hz/60Hz,VR 設備為了降低時延,刷新率需要提高到 90Hz, 對應碼率大大增高。根據 Lighterra 的數據常用 H.264 編碼格式,1k 分辨率,25FPS 下,視頻整體碼率約為 2.64Mbps,對應 90Hz 下 1k 視頻碼率約為 10Mbps。進而可以計算出 H.264 編碼格式,90Hz 下,8k 的碼率 需達到 152Mbps。

5G 大帶寬特性使用戶能在各種環境流暢觀看高分辨率全景視頻、VR 直播等 VR 內容 。根據中國寬帶聯盟數 據,2019 年第三季度,中國平均固定寬帶平均可用下載速率為 37.69Mbit/s,很多用戶無法流暢在線觀看高質 量的 VR 視頻內容,以目前的平均寬帶速率只能觀看 2k 分辨率的普通視頻。根據 Visibit 數據,VR 內容質量 逐漸上升情況下,寬帶網速發展會逐漸落後。而在 4G 網絡下,網速平均只有 24.02 Mbit/s ,VR 設備更是無 法流暢瀏覽高質量全景視頻。這同時限制了 VR 一體機外出攜帶時的應用場景。5G 在用戶體驗上就能達到 1024Mbp/s,完全可滿足視頻需求,且能進一步滿足未來 VR 高質量視頻的帶寬要求。5G 技術的進一步落地, 將推動 VR 內容完成從傳統視頻,到全景視頻,在線遊戲,體育賽事直播等的多樣化覆蓋過程。

5G 低時延特性使交互型 VR 網游體驗更為順暢,可以有效降低 4G 環境下的延遲。 目前的旗艦級 VR 設備時 延水平普遍在 20ms 以內,但普遍非常接近這個易產生暈眩感的延遲水平。如前文的 Oculus Rift 時延在 19.3ms,而索尼推出的 PSVR 時延水平在 18ms。而目前的 4G 的理論空口時延即達到了 10ms,平均用戶使 用時延在 40ms,如果採用 4G 進行 VR 網游,整體時延將超過 60ms,這使得玩家極易產生暈眩感。19 年 MWC 上諾基亞公司的展位設有一個配有攝像頭的桌子,玩家們在一個虛擬的空間進行乒乓球對戰,球和球桌都是虛 擬的,這些攝像頭可以追蹤玩家的動作,並確定他們是否接住了球,這樣戴了 VR 頭顯的玩家們就可以在虛擬 空間中和對手一起打球了。4G 環境下由於延遲存在,玩家多次接不到球,網絡切換到了 3.4 到 3.8GHz 頻段 的 5G 網絡后玩家可以順利進行回擊。

5G 能使 VR 設備擺脫有線傳輸線纜的束縛。 目前的 PCVR 與主機式 VR 都需要長線纜與主機相連,當傳感器 檢測到手部或身體移動后,會將信息利用線纜傳輸給 PC 或主機的處理器進行渲染,主機再通過線纜將渲染結 果傳輸至主機。由於 5G 的低時延與大帶寬特性在性能方面並不弱於線纜,採用 5G 技術后,PCVR 或主機 VR 可以擺脫線纜的束縛,提升使用體驗與使用者空間移動範圍。

5 G+雲遊戲技術使“小馬拉大車”成為可能,降低硬件成本的同時提高用戶體驗。 芯片部分已經分析了 VR 游 戲渲染量相比傳統遊戲與傳統視頻渲染量大的多,而 VR 一體機有續航和散熱兩方面的考量,因此其只能採用 移動端芯片,芯片性能較弱,這導致 VR 一體機渲染存在“小馬拉大車,既要馬兒吃的少,又要馬兒跑的快” 的問題。雖然可以通過堆疊算力來提高 VR 一體機渲染質量,但這將會增加 VR 設備的硬件成本,反而拖累 VR 技術的發展。而 5G+雲遊戲技術的應用將會使弱性能處理器渲染出高質量畫面成為可能。其原理在於 5G 可以將 3D 圖形運算放到雲端,也就是雲遊戲的技術路線。這樣就可以利用雲端強勁的 PC 級 CPU 和 GPU 來 進行 3D 圖形運算,再以視頻流的形式傳回本地的 VR/AR 設備上,讓移動芯片的 VR/AR 設備也能显示出最頂 級的畫質。同時由於機體本身不參与渲染,可以選擇性能較弱的芯片,降低成本的同時提高續航,也能減少不 必要的其他散熱模塊,降低機體整體質量,使得 VR 一體機更便攜。

VR 雲遊戲只有在 5G 時代才能開花結果。 VR 的雲遊戲實際上是將渲染放至雲端進行,最大的挑戰在於網絡 時延。如果採用了雲遊戲的技術方案,那麼網絡時延就變成了運動到成像時延的一部分,網絡時延會增加整體 的運動到成像時延。目前基於家庭寬帶的情況,雲遊戲的時延約在 150 毫秒左右。比如,Google 的雲遊戲服 務 Stadia,經 Digital Foundry 初步測試,目前的網絡狀況時延在 166 毫秒。如果把這樣的技術方案使用到 VR 上來,那一定會讓用戶因為時延感到強烈暈眩。而 5G 的低時延特性在此時就能發揮作用,其 1ms 延遲使得 5G 的 VR 雲遊戲方案就能夠達到合格的用戶體驗需求。通過時延拆分可以看到 VR 一體機本地渲染與傳輸時 間分別是 3ms 與 2ms。採用 5G+元遊戲的技術方案,上下傳輸時間整體為 2ms,而雲計算採用的是高性能 CPU 與 GPU 渲染時間應短於移動機芯片的本地渲染時間。因此 5G 條件下,相同畫面質量,雲計算方案傳輸 與渲染整體時延會低於目前的 VR 一體機。隨着 5G 建設迅速展開,VR 雲遊戲將會憑藉較低的硬件成本,更好 的畫面質量脫穎而出。

三大運營商 2020 年 5G 投資額達 1803 億元,共同發力 5G+VR 建設。 根據中國電信財報,2020 年公司資本 支出 850 億元,其中 5G 支出占 53.3%,為 453 億元。中國聯通表示 5G 相關投資為 350 億元,發布“1+2+N” 5G XR 戰略,並宣布成立 5G XR 生態聯盟,同時舉辦了一系列 5G 同頻共振活動,宣布與 3Glasses、Nreal、 納德光學等在硬件、內容、服務等多方面進行合作。中國移動表示 5G 相關投資為 1000 億元,併發布 2020 年 VR 相關戰略,2020 年 VR 業務重點面向中國移動 5G 用戶及千兆家寬用戶推出,並且計劃發展中國移動 VR 業務用戶規模 500 萬,其中 VR 頭顯終端用戶不低於 100 萬。同時,中國移動一份內部文件也展示出其將 在 2020 年目標發展 500 萬 VR 用戶,VR 頭顯不低於 100 萬的目標。

