干貨!HTC ViveVR、索尼VR、Oculus VR頭顯供應(yīng)鏈全拆解
目前的三大VR頭顯Oculus,HTC Vive,索尼PS VR出貨后,市場表現(xiàn)究竟如何?Piper Jaffray對此的預(yù)測是,2016 年 Oculus Rift 的銷售量將達 360 萬, HTC Vive 預(yù)計銷售 210 萬臺,索尼 Morpheus 140 萬臺。與此同時,三大 VR頭顯在 2016 年的出貨量目標均劍指百萬臺。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201605/291239.htmPiper Jaffray 公司的分析師 Travis Jakel 預(yù)測 2016年 Oculus Rift的銷售量將達 360 萬,HTC Vive 預(yù)計銷售 210萬臺,索尼 Morpheus 140 萬臺。認為不同的VR 平臺各有優(yōu)勢:依托總公司 Facebook 及 Oculus 消費者的意識是 Oculus 巨大的優(yōu)勢。HTC Vive 擁有驚人的高端技術(shù),Valve 公司將會給該平臺帶來巨大的消費市場及游戲生態(tài)系統(tǒng)體驗。索尼也擁有大量安裝 PlayStation 4 的用戶及游戲生態(tài)系統(tǒng)體驗,該平臺是一個集成的技術(shù)平臺。
IHS公司比較謹慎,預(yù)測 2016 年 PlayStation VR 將賣出 150 萬臺、Oculus Rift將賣出 56萬臺、HTC Vive 將賣出 44 萬臺。其中索尼的 PlayStation VR銷量超過 Oculus Rift 和 HTC Vive 的總量,三大頭顯累計將賣出 250 萬臺。PS VR 能夠在出貨量上領(lǐng)先的主要原因在于價格上的優(yōu)勢明顯。
而這其中,中國的貢獻功不可沒,根據(jù)IDC的預(yù)測,2016 年中國VR設(shè)備出貨量將達到 48萬臺,同比增長 476%,翻了將近5倍。根據(jù)艾瑞的測算,預(yù)計 2020年 VR 設(shè)備出貨量 920 萬臺,用戶量超過 2500 萬人。
截止 2014 年,全球共有 20 萬 VR 活躍用戶,并且均為“創(chuàng)新者”或者深度核心玩家,2015 年預(yù)計有 670 萬 VR 活躍用戶,同比增長 3250%,主要是“早期主流”以及青少年用戶的快速滲透,占 61.2%。
其中,VR 付費用戶為 60 萬,付費率為 8.5%。預(yù)計 2018 年將有 1.7億 VR 活躍用戶,“早期主流”或者青少年用戶占66.7%,VR 付費用戶為 280 萬名,付費率為 16.4%。
▎拆開看供應(yīng)鏈
主流的沉浸式 VR頭盔主要由四大部分的電子元器件組成:芯片與傳感器、顯示系統(tǒng)、光學(xué)透鏡和外殼結(jié)構(gòu)件。此外,還要加上位置追蹤系統(tǒng)所必須的光學(xué)系統(tǒng)。
▎視覺計算與圖形渲染芯片
AMD
介紹:2015 年 4 月,AMD推出了 VR解決方案 LiquidVR, LiquidVR可以通過最新數(shù)據(jù)抓取(Latest data latch)、異步著色引擎(Asynchronous shaders)、協(xié)同多 GPU(Affinity Multi-GPU)等功能,在讓用戶獲得更低的延遲、更流暢的畫面、以及更加逼真的存在感和代入感。
2015 年 9月,AMD 將旗下圖形芯片部門分拆,命名為 Radeon Technologies Group,AMD CEO蘇姿豐表示,此舉的目的是讓圖形芯片部門更好地在游戲和虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域發(fā)揮長處。
2016 年 3 月,AMD公布了與位于加拿大的 VR技術(shù)初創(chuàng)公司 Sulon合作項目,最新的 VR 頭戴設(shè)備:Sulon Q。將全部計算芯片都集成在了設(shè)備中,是一款完全不需要外接電腦的便攜式虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備,同時可以支持 VR 與 AR。配置AMD FX-8800P APU(四個 CPU 核心和 512 個 GPU 核心)、Radeon R7 顯卡、Sulon SPU(空間計算處理器)。
