发布日期:2021年10月08日
当前,元宇宙仍只是一个概念,路途还很遥远,但前景不可限量,企业已经开始了积极布局。元宇宙的发展主要依托于5G、拓展现实、机器人、脑机接口、人工智能、云计算、区块链、人工智能、数字孪生为代表的技术集合底座,其中区块链、游戏、网络算力、VR显示是构建元宇宙的四大技术支柱。
数据来源:清华大学相关研究
元宇宙的虚实界面通过拓展现实、机器人、脑机接口实现。拓展现实包括VR(虚拟现实)、AR (增强现实)、MR(融合现实)。VR提供沉浸式体验,通过全面接管人类的视觉、听觉、触觉以及动作捕捉来实现元宇宙中的信息输入输出,是链接元宇宙和现实世界的工具,是实现元宇宙沉浸感系统的核心;AR则在保留现实世界的基础上叠加一层虚拟信息;MR通过向视网膜投射光场,可以实现虚拟与真实之间的部分保留与自由切换;机器人通过实体的仿真肉身成为连通元宇宙的另一种渠道;脑机接口技术的应用正在成为科技巨头争夺的焦点,目前主要应用于医学领域,脑机接口替代 VR 设备的路还很遥远。
元宇宙发展还需要一个长时间探索期和培育期,当前更应关注硬件产业链等基础的发展,在硬件更普及、底层核心技术更成熟后,方能带来新的突破。中信证券研究报告指出,元宇宙描述的虚拟世界有望为社会带来娱乐模式、社交模式、社会运转效率提升、个人价值再发掘等改变,但实现落地尚需要数字基建、终端设备、内容、虚拟货币等多方面的持续发展和突破,预计将成为新的长期探索方向。
且不论长远的元宇宙生态,AR/VR技术在文创、教育、旅游、展会、工程、健康等行业也有着很好的基础应用前景。
1、我国VR/AR政策导向
政策导向:应用整合为政策重点
VR/AR产业政策鼓励的重点从技术突破转向应用整合。自2017年以来,我国VR/AR产业政策的重点已经从单一的技术突破转向了更为强调赋能产业的全方位应用及资源整合的倡导。
“VR/AR+产业”成政策热点。VR/AR的突出特点是可提供沉浸式体验,对于通信、教育培训、医疗康养等产业赋能和融合作用明显,也成为近3年来政策重点关注方向。
资料来源:中国信通院 前瞻产业研究院
2、我国AR/VR面临的产业瓶颈
产业瓶颈:供需不匹配、场景落地体验差、产业协同不强、顶层创新不够、价格高居不下
现阶段虚拟现实技术演进轨道与产业生态尚未定型,用户体验差。对于 VR/AR 企业,生存压力与其超长的产业链条致使创新投入力不从心,现实效果与用户预期存在较为显著的落差,打破虚拟现实“展厅级、孤岛式、小众性、雷同化”的发展瓶颈,实现“产业级、网联式、规模性、差异化”的发展目标成为产业布局的挑战。
多数企业缺乏对虚拟现实底层基础与关键共性技术的研发投入,对前瞻重点技术产业化进程敏感性不强。信通院表示,部分企业以产品开发视同技术创新,以产品特性视同技术趋势,片面追求单一性能参数,对于云、网、边、端、用、人等多领域间的融合创新与技术断点投入不够。然而,对于虚拟现实诸多阶梯化、多层次与分场景的用户需求,部分技术指标存在潜在冲突,特定单一指标的局部最优难以支撑虚拟现实用户体验所须的全局最优。此外,多数企业产品研发模式以对脸书、微软等国外标杆的技术跟随为主,缺少对重点发展路径的投入储备与技术产业化进程的前瞻预判,致使企业发展容易受到短期市场环境波动的冲击。比之两三年前国内外虚拟现实领域的技术差距,目前感知交互、内容制作等部分重点领域的技术差距存在扩大趋势。