VR 市場發展現狀

(一)VR 產業演進過程

根據中國信通院《中國虛擬現實(VR)應用狀況白皮書 2018》中對虛擬(增強)現實的內涵界定,VR 技術 是藉助近眼显示、感知交互、渲染處理、網絡傳輸和內容製作等新一代信息通信技術,立足身臨其境的沉浸體 驗,從促進信息消費擴大升級和行業應用融合創新角度出發,重點覆蓋核心器件、泛智能終端、網絡傳輸設備、 雲設備的新一代信息通信技術、產品和服務。從廣義來看,虛擬現實(VR)包括增強現實(AR)。

VR 的概念最早源自 1935 年一位美國作家在小說中描述的虛擬現實功能眼鏡。1956 年第一台 VR 設備 Sensorama 問世, 1968 年薩瑟蘭德設計第一款頭戴式显示器。1989 年,傑倫〃拉尼爾正式提出虛擬現實(Virtual Reality)這個概念,隨後第二年托馬斯〃考德爾提出增強現實(Augmented Reality)的概念。之後,1995-2015 年,最老式的一批 VR 設備開始問世,任天堂、谷歌、Oculus、索尼、HTC 先後發布了自己的 VR 硬件設備。2016 年是 VR 產業發展元年,MR 代表產品 HoloLens 和 Oculus Rift 問世,並且國內外大型互聯網科技企業 如 Facebook、三星、索尼、谷歌、微軟、HTC、蘋果、高通、華為、騰訊、小米等紛紛布局。2017 年蘋果 發布基於 AR 技術的 iPhone X,2020 年 3 月 24 日首款完全基於 VR 體驗研發打造的 3A 遊戲大作《半衰期:Alyx》正式發售,爆款遊戲有望帶動 VR 硬件設備的起飛。

美歐、日韓等發達國家早在這個世紀初就開始推出各種政策支持鼓勵虛擬現實產業的發展。 早在 2000 年,美 國能源部就制定了《長期核技術研發規劃》,明確提出重點開發、應用和驗證虛擬現實技術。早期的主要應用 方向為國防、信息技術和航空等高端製造,如歐盟在 2014 年提出的“地平線 2020 計劃”列出信息與通信技 術領域的 37 個資助項目,其中有 4 個項目涉及智能人機交互,涉及虛擬現實的項目資助金額達數千萬歐元。2017 年美國開始探索虛擬現實在心理疾病和中小學教育領域的應用。2016 年韓國政府計劃未來 5 年內投資 4050 億韓元(約合 2.4 億元人民幣)專項基金,用於培育虛擬現實產業,計劃在遊戲體驗、主題公園、影院 立體放映、教育流通、娛樂等領域支持有潛力的企業開發虛擬現實服務與產品,運營 400 億韓元規模的虛擬 現實專門基金,在首爾麻浦區上岩洞周圍打造虛擬現實產業區,持續舉辦“韓國虛擬現實節”等活動。

我國的虛擬現實產業起步較晚,2016 年進入 VR 產業元年後,政府開始頻繁發布各項政策大力支持和鼓勵我 國的虛擬現實產業的發展,部省聯動政策框架體系逐步形成,虛擬現實產業進入政策紅利釋放期。 中央層面, 2018 年 12 月 25 號工信部發布了《加快推進虛擬現實產業發展的指導意見》,指出要抓住虛擬現實從起步培 育到快速發展邁進的新機遇,加大虛擬現實關鍵技術和高端產品的研發投入,創新內容與服務模式,建立健全 虛擬現實應用生態。地方政府層面,各地根據自身特點陸續制定了地方虛擬現實產業政策或行動計劃,並陸陸 續續成立了以北京、南昌、成都為代表的 15 個虛擬現實產業基地。

目前來看,VR 產業資金活躍度和發展速度較快的主要以美歐發達國家為主,中國快速跟進 。美國是 VR 產業 技術發源地,VR 產業發展歷史悠久,憑藉豐富的人才、優越的投資環境以及先進的技術,引領全球 VR 產業 發展。英國的硬件和軟件開發能力處於國際前列,尤其是芯片處理器、核心算力和元器件。德國和法國對於 VR 在製造領域的應用技術創新較為活躍,法國可以說是歐洲 VR 產業高地,主要布局 VR 頭顯及其移動端領 域,並致力於 VR 在航空等高端製造業領域的應用。與美歐發達國家相比,中國的 VR 產業發展較為落後,但 是在政策支持和 5G 時代背景下,VR 產業化和應用先行,基礎理論和核心技術有望快速跟進。

經歷 2017-2018 年的靜默期,2019 年資本市場對於 VR 產業的投融資活動恢復活躍。 2019 年全球 VR/AR 融 資金額為 336 億元,同比增長 58.5%,融資筆數為 203 筆,同比增長 34.4%。2019 年與 2018 年一樣,融資 活動大多集中在下半年。2019 年上半年 VR/AR 融資金額達到 129 億元,同比增長 55.2%,2019 年下半年融 資金額高達 206 億元,同比增長 59.8%。2019 年下半年融資表現如此亮眼主要依賴四筆大額投資,分別是 7 月 Unity 完成融資 5.25 億美元、 8 月亮風台 2.5 億元 C 輪融資、 9 月 Facebook 以 10 億美元收購 CTRL-Labs、 10 月 PTC 以 4.7 億美元收購 Onshape 和 11 月網龍網絡 1.5 億美元戰略投資。海外資本仍是 VR/AR 主力軍。

國內來看 ,2019 年 VR/AR 融資總金額達到 49 億元,較 2018 年增長近一倍,融資筆數為 54 筆,僅比 2018 年多 4 筆。投資筆數基本持平的情況下,投資金額增長近一倍,說明 2019 年 VR/AR 的投資活動更加集中深 入。2019 年下半年融資額相較上半年基本持平,為 25 億元,但相比 2018 年下半年 4.3 億元的融資額有較大 幅度的增長。