上市地點:美國納斯達克
股票代碼:AMD
市值:29.8億美元
NVIDIA
介紹:2015 年 6 月,NVidia(英偉達)宣布推出新開發(fā)套件 Gameworks VR,旨在幫助VR 頭盔和游戲開發(fā)者在 GeForce 系列圖形處理器上進行開發(fā)。同日,NVidia 公布新款旗艦級顯卡 GeForce GTX 980 Ti,為用 Gameworks VR 開發(fā)VR 體驗的公司提供新方案。此前,專門針對虛擬現(xiàn)實設(shè)備的 VR Direct 技術(shù),能夠明顯改善在虛擬現(xiàn)實設(shè)備中普遍存在的圖像延遲狀況。
上市地點:美國納斯達克
股票代碼:NVDA
市值:257.1億美元
高通
介紹:2015 年 11 月,高通正式公布了新移動旗艦處理器 Snapdragon 820,內(nèi)部集成了新一代 GPU,型號為 Adreno 530。與 Adreno 430 相比可提供高達 40% 的圖形處理性能、計算能力和功率利用率,同時還能降低 40%的功耗。Adreno 530 還考慮到了一些前瞻性的應(yīng)用,比如為移動設(shè)備優(yōu)化 VR 虛擬現(xiàn)實,利用充足的性能幫助呈現(xiàn)從立體攝像機實時拍攝的高清晰視頻,包括來自運動傳感器的數(shù)據(jù),以保證虛擬顯示頭盔內(nèi)身臨其境的體驗再一次進化。最重要的一項技術(shù),就是 Foveated Rendering,它能夠簡化圖像處理的過程。在使用過程中,這項技術(shù)并沒有將 VR 和 AR 頭盔屏幕中的圖像像素完全處理,而是把處理能力主要用在了用戶的視線真正注意到的屏幕部分。
上市地點:美國納斯達克
股票代碼:QCOM
市值:751.1億美元
英特爾
介紹:2015 年 12 月 30日,intel推出全球首款搭載 Nibiru VR ROM 與 intel“芯”的 VR一體機,該一體機也是全球首個支持 android 和 windows10 雙系統(tǒng)切換的 VR 設(shè)備。2016 年 1 月全球消費電子展上和創(chuàng)業(yè)公司 Daqri合作,英特爾展示了加入 3D 實感組件的 AR 增強現(xiàn)實頭盔。根據(jù)華爾街分析師的預(yù)計,截止 2016 年 3 月,英特爾在 VR/AR領(lǐng)域的投入超過了 3 億美元,已經(jīng)至少投資了 5 家公司,最大一筆為 1.75 億美元投資以色列體育影像初創(chuàng)企業(yè) Replay Technologies,主要的發(fā)展方向是研究多項多維視頻影像技術(shù)。
上市地點:美國納斯達克
股票代碼:INTC
市值:1419.5億美元
全志科技
介紹:H8/A80 芯片應(yīng)用于 Uranus one和靈境小黑 VR 一體機。成立于2007年,總部位于廣東珠海。是一家智能應(yīng)用處理器SoC和智能模擬芯片設(shè)計廠商。
上市地點:深圳
股票代碼:300458
瑞芯微電子
介紹:2015 年 12 月,騰訊推出第一代游戲機 miniStation,采用瑞芯微 RK3288 芯片解決方案。 騰訊計劃開發(fā)一款集成了傳感器和專用屏幕的頭戴顯示設(shè)備(HMD),通過HDMI,RK3288 芯片已成功應(yīng)用于Highglass 嗨鏡和 Nibiru VR 一體機。2001年成立于福建福州,是獨資的集成電路設(shè)計公司,專注于數(shù)字音視頻、移動多媒體芯片的研究和開發(fā)。
▎位置追蹤與人機交互
HTC Vive
HTC與Valve合作開發(fā)Lighthouse 激光追蹤系統(tǒng),核心原理是利用房間中密度極大的非可見光,來探測室內(nèi)佩戴 VR 設(shè)備的玩家的位置和動作變化,并將其模擬在虛擬現(xiàn)實 3D 空間中。
Vive 頭盔上集成了 44個位置追蹤傳感器,并且在墻上放置兩顆激光傳感器,由于采用的是激光雷達定位系統(tǒng),因此其用戶的移動空間可達 4.5米*4.5米。
Oculus Rift
Oculus Rift CV1 內(nèi)置了多個位置跟蹤傳感器,原理是在 VR 頭顯正面集成十幾個LED 紅外燈,發(fā)射的紅外信號可以被正前方的紅外攝像頭接收,由于采用的是紅外線追蹤技術(shù),并且只有一個,因此用戶的空間移動距離大約只有 1.5 米,用戶必須處于紅外攝像頭的可視范圍內(nèi)可以實現(xiàn)實時位置追蹤,所以距離比較受限制。