产业链条发展短板尚待补齐,生态协同还未成型,主要体现在内容匮乏、价格居高不下,形态/质量/体验有待提升等。根据信通院按虚拟现实体验痛点优先级调研,可总结为“用贵笨视晕传知”,其中终端与内容成为推动产业发展的关键因素。内容方面,现阶段业内缺少常态化的内容制作基地,从业者对虚拟现实内容设计编排与开发制作经验尚在摸索积累,内容制作成本较高,高质量内容体验匮乏;设备终端方面,价格高、体积大、视觉质量差、端云协同弱等问题成为影响VR发展的重要因素。美国在生态协同方面发展较好,全球绝大多数高性能 VR/AR 头显处理器芯片主要由高通等国外企业主导,虚拟现实较长的产业链条与交织融合的创新体系驱动企业由单纯的上下游供应关系向生态协同升级,脸书、微软等标杆企业对虚拟现实领域持续大规模投入,探索界定未来发展路径,众多中小企业基于共同的发展蓝图架构,针对特定领域进行研发创新与产品化工作,部分实现了发展方向、资源能力的生态协同。相比之下,我国虚拟现实生态圈存在各自为战和小而散的问题,产业协同依然差强人意。
虚拟现实厂商对行业应用理解有限,经验不足,应用需求尚无法满足。目前,虚拟现实应用缺少规模化、可落地、有产出的商业实践,应用推广还停留在以“观摩式”为主,应用有限。针对文化娱乐、工业生产、教育培训、医疗健康、商贸创意等应用领域,业内多数虚拟现实解决方案厂商对既有业务流程与现实场景的理解积累有限,仅从 ICT 专业视角出发,难以有效筛选识别多元化、差异化的细分场景需求。
当前 AR、VR 设备的市场基数仍较低,产业链还在培育后期,市场还在等待消费级设备、杀手级应用的出现,尤其是硬件产业链还未成熟,刚需场景缺乏。有业内人士指出,头显设备的价格必须大幅下降才达到相应的市场规模。AR、VR 等终端产品的普及十分关键,硬件产业直接承载着内容,而与硬件产业链息息相关的芯片等关键技术的进一步发展,也直接决定了产业话语权的把控,目前 AR、VR 上下游产业链中,最关键的技术如精确传感、动作跟踪、3D 光学成像、专业视觉计算芯片,以及 AR、VR 操作系统和计算平台都处在搭建阶段,而且技术方向还不明朗,话语权更多地掌握在国外高精尖企业手中,比如需要高通、英伟达提供算力芯片。
3、我国VR/AR产业发展国际差距
差距:技术落后于美国,但中国存在后发赶超的天然优势
全球VR产业的发展脉络同智能手机相似,美国企业率先开始探索,中国企业紧跟其后,美国在技术和内容方面已取得一定先发优势。比如,XR芯片市场,完全可以说是高通一家独大,华为海思2020年也发布了XR专用芯片平台,但尚难规模量产;内容生态方面,国内发展相比美国同行也略有不足,视频、游戏和社交是VR的三个核心应用场景,现阶段最适合推动VR普及的是游戏,而该领域美国拥有先天优势。
虽然国内企业与美国同行相比,在技术和内容上拥有一定差距,但差距并不大,存在弯道超车机会,原因有三:
首先,5G、AI与VR技术的结合,国内企业拥有先天优势。AI技术和VR的结合,是推动VR技术创新的重要途径,而在AI技术应用层面,中国企业较美国同行更易取得优势。5G商用是推动VR复兴的根本动力之一,在新基建大潮下,国内5G商用普及加速,对国产VR企业而言,将会是一项重大利好。
其次,国产企业拥有国内最全的供应链体系的基础优势。同智能手机,VR设备所需的每一种零部件和原材料,在国内很容易就能找到相应供应商。
最后,国产VR企业拥有全球最大的消费市场优势,同智能手机。IDC数据,2020中国VR市场占全球市场份额38.3%,为支出规模第一的国家,其次才是美国、西欧和日本。
美国科技巨头引领行业,中国领先梯队不断追赶
数据来源:IDC 国金证券 安信证券 银河证券 东方证券研究所 至美研究院
4、VR/AR行业当前处于重要机遇期
重要机遇期:处于高速成长的起点
回顾过去,全球AR/VR产业发展至今,已走过了概念期、热潮期和低谷期,目前处在高速成长期的起点,5G、AI、云计算、边缘计算等技术演进、过去几年基础设施建设、疫情倒逼以及全球元宇宙的热潮,推动了AR/VR及新一代互联网生态进入高速成长期。继2016 年虚拟现实产业元年、2018年云 VR 产业元年、2019 年 5G 云 VR 产业元年过后,2020-2021 年将成为虚拟现实驶入产业发展快车道的关键发力时窗。
数据来源:甲子光年、36氪、至美研究院