(二)產業鏈分析

虛擬現實(VR)產業鏈主要包含四個環節:硬件、軟件、內容製作與分發、應用與服務。

1、硬件

硬件環節包括整體和零部件,按功能可分為核心器件、終端和配套外設。

其中核心器件細分為芯片、傳感器、显示屏、光學器件和通信模塊。

芯片供應商龍頭主要有英偉達、高通、英特爾、AMD 和瑞芯微,目前旗艦級 VR 產品(價格 2000 元左右)采 用的芯片大多是高通的驍龍 835,頭部企業 HTC 與 Oculus 發布的一體機產品均採用的是該芯片。國產低端產 品(1000 元左右)主要採用全志 VR9 國產芯片方案,有部分旗艦產品採用的是三星 Exynos 芯片;

傳感器包括圖像、聲音、動作捕捉傳感器等,生產傳感器較有名的供應商有 TE 及索尼(新一代傳感設備 PS Move);

显示屏包括 LCD、OLED、AMOLED、微显示器等显示屏及其驅動模組,代表企業有:京東方、三星、LG、 華星光電等;

光學器件包括光學鏡頭、衍射光學元件、影像模組、三維建模模組等,代表企業有:蘋果、德州儀器、3M、 長江力偉、水晶光電等;

通信模塊包括射頻芯片、WIFI 芯片、藍牙芯片、NFC 芯片等,代表企業有:HTC 和華碩集團等。

終端設備包括 PC 端、移動端和一體機。提供 PC 設備的代表企業有:Oculus、索尼、HTC 和小派;提供移 動端設備的代表企業有谷歌、三星、暴風科技以及小米;提供一體機的代表企業有 Pico、愛奇藝、HTC 以及 Oculus。

此外,配套外設主要有手柄、攝像頭以及體感設備等。

2、軟件

虛擬現實的軟件主要為支撐軟件和軟件開發工具包,支撐軟件包括 UI、OS 和中間件,代表企業有 Unity3D、 微軟、谷歌、Oculus、Unreal 等;軟件開發工具包包括 SDK 和 3D 引擎,代表企業有 HTC、谷歌、愛奇藝、 華為等。

3、內容製作與分發

VR 產業中除了硬件和軟件,內容製作與分發佔據較為重要的地位,優質的內容往往能推動硬件設備和技術的 進步。VR 技術應用較為廣泛的主要是遊戲、視頻直播以及社交,代表企業主要有大型遊戲研發商如 EA、 Innerspace 等,視頻直播頭部內容輸出商迪士尼、HBO、蘭亭数字等。VR 應用的主要應用程序和分發平台包 括 Steam、Viveport、Oculus Rift、大朋以及 BBC、愛奇藝、優酷等。目前 Steam VR 上的 PCVR 內容數量 已經超過 4000。

4、應用與服務

隨着虛擬現實+行業需求的明晰化,行業應用先於消費端普及。目前來看,VR 領域較有前景的應用與服務呈 現多樣化,包括教育、醫療、服務、製造、旅遊和商貿。

(三)VR 市場規模

1、總體市場規模:

1)整體產業規模口徑:根據 Greenlight Insights 的預測,2020 年全球 VR+AR 產業規模總計 2000 億元左右, 其中 VR1600 億元, AR450 億元,國內市場規模將達到 900 億元。預計到 2020 年全球終端出貨量將達到 4000 萬台。2)VR/AR 銷售額口徑:根據 IDC 的調研數據,2020 年全球 AR/VR 的銷售額預計將達到 188 億美元, 較 2019 年的 105 億美元增長 78.5% 。2019-2023 預計全球在 AR/VR 產品和服務上的支出將繼續保持強勁增 長,實現五年複合年增長率 77.0%。消費者支出將由兩個大型部分主導:VR 遊戲(33 億美元)和 VR 觀影(14 億美元)。從地域上看,中國將在 2020 年實現最大的 AR / VR 支出(58 億美元),其次是美國(51 億美元), 西歐(33 億美元)和日本(18 億美元)。

2 、頭顯設備出貨量復蘇增長

衡量 VR 產業發展狀況最核心的一個指標是 VR 頭顯設備出貨量數據。從賽迪發布的數據來看,2017-2018 年 VR/AR 頭顯設備出貨量有明顯的萎縮現象,2017 年 VR 頭顯出貨量為 776 萬台,2018 年僅有 574 萬台,同 比下降 26%。與此同時,AR 頭顯出貨量也有大幅下滑,從 2017 年的 60 萬台減少到 2018 年的 16 萬台,同 比下滑 73.3%。硬件設備出貨量的急速減少表明投資者不看好 VR 的發展前景,VR 技術和商業模式的不明朗 使得 VR 市場一度慘淡。但是,隨着後期 VR 技術的不斷突破,5G+雲遊戲不斷拓展應用場景,VR 重新站上 資本市場風口,內容將拉動硬件快速增長。根據賽迪的預計,2019-2023 年,VR/AR 頭顯設備出貨量的潛力 將逐步釋放,預計到 2023 年 VR 頭顯出貨量將達到 3670 萬台,AR 頭顯出貨量將達到 3190 萬台,總出貨量 達 6860 萬台。

Facebook 的 Oculus 在 2019 年表現優異,國產 VR 頭顯品牌 Pico 和 3Glasses 也實現了翻倍式增長。 近兩 年,VR 在消費端取得了巨大進步,與此同時全球 VR 市場格局發生了較大變化。根據 IDC 發布的 2018Q3 到 2019Q3 全球 VR 品牌銷量數據,Facebook 的市場份額從 2018Q3 的 18.8%增長到 2019Q3 的 39.2%,成為 全球 VR 頭顯品牌龍頭。雖然 2019Q1Facebook 的市場份額只有 10.5%,主要因為該季度 Oculus 推出了新品 Rift S,停產了舊產品 Rift。與此同時,我們發現,期間國產品牌 Pico 和 3Glasses 也實現了翻倍式增長,Pico 的市場份額從 2018Q3 的 2.6%增長到 2019Q3 的 6.4%,超越了 HTC,3Glasses 的市場份額從 2018Q3 的 1.8%增長到 2019Q3 的 4.7%,與 HTC 持平。

對強交互與沉浸感的追求,使得遊戲成為 VR 最常見的用途:

從美國市場的調研數據來看,有 73%的美國人使用 VR 玩遊戲,曾使用 VR 進行影音娛樂、虛擬旅行、社交和 遠程學習的比例分別有 65%、60%、59%、58%。大約 13%的 VR 用戶每周玩 5 次或更長時間 VR 遊戲。主 要因為 VR 技術在交互性和沉浸感上較以往硬件設備有革命性突破,而遊戲用戶體驗的突破關鍵點恰好是互動 的加強和沉浸感的進一步深入,與 VR 核心技術點匹配度較高。根據 ARM 的數據显示,家庭場景是 VR 最廣 泛的應用場景,說明 VR 設備已經深入美國家庭的日常應用中,VR 的普及度較高,未來帶來的市場規模和發 展潛力也比較大。