索尼
索尼研發(fā) PS Move 體感控制技術(shù)已有 10年,PS MOVE需要與 PS Camera 攝像頭配合使用,攝像頭通過手柄頂部的發(fā)光圓球確定其在三維空間中的位置。PS Camera可以同時識別電視機前的 4個 MOVE 專用控制器,所以最多可以支持 4 人同時游戲。
由實際的用戶體驗來看, PS Camera 和 PS Move手柄由于是多年前的技術(shù),在靈敏度方面不如 Vive和 Oculus。
Opti Track
基本原理是利用多個紅外發(fā)射攝像頭、對室內(nèi)定位空間進行覆蓋,在被追蹤物體上放置紅外反光點,通過捕捉這些反光點反射回攝像機的圖像,確定其在空間中的位置信息。這類定位系統(tǒng)有著非常高的定位精度,如果使用幀率很高的攝像頭的話,延遲也會非常微弱,能達到非常好的效果。
它的缺點是造價非常昂貴,且供貨量很小。利于一個幀率在 120 幀的攝像頭,也就是剛好能達到 VR 應(yīng)用不產(chǎn)生暈眩感的延遲 20ms左右,造價就在 1000 美元以上了,而要覆蓋一個大概 5米 x5米的定位空間,一般需要 6~10個攝像頭。所以目前的應(yīng)用場景主要在不差錢的影視制作、動畫錄制等商用方向。
諾亦騰
成立于2012年,坐標北京中關(guān)村,是一家在動作捕捉領(lǐng)域的公司,研究領(lǐng)域涉及傳感器、模態(tài)識別、運動科學(xué)、有限元分析、生物力學(xué)以及虛擬現(xiàn)實等。
曼恒數(shù)字
2007年成立于上海,開發(fā)光學(xué)位置追蹤系統(tǒng) G-motion。G-Motion 在使用過程中可以支持 2-8 個紅外攝像頭,用戶可以根據(jù)自身需求定制選擇攝像頭的個數(shù),配置不同,G-motion的追蹤范圍也不同,最大范圍可以追蹤 12 米*4 米*3 米的空間范圍,讓用戶在虛擬環(huán)境中擁有最佳的體驗空間。
因此目前主流的 VR顯示屏幕均采用了來自三星、LG和索尼的 AMOLED,理論上 20ms的延時時間可以保證用戶擁有至少 30分鐘的 VR 體驗不產(chǎn)生眩暈。
韓國企業(yè)在 AMOLED 市場占據(jù)絕對優(yōu)勢。據(jù)市場調(diào)查機構(gòu) DIGITIMES Research報告,2015 年全球 AMOLED 面板產(chǎn)達 1147 萬平方米,較 2012 年增加 327%,主要牽動供給面成長的動力仍是韓國廠商,著重的應(yīng)用為智能手機以及電視應(yīng)用。韓國廠商在 AMOLED 產(chǎn)能的全球占有率,2012 年為 97.7%,預(yù)估 2015 年韓國廠商仍可維持83.7%的高比重,主要原因是三星及 LG 顯示器均持續(xù)地擴大其 AMOLED 面板產(chǎn)能,包括擴大既有的 5.5 代 OLED 生產(chǎn)線產(chǎn)能,并可能新增 6 代、8代生產(chǎn)線產(chǎn)能。
▎AMOLED 顯示系統(tǒng)
根據(jù) DIGITIMES Research 的報告,中國大陸 AMOLED 廠商無論是在 TFT-LCD或是 AMOLED 面板產(chǎn)能的擴增上,態(tài)度及企圖心均較臺灣及日本廠商積極,預(yù)估在 2015年時國內(nèi)地區(qū) AMOLED 產(chǎn)能比重可望提高至 7.4%,成為全世界第二大 AMOLED 產(chǎn)能所在地。
截止 2014年底,京東方(2013 年年底)、和輝光電(2014 年年底)成功點亮,2015年,國顯光電、深天馬、信利、友達等企業(yè)的 AMOLED 生產(chǎn)線也投入建設(shè)。
京東方
介紹:創(chuàng)立于1993年4月,半導(dǎo)體顯示技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)提供商,核心業(yè)務(wù)包括顯示器件、智慧系統(tǒng)和健康服務(wù)。2016 上半年 5.5 代線AMOLED 屏即將量產(chǎn)。2014,2015兩年京東方的智能手機、平板電腦面板市占率已達全球第一。