VR/AR产业痛点在于设备笨重、连接复杂、画面清晰度欠佳、长时间佩戴会产生眩晕感,而造成这些较差用户体验的主要原因是网络传输速率和时延的局限。2019年我国率先开始5G商用,有望解决上述问题。5G大宽带、高传输速率有利于8K及以上超高清内容的实时传输和播放,将有效解决当前VR/AR因网络传输速率低所导致的内容质量不佳、画面不清晰的问题;5G网络延迟小于10 ms, VR/AR因时延所导致的用户眩晕难题得到一定的解决;VR/AR对网络时延要求较高的语音识别、视线跟踪、手势感应等功能也将得到充分发挥。
5G商用的加速到来,开启了VR/AR产业发展的新一轮热潮,将推动VR/AR的应用范围从直播、游戏等消费娱乐领域,加速向工业、医疗、教育等垂直领域渗透,实现规模化发展。从落地行业细分来看,2020年中国在教育、医疗、公共服务、制造业等B端的AR/VR应用支出占比较大,而C端VR游戏市场规模约占比1/3。
5G、AI、云计算 边缘计算助力解决AR/VR行业痛点
数据来源:甲子光年、36氪、至美研究院
我国现存的VR/AR企业普遍存在资金缺乏、盈利情况欠佳的情况,难以满足传统的融资上市要求,科创板设立将为VR/AR企业成长提供有力支持。
5、中国VR/AR发展规模预期
预期:中国预计将领跑全球
规模方面,预计中国AR/VR市场支出规模将领跑全球。至美研究院数据表明,2020年中国市场约430亿元占比超过全球市场份额的一半,预计到2024年,全球AR/VR市场规模将超过4000亿元(2020-2024年复合增速超54%),中国市场规模将超2000亿元(2020-2024年复合增速将超47%)。
6、VR/AR发展趋势
趋势:终端设备轻量化、XR内容云化集中化、应用成本下行、落地应用进入关键时期、行业发展整体加速
XR设备会逐步轻量化,XR应用会逐渐向云端转移,终端逐渐与身体融合趋于无形;内容云化、集中化,便于内容的统一分发和版权管理;云端XR平台将是集成设备的大脑,5G将加速这种趋势的发展,最终形成”XR云+端”的应用生态,彻底融合虚拟和现实世界,催生新的工作和生活入口。
虚拟现实技术成熟度曲线(2020)
来源:中国信通院、 VRPC 整理
中国AR/VR领域支出规模将继续领跑全球,预计中国市场全年行业融资数额和融资事件数量将大幅超过上年。AR赛道、关键硬件领域投融资规模将持续领先,VR赛道开始拼数据,内容巨头将成为主力。虽从2017—2019年的中国VR/AR行业投融资案例数量来看,投融资数量逐年下滑(细分领域内容和硬件占据融资较大比重),但从投融资案例金额来看,中国VR/AR投融资集中度逐年提升,单笔投资金额不断增大,说明资本对于行业信心增强。据 HTC VIVE公布的数据显示,在过去的三四个月内共发生 50 多起 XR 投资事件,其中单个垂直领域数量最多的行业是医疗(达到 10 起)。
2024年预计全球分领域VR/AR科技投资金额(亿美元)
来源:Virtual Reality Dossier、天风证券研究所
当前疫情未见底,宅经济和无接触经济将持续刺激AR/VR技术升级迭代加速、商业应用进一步提速。AR/VR元宇宙已然成为时代风口,元宇宙的发展会进一步极大激活AR/VR内容生态,促进AR/VR行业的发展,随着应用的逐步加大,将逐步实现规模优势,价格下行将进一步带动应用的发展。
虚拟现实终端出货量稳步增长,价格将逐步下降,助推应用发展。2020-2024 五年期间虚拟现实出货量增速约为86%,其中 VR、 AR 增速分别为 56%、 188%,预计 2023 年 AR 终端出货量有望超越 VR。2021 年有望成为虚拟现实终端规模上量、显著增长的关键年份,VR/AR 终端平均售价将从当前2500/9700元人民币进一步下降。
以上数据参考:中国信通院、至美研究院、天风证券研究所、赛迪顾问等研究机构相关文件。
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