在進行 VR 遊戲中,用戶可以選擇的方式有很多。首先,消費者可以在多種 VR 可穿戴設備中進行選擇,目前 主流的 VR 可穿戴設備有 Oculus 的 Go、Rift,HTC 推出的 Vive、Vive Pro,谷歌的 Daydream,三星的 Gear VR 以及索尼的 PSVR。根據選擇的不同,頭顯的價格在 99 美元至 799 美元間浮動。一般來說,昂貴的 VR 頭顯需要匹配性能較高的 PC 硬件,整體硬件花費很容易超過 1000 美元。硬件選擇后,消費者需要尋找 VR 內容平台和要玩的遊戲。部分頭顯設備與特定平台綁定,如:Oculus、谷歌的 Daydream 和 PSVR,這類平 台以獨佔 VR 遊戲為主。其他一些頭顯能與多個商店兼容。

(四)5G 時代 Cloud VR 有望推動 VR 產業規模化運用

Cloud VR 推動規模化運用,平衡終端成本和用戶體驗。 目前用戶體驗與終端成本的平衡是影響 VR 發展的重 要因素,以 HTC VIVE、Oculus Rift、Sony PlayStation 等為代表的高品質 VR 設備成本接近 1000 美元,高 昂的成本限制了高品質 VR 的普及。而 Coud VR 通過將 VR 應用所需的內容處理與計算能力�於雲端,大幅 降低了對 VR 終端的續航、體積、存儲能力的要求,有效降低終端成本和對計算硬件的依賴性,同時推動終端 輕型化和移動化。Could VR 在大幅降低終端成本的同時維持良好的用戶體驗,對 VR 業務的流暢性、清晰度、 無繩化等提供保障。據華為預測,2025 年全球 VR 個人用戶將會達到 4.4 億,將會孕育達到 2920 億美元的雲 VR 市場。

從 Steam 看 VR 遊戲分發平台走向

(一)兩種發展模式:從設備到內容 or 從內容到設備

VR 硬件廠商和遊戲廠商分別從產品到內容與內容到產品兩個方向布局 VR 遊戲,尋求平台、硬件、內容的完 整閉環。 硬件廠商如 Oculus 由自家 VR 設備出發,建立起自己的 VR 遊戲平台,希望掌握內容話語權,並通 過投資提昇平台內獨佔遊戲數量,通過收購遊戲開發廠商加強 VR 遊戲自研能力,最終通過高質量獨佔遊戲提 振硬件銷售量產生協同效應。而 Valve 這樣擁有全球最大遊戲平台 steam 的集遊戲分發渠道與遊戲自研於一 體的公司,則依賴平台優勢從內容端出發,以優質遊戲促進產品端 valve index 銷售,同時進一步加強 steam 平台遊戲分發主導能力。

硬件廠商的內容平台走向硬件獨佔與非硬件獨佔兩條不同的路。 Facebook 根據自己的一體機 VR 設備與 PCVR 設備分別建立了獨立的 Quest 商店與 Rift 商店,兩個平台的內容分別由 Oculus Quest 與 Oculus Rift 系列產品獨佔。索尼的 playstation 只支持自己的 PSVR。而 HTC 建立的 VIVEPORT 商店是開放平台,除了 HTC 系列產品採用該平台,眾多非 HTC 出品的 VR 設備出廠時也搭載該平台。而遊戲廠商 Valve 旗下的 steam 作為最大的 VR 內容分發平台,其中的內容也是非獨佔的。

(二)擁有平台優勢的 Steam 佔主導地位,具有話語權

Valve 公司是一家業內負有盛名的遊戲公司,成立於 1996 年。代表作有大名鼎鼎的半條命、反恐精英(CS)、 DOTA2等。CS的成功讓Valve開發出了Steam平台,讓無數的遊戲發行公司在該平台發行和更新遊戲。Steam 是現在世界上最大的 PC 遊戲發行和運行平台,也是全球遊戲玩家的最主流的社區。

2015 年 Steam 和 HTC 公司合作推出了 HTC Vive,即 VR 頭戴显示器和控制器系統,開啟了 VR 遊戲的新時 代。作為一個平台,Steam 也支持其他硬件廠商生產的 VR 設備,例如 Oculus 和三星的 Mr.+等等。另外,Valve 也推出了自家開發的 VR 設備 Valve Index,並在 Steam 平台計劃打造 SteamVR 2.0。

各大非主流硬件廠商開發驅動使自身VR設備支持SteamVR。 雖然SteamVR官方宣傳的支持設備僅為Valve、 HTC、Oculus、Windows 四大廠的 PCVR 設備,但實際上各大非主流的 VR 設備商廠商如 Hypereal 都通過 開發驅動等方式實現自家 PCVR 產品對 SteamVR 的支持,借 SteamVR 的內容擴充設備內容量。SteamVR 同時覆蓋主流與非主流的 VR 設備,其 VR 用戶量超過 Oculus、HTC 旗下平台。

遊戲平檯布局上 ,用戶與內容數量保障 SteamVR 在 PC 端的優勢地位。 截至 2020 年 3 月 27 日根據四大平 台官網的數據,Steam 中 VR 遊戲與軟件數量達到 4164 個遠超 VIVEPORT 與 Oculus RIft 商店中 PCVR 的 內容,數量最少的是索尼 PSVR 僅有 419 個。Steam 本身多硬件覆蓋帶來的用戶量刺激了 VR 開發者的開發 動力,使得 VR 內容數量大幅超過其他競品平台。VR 內容增長又進一步帶動了硬件廠商適配 SteamVR, SteamVR 用戶量增長。整個過程形成了良性循環,保障了 SteamVR 在 PC 端的優勢地位。

小平台在分成策略上給予更大優惠,以促進遊戲內容生產者創作。 目前主機遊戲行業的常規分成策略是三七分, 即開發者獲得七成銷售額,平台切走三成。Steam 平台採取的是累進制,收入不足 1000 萬美元抽成比例為 30%,超過 1000 萬不足 5000 萬的部分為 25%,超過 5000 萬的部分為 20%,而 1000 萬美金的銷售額對與 目前小廠居多的 VR 遊戲生態是一個難以逾越的鴻溝。Oculus 方面,其分成比例為 30%,但銷售額前 500 萬 美金的虛幻 4 引擎使用費用由 Oculus 承擔,該比例為 5%,綜合以後前 500 萬美金 Oculus 分成比例為 25%。而 VivePort 分成比例更低僅為 20%。小平台分成優惠更大。