上市地點:上海
股票代碼:000725
市值:796.1億人民幣
深天馬
介紹:1994年4月由深圳天馬微電子公司改組設(shè)立的股份公司。生產(chǎn)液晶顯示器,其AMOLED 顯示面板有望切入 VR 頭盔供應(yīng)鏈中。
上市地點:上海
股票代碼:000050
市值:254.72億人民幣
中穎電子
介紹:國內(nèi) AMOLED 驅(qū)動顯示芯片唯一供應(yīng)商,成立于1994年,專注于單片機集成電路設(shè)計。
上市地點:上海
股票代碼:300327
市值:84.8億人民幣
▎光學(xué)鏡頭和全景相機
Oculus
Oculus采用歌爾聲學(xué)供應(yīng)的菲涅爾球面鏡頭,從 Oculus 官方的說法,綜合重量、體積以及成本等方面考慮,單片式透鏡是各方面更佳結(jié)果,也是目前的更優(yōu)結(jié)果。單透鏡方案可以實現(xiàn)較大的視場角,同時可以實現(xiàn)重量和體積最小,這是目前選擇單透鏡的最重要的原因之一。單片式透鏡光學(xué)像質(zhì)中影響比較大的為色差和畸變,目前主要通過算法進行校正。
HoloLens
微軟 Hololens 的鏡頭是兩個雙膠合透鏡方案,像質(zhì)可以大幅提升,但是視場角會變小,體積和重量也增加很多,當然成本也增加了。新鏡頭的視野比常規(guī)鏡頭稍小,但色差和清晰度要高很多,大大的提高圖像的質(zhì)量。盡管視野區(qū)域變小,但是它不會像Oculus 那樣讓視野受限。
新鏡頭是由微軟研究院的 LensFactory 項目組所開發(fā),目前該鏡頭已經(jīng)可以從Edmund Optics 處購買。購買鏡頭時還需購買一個可見光抗反射膜,這也無形中增加了鏡頭成本。據(jù)悉,新鏡頭的單價在 200 美元左右。
全景相機方面,2015 年以來全景相機有了一個大爆發(fā),國外 Google、三星、諾基亞等大廠都進入了這個領(lǐng)域,還有 360 Heros、Jaunt VR、Next VR 以及 Bubl 等較知名的廠商;國內(nèi)推出全景相機的廠商包括暴風(fēng)魔鏡、Wipet、完美幻境、Insta 360、UCVR 等等。
這么多廠商進入全景相機這個領(lǐng)域,最大的原因是 VR(虛擬現(xiàn)實)的廣闊市場前景,而目前 VR 存在的最大問題之一是缺乏內(nèi)容。廠商做全景相機賭的便是為 VR生產(chǎn)全景視頻。VR頭盔缺少內(nèi)容,而全景相機拍攝的內(nèi)容適合給 VR使用。全景相機的流行也將極大地刺激高清鏡頭和攝像機的出貨。
舜宇光學(xué)
介紹:為HTC Vive提供前置攝像頭。1993年由葉成立于浙江余姚市。 現(xiàn)時業(yè)務(wù)在國內(nèi)經(jīng)營生產(chǎn)、銷售等光學(xué)零件、光電產(chǎn)品和光學(xué)儀器。總部位于中國浙江省余姚市舜科路27-29號。舜宇光學(xué)2015年全年出貨計 301292 KPS,占比 9.4%。并以微弱優(yōu)勢超過玉晶,位列全球出貨占比第二。
上市地點:香港
股票代碼:2382
市值:263.8億港幣
聯(lián)創(chuàng)電子
介紹:。 聯(lián)創(chuàng)電子在光學(xué)鏡頭業(yè)務(wù)方面,是全球最大的運動相機鏡頭供應(yīng)商,2015 年占全球運動相機鏡頭出貨量 60%以上,是全球第一大運動相機廠商 GoPro 主要鏡頭供應(yīng)商。 成立于2007年,有望切入 VR 眼鏡及頭盔供應(yīng)鏈中。
上市地點:上海
股票代碼:002036
市值:103.4億人民幣
歌爾聲學(xué)
介紹:獨家供貨 Oculus,供貨索尼、微軟的 VR/AR 產(chǎn)品。成立于1997年,總部位于山東濰坊,主營業(yè)務(wù)為電聲器件、光電產(chǎn)品、電子配件和LED封裝及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
上市地點:深圳
股票代碼:002241
市值:418.6億人民幣
▎輸入設(shè)備