移動 VR 內容平檯布局上 Quest 與 VivePort 受 SteamVR 串流影響。 除了 PCVR 以外 Oculus、HTC 與絕大 多數中國廠商都在進一步開發 VR 一體機,VR 一體機採用的系統底層都是安卓系統,基於 PCVR 開發的遊戲內容無法在一體機上運行。在 PC 端受阻的情況下,移動內容平檯布局成為 Oculus、HTC 的重點。但受限於 一體機本身孱弱的性能,其遊戲體驗差強人意。而通過 SteamVR 串流,用戶可以使用一體機在家庭 5GWI-FI 網絡下體驗電腦端的 VR 應用,獲取更好的遊戲體驗,這一定程度上會影響 Oculus 與 HTC 在移動平台上的布 局。如一體機生產商 PICO,雖然內�了 VivePort 商店,但也推出軟件 Pico 遊戲串流助手,幫助用戶串流 SteamVR,遊玩相關遊戲。一體機 VR 設備的加入,進一步增加了 SteamVR 用戶量。

遵循成功先例,Oculus 走向遊戲獨佔之路 。PS、XBOX 每代遊戲主機發布時都會有首發獨佔遊戲為產品發行 護航,首發遊戲的優劣會極大影響產品上市初期的銷量。以 PS4 為例,其 2014 年上市首發遊戲有 19 款,其 中不算合作發行的遊戲,單索尼自研獨佔遊戲達到 6 款,充分體現索尼自研實力。後期索尼也堅持自研推出多 款叫好叫座的 PS4 獨佔遊戲,推動 PS4 硬件大賣。Oculus 也在走遊戲獨佔之路,其早期通過 Facebook 投資 的 5 億美金資助各小型 VR 內容開發商進行合作開發,並將開發的遊戲作為獨佔內容登陸 Oculus 商店。根據 Oculus 內容副總裁的採訪,17 年 Oculus 投資水平集中在 100 萬-500 萬美金之間。大量的投資下產出了 《Edge of Nowhere》、《The Unspoken》等優秀獨佔遊戲。

收購提升遊戲自研能力, Oculus 保持內容端生產穩定性。 Oculus Studio 的投資模式早期產出了一定的獨佔 VR 產品,但遊戲產品質量,產品輸出的穩定性難以把握。Oculus19 年年底收購了 Beat Games,該遊戲開發 廠商開發的《Beat Saber》預估全球總銷售額達到 6000 萬美元。20 年 2 月,Oculus 進一步收購了 VR 遊戲 廠商 Sanzaru Games,該廠商發布的《Asgard’s Wrath》在 2019 年取得了優異的成績。這些廠商在被收購后 併入了 Oculus Studio,提高了 Oculus 自研開發能力。

由追蹤技術到 Knuckles Controller 手柄,Valve 持續提高 VR 遊戲體驗水平。 Valve 早期除了開發部分 VR 遊戲產品,其也通過研發追蹤技術促進 VR 行業發展。早期 Valve 與 HTC 合作開發 VR 設備,由 Valve 提供 SteamVR 追蹤技術與軟件平台支持,而 SteamVR 追蹤技術作為早期商用的 Outside-In 方案擁有非常強的技 術水準。該方案由 Valve 免費開放給市場,極大的加快了行業發展豐富了遊戲內容、細節與交互體驗,提升了 Valve 的口碑。在追蹤技術取得成果后,Valve 進一步研發了 Valve Index PCVR 設備,該設備的交互手柄 Knuckles Controller 由 Valve 設計,具備握柄部分支持電容感測,可以對五指進行追蹤,此外不僅能識別壓力、 觸感,還能識別光學數據,而且它十分敏感,能識別到快碰到握柄的手指。在玩手柄演示遊戲《Aperture Hand Labs》時,玩家可通過 Index 手柄體驗與機器人用力握手、玩石頭剪刀布,效果足夠逼真,遊戲中的機器人不 僅能計算出石頭剪刀布的輸贏,還能對比中指等其他手勢做出回應。其他廠家的手柄還不能做到相同的體驗。

(三)爆款遊戲有望推動 VR 頭顯設備普及

目前在 Steam 平台銷量和人氣最高的兩款遊戲分別是 Beat Saber(節奏空間)和 Half-Life: Alyx(半條命:艾 利克斯)。

Beat Saber(節奏空間)是一款音樂打節拍遊戲,遊戲有着精緻的遊戲場景、高清的畫質,還結合了創新的 VR 玩法。在遊戲中玩家可以伴隨着動感的音樂,使用指尖模擬光劍切開飛馳而來的方塊。配合遊戲內精緻場 景建模和節奏模式的相互變化,配合躲避牆以及炸彈等場景變化給玩家帶來直接的沉浸環境遊戲體驗,玩家的 每一下動作都能獲得相應的反饋,且定點遊戲避免玩家產生暈動症。在國內,節奏空間由網易代理,網易對於 VR 遊戲投注了大量的關注和資源,不僅確定將為《節奏空間》深度定製本地化內容,為遊戲增添中文歌曲外, 更將發起全遊戲聯動,移動端和 VR 端的跨界連接,為國服版本造勢。

《半條命:Alyx》是 Valve 公司發布的重磅旗艦 VR 遊戲,在整個業界都堪稱未來 VR 遊戲的標杆,遊戲歷史 同時在線人數峰值為 42858,高居 Steam VR 遊戲的首位,遊戲界權威機構 IGN 甚至給出 10/10 分的滿分超 高評價。與在傳統的平面屏幕玩 FPS(第一人稱射擊)遊戲不同,在 SteamVR 上玩這款遊戲給玩家帶來了前 所未有的第一人稱的沉浸式體驗。Valve 用大量的環境與交互細節打造了一個令人難以�信的沉浸式世界。游 戲中的幾乎每個小物品都可以進行物理交互,而且允許你欣賞的風景多不勝數。Vavle 公司介紹道,遊戲專為虛擬現實開發,而且 VR“就是為了《半衰期》的核心玩法而生”。在遊戲中,玩家將會學習如何側身繞過斷壁 殘垣,貓腰避開藤壺怪,開出原本不可能成功的一槍;在架子上四處翻找治療用注射器以及霰彈槍子彈。操 控工具黑入外星人接口。朝窗外扔出一個瓶子來引開敵人注意。把臉上的獵頭蟹扯下來扔向聯合軍士兵。

《 Half-Life: Alyx》帶動 Valve Index 銷量,優質遊戲 IP 存儲為 Valve 內容創作穩定根基,爆款 VR 遊戲有 望推動 VR 設備普及。 2020 年 3 月 24 日,《Half-Life: Alyx》正式開售,IGN 給出的 10 分滿分的成績體現了 Valve 作為老牌遊戲廠商,在遊戲研發方面的實力。而本身遊戲特性需要 Knuckles Controller 以獲得更好的支 持,帶動了硬件的銷售。Valve 由內容帶到硬件模式初成立,在 2019 年末遊戲公布后,Valve 的 Index 頭顯 相繼在 31 個國家售罄,數據显示這款 VR 設備在 2019 年第四季度賣出了 10 萬份,而其整年銷量也只有 15 萬份。目前 Steam 美國商店,該產品全部售罄。根據 steam 公布的 2020 年 3 月份的數據,在《Half-Life: Alyx》 上線的推動下,steam 上 Valve Index 佔頭顯設備比重從上月的 7.69%增加至 11.14%,增幅最大,達 3.48%。此外 Rift S、HTC Vive 佔比較上月都有所增加。另外, 3 月份 VR 頭顯用戶在總 Steam 用戶中的佔比為 1.16%, 較上月增加 0.15%。

值得注意的是,《Half-Life: Alyx》作為《Half-life》系列的續作,故事劇情與前代有聯繫,這在遊戲劇本創作 與內容設計上有極大的便利性。對比《PUBG》《跑跑卡丁車》等端游移植到手機端取得的巨大成功,Valve 擁有的大量成熟遊戲 IP 將為其 VR 遊戲內容創作打好基礎。

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二號站平台登錄_雲計算將如何影響數據倉庫技術?

近年來,數據生成水平激增,其特點是工業領域中很多企業進行了巨大的数字化轉型。全球範圍內生成的數據量正在快速增長。實際上,行業媒體Gigabit Magazine的研究表明,全球2020年生成的數據量將比10年前增長25倍以上。此外,據估計,到2025年,生成的累積數據將增加三倍,達到近175ZB。

目前,業務決策者對實時數據訪問的需求也在以  的速度增長,以便於進行明智的業務決策。

為了使數據對他們的業務有用、可行和可擴展,企業需要一種有效且經濟高效的方式來存儲、標記和解釋這些數據。實現這種目的  利可圖的方法之一就是採用數據倉庫。

這一概念可以追溯到上世紀70年代,當計算機科學家Bill Inmon  提出“數據倉庫”一詞時,就出現了數據倉庫市場。早期的數據倉庫創建為本地服務器,其構建能力僅為千兆字節。從那時起,它們經歷了重大的變革,現代化的倉庫可容納更大的容量。

數據倉庫,也稱為決策支持數據庫,是指一个中央存儲庫,用於保存從一個或多個數據源(例如事務系統和關係數據庫)衍生的信息。系統中收集的數據可以採用非結構化、半結構化或結構化數據的形式。然後對這些數據進行處理、轉換和使用,以使用戶可以更輕鬆地通過SQL客戶端,電子錶格和商業智能工具對其進行訪問。

數據倉庫還促進了更輕鬆的數據挖掘,這是對數據中的模式進行標識,然後可以用來推動更高的利潤和銷售量。數據倉庫行業的應用範圍跨越了與分析乃至雲計算相關的多個領域,在某些情況下,其中包括醫療保健、製造業、電信與IT、零售和政府等。

在技術領域,有幾家公司在推進數據倉庫技術方面取得了長足的進步  的公司之一是Teradata公司,這是一家行業  的數據倉庫公司,在該領域擁有30多年的經驗。Teradata軟件被廣泛用於許多行業的各種數據倉庫活動,尤其是在銀行業。該公司一直致力於通過創新的新技術(包括基於Hadoop的服務)來增強其商業智能解決方案。

大數據和數據倉庫

在現代時代,大數據和數據科學正在極大地顛覆企業開展業務以及決策流程的方式。跨行業擁有如此大量的數據,對高效大數據分析的需求變得至關重要。大數據  是在上世紀90年代出現的,但是這個概念可以追溯到術語創造之前,直到計算機時代的曙光,那時企業將使用大型電子錶格分析数字和研究趨勢。

隨着1990年代末和2000年代初出現新的數據源,它們開始推動了海量數據的產生。隨着移動設備和搜索引擎的興起,這種趨勢尤其激增,搜索引擎比以往任何時候都可以輸出更多的數據。表徵大數據出現的另一個因素是速度。數據生成速度越快,所需的處理就越多。因此,在2005年,Gartner公司將大數據的概念描述為數據的3V,也就是數量,速度和種類。

隨着數據量持續快速增長,傳統的關係數據庫和數據倉庫無法處理這些數據。為了規避此問題並確保更高效的大數據分析系統,雅虎等公司的工程師於2006年創建了Hadoop,這是一個Apache開放源項目,它具有分佈式處理框架,即使在集群平台上也可以運行大數據應用程序。

人工智能,機器學習和基於雲的解決方案可能會推動數據倉庫市場的未來前景

考慮到現代產生的數據量以及處理數據所需的高級基礎設施,決策支持數據庫在技術和體繫結構方面都面臨着巨大的發展壓力。除了幾種新的數據倉庫架構方法之外,還出現了許多技術,成為現代商業智能解決方案的主要貢獻者,從雲計算服務到數據虛擬化再到自動化和機器學習等。

基於雲計算的解決方案是數據倉庫市場的未來。隨着眾多企業轉向雲平台來支持和存儲其數據倉庫解決方案,像亞馬遜和谷歌這樣的互聯網公司不知疲倦地致力於開發和託管創新的基於雲計算的數據倉庫。

未來幾年將推動數據倉庫行業前景的另一趨勢是機器學習和人工智能支持。新的數據倉庫架構將成為人工智能數據集的基礎,而人工智能和機器學習將改善這些商業智能解決方案的功能和運營。這種趨勢的一個例子是谷歌將機器學習整合到BigQuery數據倉庫中。 

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二號站_15名行業專家揭秘商用AR/VR今年為什麼要火

儘管在前幾年經歷了大肆炒作和所謂的“遭遇寒冬”,VR目前正以飛快的速度東山再起,助推力來自於那些價格合理且性能強勁的VR設備的成功。投資團體現在已經注意到VR商用和消費者需求的增長。2020年行業將迎來新一輪投資,更多的創業公司和創新將會出現。