VR 虛擬現(xiàn)實實際上是模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界,為使用者提供關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身歷其境一般,因此 VR 設(shè)備講究沉浸感。而這種沉浸感不僅僅來自于我們腦袋上戴的頭盔亦或是眼鏡,擁有一個良好的操控體驗也是對虛擬顯示技術(shù)來說也是至關(guān)重要的,也就是 VR 設(shè)備中的輸入設(shè)備。所以,隨著VR 頭顯的發(fā)展,VR輸入設(shè)備也迎來春天。它不僅種類繁多形態(tài)新奇,也涵蓋奇思妙想的 idea 和黑科技。
1.手柄、方向盤、操縱桿等傳統(tǒng)動作控制系統(tǒng)
目前市面上很多 VR 頭盔、眼鏡都是配有手柄來進行操作。比如知名的 Oculus Rift消費者版默認的 Xbox無線手柄以及 PlayStation VR 搭配的 PS4 等。這類手柄屬于較為傳統(tǒng)的一類,我們平時也有很多接觸,使用上自然是很順手的。在不考慮其它因素的情況下,手柄或許也是最容易被接受的設(shè)備之一。然而,VR 虛擬現(xiàn)實強調(diào)的是沉浸感,而這類較為傳統(tǒng)的手柄似乎在這方面帶來的效果欠佳。
出于技術(shù)成熟度、消費者通用習(xí)慣、成本等角度的考慮,三大頭顯(Rift、Vive、PSVR)均配備有 VR手柄進行動作控制和人機交互。
2.跑步機、手套、全身衣等新一代動作控制系統(tǒng)
當完全沉浸在虛擬現(xiàn)實世界中需要走動的時候,可以通過像 Virtuix Omni(跑步機)這樣的設(shè)備來滿足逼真的體驗;源于荷蘭初創(chuàng)公司的 Manus 無線 VR 手套,通過傳感器把手套的動作映射到 VR 中。不過,Manus 能夠做到的是追蹤手部的動作,而關(guān)于整只手臂、整個人在空間中的移動和方向變化,還是要和現(xiàn)有的 VR設(shè)備及控制器配套使用。
3.基于計算機視覺的動作捕捉
三款產(chǎn)品估計是最有代表性的,分別是 Leap Motion、微軟的 Kinect以及英特爾的 RealSense 技術(shù)。
Leap Motion 通過紅外 LED+灰階攝像頭采集數(shù)據(jù)。利用雙目 IR攝像頭形成深度視野,然后通過算法捕捉手勢。
RealSense 采用了“主動立體成像原理”,模仿了人眼的“視差原理”,通過打出一束紅外光,以左紅外傳感器和右紅外傳感器追蹤這束光的位臵,然后用三角定位原理來計算出 3D 圖像中的“深度”信息。通過配有深度傳感器和全 1080p 彩色鏡頭,能夠精確識別手勢動作、面部特征、前景和背景,進而讓設(shè)備理解人的動作和情感。
Kinect 則需要分為兩個版本。雖然第一代和第二代都具備普通 RGB 攝像頭和深度IR 攝像頭,但原理不同,前者利用結(jié)構(gòu)光(Structured Light)原理,后者利用采用飛行時間法(Time Of Flight)。具體的區(qū)別可以簡單理解為結(jié)構(gòu)光首先在空間中打出網(wǎng)格,然后根據(jù)物體反射的紅外來描述物體的空間信息,而飛行時間法是通過傳感器發(fā)出的近紅外光反射時間來計算被拍攝景物的距離,繪制出物體的三維輪廓。
4.基于慣性傳感器的全身動作捕捉系統(tǒng)
這類廠商有很多比如成立于 2001 年的美國廠商 Inertial Labs 的產(chǎn)品 3DSuit 系統(tǒng)、成立于 2000 年的美國廠商 Xsens 的 Moven系統(tǒng), 而國內(nèi)表現(xiàn)出色也是業(yè)內(nèi)認可的是諾亦騰。
5.基于馬克點的光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)
這類廠商具有代表性的有英國 Oxford Metrics Limited 集團旗下的 Vicon系統(tǒng)、成立于 1997 年的 NaturalPoint 公司的 Optitrack,以及美國的 Motion Analysis。
因為光學(xué)+設(shè)備安裝布臵+全身動作捕捉的原因,這類捕捉系統(tǒng)需要占據(jù)一定的空間,而且價格也比較昂貴。雖然精確度較高,但用于消費級 VR市場的可能性不大。然而,VR 主題公園等商用市場則十分適合。從原理上來說,這類基于馬克點的光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)都會使用攝像頭和主動或被動馬克點進行動作捕捉。
▎結(jié)構(gòu)件與代工
勁勝精密
介紹:獨家供貨 HTC Vive 塑料外殼結(jié)構(gòu)件。成立于2003年,總部位于廣東東莞,專注于消費電子領(lǐng)域精密模具及精密機構(gòu)件研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)與銷售。
上市地點:深圳
股票代碼:300083
市值:113.3億人民幣
總結(jié)了上述國內(nèi)企業(yè)的榜樣,就看得到機會還是在的。打好在智能手機時代建立的供應(yīng)體系、質(zhì)量把控、成本優(yōu)勢的手牌,取代部分臺灣、日韓企業(yè),標的則是芯片、傳感器、光學(xué)鏡頭、顯示器、攝像頭這些領(lǐng)域。
接下來,三大頭顯依次拆拆看。
▎Oculus
2012 年 8 月,Oculus Rift 項目登陸 Kickstarter 眾籌網(wǎng)站,籌資近 250 萬美元,首輪融資達 1600 萬美元。2014 年 3 月 26 日,Oculus被Facebook 以約 20 億美元的總價收購。
Oculus 先后推出了三款 VR 產(chǎn)品:
2013 年,Oculus Rift 推出了開發(fā)者版本 DK1,在其官方網(wǎng)站出售,價格為 300 美元。具有兩個 LCD 目鏡,每個目鏡的分辨率為 640×800,雙眼的視覺合并之后擁有1280×800 的分辨率。并且具有陀螺儀控制的視角,可以通過 DVI、HDMI、micro USB接口連接電腦或游戲機。
2014年7月, Oculus Rift在開始銷售第二版開發(fā)套件DK2,配備5.7英寸AMOLED顯示屏,單眼分辨率為 960×1080,帶有三軸陀螺儀、三軸加速計和三軸磁羅盤的 9 自由度傳感器 PCB,價格為 350 美元。
2016 年 1 月 7 日,消費者版本 Oculus Rift CV1 開放預(yù)購,預(yù)計 3月 28 日發(fā)貨,價格 599 美元。 Oculus Rift CV1 與 DK2 在硬件方面差別不大,分辨率提升至 2160*1200(單眼 1080*1200),刷新率由 75Hz提升至 90Hz。附帶 Xbox One 手柄、Oculus 遙控器、Oculus 感應(yīng)器。
根據(jù) BI research 的分析報告,Oculus Rift內(nèi)部的組件超過 200 個,遠遠超過智能手機(平均組件在 40-50個),涉及半導(dǎo)體芯片、傳感器、人機交互、空間位置追蹤、高清光學(xué)鏡頭和光學(xué)顯示等多種技術(shù)領(lǐng)域,因此 VR頭顯的硬件組合難度更高。
1. 主體芯片和傳感器
上圖為 Oculus Rift CV1主體芯片與傳感器結(jié)構(gòu)圖。
主體芯片方面:黃色為 Oculus 采用意法半導(dǎo)體的 STM32F072R8 作為核心芯片,超低功耗 32 位 RSIC 微控制器內(nèi)核 ARM Cortex-M0 MCU;紅色為東芝 TC358870XBG HDMI 轉(zhuǎn) MIP接口電橋;橙黃色為賽普拉斯半導(dǎo)體 CYUSB3304 低功耗 USB2.0 Hub 控制器;綠色為 Winbond(臺灣華邦電子)生產(chǎn)的 64Mb 串行閃存 W25Q64FVIG;深藍色為 CMedia(臺灣驊訊電子)生產(chǎn)的 USB 音頻控制器 CM119BN;淺藍色為 Nordic生產(chǎn)的智能藍牙和 2.4GHz 專有系統(tǒng)芯片 nRF51822;粉紅色為德州儀器 SEM TI 59 C6F3 施密特觸發(fā)器反相器(Single Schmitt-Trigger Inverter)。
傳感器芯片方面:英美盛 MP65 六軸 MEMS 動作追蹤;霍尼韋爾 HMC5983 三軸電子羅盤;意法半導(dǎo)體 STP16CPC26 低電壓 16 位電流汲入型驅(qū)動器(Sink Driver)。
2. AMOLED和屏幕觸控
上一代產(chǎn)品Oculus Rift DK2顯示屏來自于三星Galaxy Note 3.的Super AMOLED,本次顯示屏是三星供應(yīng)的兩塊 AMOLED 屏幕面板,分辨率為 2160x1200,刷新率為每秒 90 幀,視場角 100 度,分辨像素為 456ppi,高于蘋果 iPhone 6s Plus 的 401ppi,低于三星 Galaxy S7 的 576ppi。