Unity發布的《2020年商用AR/VR熱門趨勢報告》指出,2020年將是商用AR和VR技術的轉型之年,主要有以下幾個原因:概念的轉變;XR已經準備好進入“增長階段”;XR的使用規模將越來越大,吸引更多企業加入,形成一股新浪潮。具體如下:

一、2020年趨勢預測

二、增強現實(AR)

1. Magic Leap 空間可視化的廣泛應用,幫助製造商們更快迭代、降低風險,提高高質量產出

2. PTC 產品互聯,AR雲,以及超高速網絡

3. AR Insider 工業AR走出“試用困境”,更關注於“人”而非数字

4. Taqtile 一線工人開始利用空間計算技術,工作方式向数字化轉型

5. Trigger 網頁AR即將流行,實用性取代新奇性成為促成成功的要素

6. Unity 映照現實的響應式設計

三、虛擬現實(VR)

1. Oculus Quest將VR帶入主流

2. HTC 各平台帶來大規模硬件創新

3. Innerspace 在VR逼真的培訓中強化技能和思維方式訓練

4. Innoactive 回歸本真的VR開發:可拓展的基礎設備

四、混合現實(XR)

1. NVIDIA XR的未來:實時光追、5G、以及更廣的商業應用

2. Alice Bonasio 商用XR將增長:從實驗階段快速進入循證部署階段

3. Talespin VR和AR將改變職業培訓和工作方式

4. Varjo 混合現實畫面逼真程度再上一階,成為有價值的生產工具

5. Unity XR大規模應用――挖掘潛力

報告內容(在後台回復“ 趨勢 ”即可下載報告文件):

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二號站平台登錄_多雲架構的3個常見性能挑戰和解決方案

企業需要認真進行前期規劃,以幫助確保其多雲體繫結構不會造成性能瓶頸。

多雲架構可帶來許多好處,但它們也會帶來一些特殊的性能挑戰,特別是如何設計和管理,很多部署多雲的團隊可能並沒有注意多雲架構中的性能瓶頸。

以下介紹多雲架構的三種常見的性能難題,以及克服這些難題的技巧。

多雲架構性能概述

到目前為止,許多IT專業人員都熟悉多雲策略的優勢。通過允許企業一次在一個以上的雲平台上運行工作負載,多云為提高成本效率和可靠性提供了機會。

此外,多雲策略在某些情況下還可以幫助提高整體工作負載性能。很多企業可能會選擇使用一個雲計算供應商提供的一項服務,並使用另一雲計算供應商提供的另一項服務來部署應用程序,因為與採用單個雲計算供應商的服務相比,這種方法雖然成本更高,但可以獲得更高的性能。

多雲架構中的性能挑戰

然而,儘管多雲架構提供了一些潛在的性能優勢,但它們也可能導致性能缺陷。企業混合使用的雲平台越多,就越容易以產生性能瓶頸的方式將它們連接在一起,從而減慢了將它們託管在同一雲平台中時運行工作負載的速度。

只有通過適當的計劃,才能避免這些多雲體繫結構性能問題。

(1)雲平台之間的網絡連接

首先,需要考慮跨雲平台的網絡連接。 當企業有兩個應用程序或服務在同一個雲平台中交換數據時,其數據通常不需要通過全球互聯網傳輸;與其相反,它位於雲計算提供商的基礎設施之內。網絡帶寬和延遲率可能會有所不同,具體取決於數據是在不同的數據中心還是雲計算區域之間傳輸。但是,在大多數情況下,通過同一雲平台中的網絡傳輸的數據的移動速度都比必須通過全球互聯網從一個雲平台傳輸到另一個雲平台的數據移動的速度快得多。 這意味着雲平台之間的網絡連接可能成為多雲體繫結構的嚴重性能瓶頸。

鑒於網絡基本上是將一個雲計算服務連接到另一個雲計算服務的唯一方法,因此無法完全避免網絡性能瓶頸。但是,IT團隊可以部署一些策略來緩解此問題:

•避免將大量數據存儲在一個雲平台中但需要在另一個雲中進行處理的多雲體繫結構。例如,企業可能會想使用一個雲計算提供商的存儲服務,因為其成本更低,同時將數據從該服務提供給另一雲平台中託管的應用程序。這可能會節省一些成本,但可能不值得付出性能成本。

•如果可能,在將數據從一個雲平台遷移到另一個雲平台之前對其進行壓縮。壓縮數據可能會增加企業的雲計算費用,但會提高性能。

•如果工作負載跨兩個或多個雲平台進行鏡像以提高可靠性,需要設計工作負載,以使每個雲計算實例的工作負載實例都可以運行,即使其數據未與另一個實例的數據版本同步。這種方法可確保數據傳輸不會影響工作負載性能。

(2)監視多個雲平台

多雲架構的另一個常見性能挑戰是監視多個雲平台的難度增加。當監視雲平台變得越來越困難時,識別雲平台中的性能或可用性問題也就變得更加困難。

避免這種陷阱的最佳方法是採用雲計算監視工具。如今,幾乎所有的APM解決方案都支持所有主要的雲平台,因此找到符合要求的工具非常容易。

但是需要記住,針對多個雲平台的最佳性能監視不僅包括監視所有雲平台,還包括配置工具以了解多雲工作負載的細微差別。換句話說,企業的工具必須認識到運行在不同雲平台中的兩個服務已連接並相互依賴,以便能夠有效地向工作人員發出潛在問題的警報。

(3)擴展限制

通常,雲計算的主要優勢之一是能夠在需求變化時迅速增加或減少工作負載的資源分配。

在單個雲平台中,使用雲計算供應商的原生自動擴展工具配置工作負載的自動擴展非常容易。但是,當用戶的工作負載跨越多個雲平台時,自動擴展就會變得棘手。企業無法使用Azure的自動擴展框架來擴展多雲工作負載中基於AWS的組件,反之亦然。

當然,用戶可以在每個雲平台上分別配置自動擴展。這種方法將足夠有效,並且它所需要的人工工作可能不會使IT團隊不堪重負(因為自動擴展配置通常是一勞永逸的事情)。

但是,在多雲工作負載的自動擴展很複雜的情況下,IT團隊可能會考慮採用通用控制平台來設置和管理其雲計算環境。通用控制平台將自動在雲平台之間自動執行擴展和負載平衡,而無需在每個雲平台中分別配置自動擴展。

結語

採用多雲策略可以提高雲平台性能,但是只有通過正確的架構設計和工具才能實現。如果沒有規劃雲平台之間的網絡帶寬瓶頸以及多雲監控和擴展挑戰,企業很可能錯過多雲提供的性能機會。