屏幕背部為 Synaptics S5050A 觸控芯片。
3.位置追蹤紅外攝像頭
在位置追蹤方面,Oculus Rift CV1 延續(xù)了 Rift產(chǎn)品的紅外攝像頭模式,Ocuus命名為星座傳感器。
上一代紅外攝像頭采用的是微芯科技的 CMOS Serial EEPROM、希華的晶振和鈺創(chuàng)科技的攝像控制器。在 CV1 中,采用的是仍然是臺灣鈺創(chuàng)科技的 eSP770U 攝影機控制芯片(紅色)和 Nordic的智能藍牙和 2.4GHz的 SoC(黃色) 。
Rift 頭顯外表面具備十多個 LED 發(fā)光二極管,主用用途是配合紅外攝像頭實現(xiàn)空間位置追蹤。Oculus Rift CV1 采用德州儀器供應(yīng)的 LED 驅(qū)動芯片 TLC5940116,具有點校正和灰度 PWM控制。
4.菲涅爾光學(xué)鏡頭
Oculus使用 LED加紅外攝像頭實現(xiàn)位置追蹤。
Rift CV1 光學(xué)鏡頭采用菲涅爾原理設(shè)計,由中國大陸的歌爾聲學(xué)供應(yīng),采用的是一組不可移動的非對稱鏡片,上一代 Rift的鏡頭為可互換的圓鏡片。
2015 年 12 月,歌爾聲學(xué)在全景網(wǎng)互動平臺上表示,Oculus Rift CV1 由歌爾聲學(xué)代工。歌爾聲學(xué)此前一直是 Oculus Rift、PS VR 的代工方,根據(jù)后兩者的要求完成硬件設(shè)計和生產(chǎn)。
▎HTC Vive
HTC Vive 是由 HTC與 Valve 聯(lián)合開發(fā)的一款 VR 虛擬現(xiàn)實頭盔產(chǎn)品,著名游戲公司 Valve 通過 Steam VR 平臺提供 VR 游戲內(nèi)容和技術(shù)支持。Vive 的硬件研發(fā)和組裝均由 HTC 完成。
在 VR 頭顯的主體芯片、AMOLED 顯示屏等方面,HTC Vive 與 Oculus Rift CV1并無太大的不同,由于 Vive 由 HTC 自家代工,并且 HTC 在中國臺灣地區(qū)擁有深厚的供應(yīng)鏈體系,因此大多數(shù)部件均來自于美國和中國臺灣內(nèi)部的廠商。中國大陸廠商舜宇光學(xué)和勁勝精密分別為 HTC 供應(yīng)前置攝像頭和塑料結(jié)構(gòu)件。
1. 主體芯片和傳感器
上圖為 HTC Vive主體芯片結(jié)構(gòu)。
主體芯片方面:紅色為意法半導(dǎo)體的 STM32F072R8 作為核心芯片, 與 Oculus CV1相同,超低功耗 32 位 RSIC 微控制器內(nèi)核 ARM Cortex-M0 MCU;棕黃色為東芝TC358870XBG HDMI 轉(zhuǎn) MIP接口電橋,與 Oculus CV1 相同;黃色為 SMSC 的 USB控制器 USB5537B;綠色為 Alpha Imaging (臺灣曜鵬科技)的 AIT8328 圖像處理 SOC;淺藍色為 CMedia 生產(chǎn)的 USB 音頻控制器 CM109B;深藍色為美光的 4Mb 閃存M25P40;粉色為美光的 32Mb 閃存 N25Q032A13ESE40E。
輔助芯片:德州儀器的 TPS54341 降壓轉(zhuǎn)換器和 TS3DV642 雙向復(fù)用/解復(fù)用器;Cirrus Logic(臺灣本宏科技)的WM5102 音頻編解碼器;百利通半導(dǎo)體 PI3EQX7841的 USB中繼器;萊迪思半導(dǎo)體的 LP4K81 A3311RG2 低壓 FPGA。
傳感器芯片方面:英美盛 MPU6500 六軸 MEMS 動作追蹤;恩智浦 ARM 架構(gòu)Cortex-M0 微控制器 11U35F;美國國家半導(dǎo)體的 61AE81U L00075B。
2. AMOLED和光學(xué)鏡頭
HTC Vive 的顯示屏同樣是三星供應(yīng)的 AMOLED 屏幕面板,分辨率為 2160x1200的兩塊OLED,刷新率為每秒90幀, 分辨像素為447ppi,接近于Oculus CV1的456ppi。
Vive 的鏡頭與 Oculus CV1 的非對稱式菲涅爾鏡頭不同,Vive 的鏡頭具有統(tǒng)一的輪廓,通過眼睛的收縮來控制焦距。
3.空間位置定位系統(tǒng)
HTC最大的亮點在于其空間位置定位系統(tǒng) Lighthouse 技術(shù),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,因此 HTC Vive 允許用戶在一定范圍內(nèi)走動,這是它與 Oculus Rift 和 PS VR 的最大區(qū)別。
在 Vive的頭顯表面有 32個激光位置追蹤感應(yīng)器,在兩只 VR無線手柄上的感應(yīng)器數(shù)量合計 48個。Vive配備的兩個空間基地臺分別裝有一個中等尺寸的 LED鏡頭,用于檢測頭顯和手柄發(fā)射的紅外激光,進行空間位置追蹤。
紅外光 LED 控制器內(nèi)部的芯片包括:恩智浦 ARM 架構(gòu) 11U37F 控制器;美國國家半導(dǎo)體 61AFCXU L00075B;博通藍牙 SOC;意法半導(dǎo)體收發(fā)器;德州儀器的 LED 控制器。
同時,Vive還在頭顯正中央設(shè)置了一個前置攝像頭,可將現(xiàn)實環(huán)境中的元素帶進虛擬世界。前置攝像頭(代號 TG07B C1551)來自于舜宇光學(xué)。使用者不需脫下頭戴設(shè)備,即可同時融入現(xiàn)實環(huán)境與虛擬世界中的情境,例如,佩戴著 HTC Vive Pre,拿起飲料,繼續(xù)與朋友的談話。
可見,Vive所搭配的激光位置追蹤系統(tǒng)在硬件方面有較高的要求,配置的攝像頭、感應(yīng)器、LED鏡頭均采用高水平的部件,這也是為何 Vive售價 799美元遠高于其他產(chǎn)品的重要原因之一。從消費者體驗結(jié)果來看,搭配空間激光位置追蹤的 Vive 令用戶相當震驚,我們判斷未來的 VR 產(chǎn)品極有可能采用相似的硬件配置。
▎索尼PS VR
索尼 Playstation V (簡稱 PS VR)由索尼公司自行開發(fā), PS VR 提供了 1920×1080p分辨率的 5.7 英寸 OLED 顯示屏。刷新率在虛擬現(xiàn)實設(shè)備中最高,達到了 120Hz,超過了 Oculus Rift 和 HTC Vive。通過電源按鈕,可以隨時開啟或關(guān)閉頭顯功能,而不需要每次都重新插入 PlayStation 4 主機。
與其他兩款VR頭顯不同的地方在于,索尼需要PlayStation VR通過USB或HDMI接口連接到獨立的處理單元,再連接到 PlayStation 4 主機,來完成 PlayStation VR 無法處理的細節(jié)。Rift 和 Vive 都需要借助高性能 PC 來實現(xiàn) VR 效果,對 PC 的硬件配置要求較高(尤其是顯卡要求)。因此,索尼 PS VR 不需要單獨購買高性能 PC,但是消費者得必須有一臺 PS4 主機。
索尼作為旗下還有多款知名音箱和耳機產(chǎn)品的科技巨頭,自然在聲音方面擁有著得天獨厚的優(yōu)勢。
PlayStation VR 通過專門的 3D音效引擎,能夠?qū)τ螒騼?nèi)的音效進行立體的呈現(xiàn)。
在體感交互方面,與 Oculus 和 HTC獨立開發(fā)全新的交互手柄不同,索尼的 PS VR可以直接使用 PS4 時代的 PS Move 和 PS Camera 實現(xiàn)交互,不過消費者需要額外支付 100 美金左右的費用。
▎結(jié)語
號稱VR開發(fā)者元年的2016已經(jīng)快要過半,且下半年的VR產(chǎn)業(yè)大動作依然在預(yù)期之中。迅速發(fā)展之下,我們也要迅速更新對它的認識。VR產(chǎn)品的體驗尚待改善恰恰是中國企業(yè)突破核心技術(shù)最大的機遇。
眾創(chuàng)浪潮下,在這樣豐富的供應(yīng)鏈體系中,積木式的創(chuàng)新模式使得造VR產(chǎn)品的創(chuàng)業(yè)公司紛紛涌現(xiàn)。盡管我們都有個判斷是:未來VR行業(yè)很可能像手機行業(yè)一樣,能活下去的玩家遠沒有當前下水的這么多,但每個人都希望自己能夠在廝殺中生存。談到這里又是說來話長,但今天的報告能為我們提的一個醒是:借勢成長為供應(yīng)鏈里的巨人, 未嘗不是另一種生存之道。
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