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二號站平台註冊_巨頭們AI的角力戰正向農村滲透

“手機成為新農具,數據成為新農資,直播成為新農活。”由於疫情的影響,直播賣貨成為了解決農貨滯銷難題的有效途徑之一。

商務部數據显示,一季度全國的農產品網絡銷售額達到936.8億元,增長31.0%,電商直播場次超過400萬場。有人感嘆,這簡直是以前想都不敢想的事情。

其實上,互聯網和農業早已經有了莫大的關係。前有網易養豬,後有騰訊養鵝。中間還有阿里養牛,京東養雞。儘管後面騰訊表示養鵝只是愚人節的玩笑,但卻轉頭真的種起了黃瓜,各大互聯網巨頭們對於“田園生活”可以說是樂此不疲。

而在互聯網巨頭們的田園生活背後,是一場關於AI農業的角力戰。

AI農業的必然

農業作為國民經濟的基礎產業,影響着大眾日常生活。在如今互聯網快速發展的時代里,農業生產也面臨着一定的問題。

一是勞動力日漸湧向城鎮,農村出現大片土地撂荒現象。

國家統計局數據显示,2019年農村適齡勞動人口數量為3.31億人,在農村常住人口中的佔比為56.8%,比重遠低於全國平均水平,也比城鎮的79.5%要低得多。青壯年人員從農村去往城鎮的數量要遠遠高於迴流量。

農村勞動力日漸稀缺,導致農村耕地撂荒程度加劇。截至2017年時,中國消失的自然村落已經達到132.4萬個,民以食為天,保證糧食安全成為不能避免的問題。

二是,隨着人口增長對糧食的需求也更上一層,但是全球也面臨着土地資源緊張,有限的耕地需要產出更多,這就需要AI等技術的介入。根據聯合國糧農組織預測,2025年,全球人口將會超過90億,和人口目前25%的增速相比,對糧食量需求的增長將會達到70%。

AI技術中的機器人技術、無人機、自動農用車等等,將會有效的提高耕作效率以及在一定程度上解放了勞動力。從育種分析、田間監測、精準噴洒、以及最後的收割階段,都有AI技術的用武之地。

三是,農業可以說是互聯網時代為數不多的藍海。中投顧問發布的《2016-2020年中國智慧農業深度調研及投資前景預測報告》中,指出以應用為基礎的智慧農業市場規模,2016年達到90.2億美元,在2022年時將會有望達到184.5億美元。

對於這一塊蛋糕,互聯網巨頭們勢必要分上一塊。同時巨頭們帶入AI農業中的資源以及技術支持,也會更快一步促進AI農業技術應用以及市場規模增長。在AI農業這個領域里,無形的硝煙早已蔓延。

必爭的AI農業版圖

近些年互聯網巨頭無論是阿里、京東、還是騰訊以及百度都對AI農業發起了號角,憑着各家自有的優勢,互聯網巨頭們紛紛在AI農業領域里各展拳腳。

阿里:2019年9月阿里在雲棲大會上就推出了AI養蜂系統,預計在將來可以讓國內30萬的蜂農實現20%的增產,接着同年12月份,阿里雲聯合涇渭科技發布了遙感AI農業,可應用於大面積的資產盤點、產量以及土地變化的監測,進一步促進智慧農業落地。

京東:2020年3月19日京東數科宣布成立產業AI中心,產業AI基於機器人學習、計算機視覺、知識圖譜等前沿的AI技術,將會應用於工業、農業、金融等方面。

騰訊:2019年5月,騰訊AI Lab與中國農科院信息所成立了智慧農業聯合實驗室,將會推進農業與AI、IoT、大數據等方面的進一步結合。

百度:Create2019百度AI開發者大會上,百度大腦與京東方植物工廠推出合作,提出AI植物工廠的智能無土栽培解決方案。在近些年,百度也通過與麥飛農業、雷沃重工等農業巨頭合作,憑着自身AI與大數據優勢推出關於智能農業的解決方案。

而各大互聯網巨頭們之所以入局AI農業,不僅僅因為農業是互聯網時代下還尚存的藍海,更因為AI農業是構建互聯網生態版圖的重要一角。

阿里和京東通過介入AI農業,從源頭把控商品的成本與質量,藉由大品牌優勢推出具有競爭力的產品。對於阿里的盒馬  超市,京東的7fresh、京東超市可以說非常重要的布局。

還有通過從数字城市基礎的AI農業入手,聯通其他民生領域,形成聯合縱橫。為互聯網巨頭們進一步在数字城市的搶奪中,增添砝碼。

阿里和北大荒合作的同時,獲得数字龍江訂單;京東数字農業成都研究院通過聯合其他農業巨頭與科學院,在成都数字農業大數據中心建設上取得一席;騰訊與新希望集團取得合作,成立了新騰數致,新騰數致又與騰訊雲聯合對接四川省大數據中心。

從以上的方面來看,AI農業可以說是互聯網巨頭們的兵家必爭之地,但是在AI農業領域,想要獲得回報,也並非是一日之功。

AI農業這條路:註定坎坷漫長

儘管AI農業中大有故事可以講,但是想要講好AI農業的故事並不容易。

首先,是AI農業需要面對的技術問題,AI農業需要在獲取大量數據的基礎之上展開。農作物的種類繁多生活環境習性不盡相同,這就意味着數據收集不可能一勞永逸。同時農作物的生長周期以及季節變換,決定着數據收集是一項需要長期投入巨大資源的項目。

其次,國內農業市場的小農戶佔比在80%以上,具有小規模、分散性等特點,這些決定着想要推進AI農業,將會面對投入改造成本巨大且周期漫長的問題。因為只有進入類似工業的標準化,運用大型机械設備、生產技術以及管理手段等等才成為可能,從而實現AI農業的產業化。

還有農村具有的熟人社會屬性,也影響着互聯網巨頭們對於AI農業各個環節的打通。農業和其他互聯網行業不同,農業高度依賴着線下服務,這需要針對不同的地區來制定不同的推進方案。

同時想要推進AI農業的發展,需要大量懂農業又懂AI的技術人才。但是目前國內的AI技術人才還不是很充足,更不用說關於AI農業方面的人才缺口。

簡而言之,目前AI農業還沒有全面推廣,這既是互聯網巨頭們吃螃蟹的好處也是難題。取得AI農業對於互聯網巨頭們構建自身生態有着重要意義,但是AI農業的發展也不可能一蹴而就。互聯網巨頭們在AI農業方面,需要度過的田園生活還有很久。

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