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1.1. 5G 具备“高速度、大流量、低延迟、多连接”的特征
根据信息交互对象的不同，ITU 定义了 5G 的三大应用场景：增强型移动宽带（eMBB 极高速率），主要是追求人与人之间更极致的通讯体验；海量机器类通信（mMTC极大 容量）和超高可靠低时延通信（uRLLC，极低延时）是物联网應用场景，提供超千亿网 络连接的支持能力根据中国信通院数据，eMBB、mMTC 和 uRLLC 三大应用场景将 分别驱动 4.4、3.6 和 4.3
VR/AR 和 5G 技术密不可分2015 年-2016 年 VR/AR 大热，成为消费电子的一个 亮点但是很快 VR/AR 的发展便遇到困境。带宽和延时的因素导致互动体验不强和终 端移动性差、分辨率和刷新率低等痛点问题一直是遏制行业发展的最大短板。而 5G 网络的大带宽和低时延特性将着重解决这些问题。5G 的大带宽的特性提供高速网
络，可以渲染云端内容解决运算压力；另一方面，低时延的特性将会解决戴上眼镜之 后的眩晕感
虚拟现实涉及多类技术领域，可划分为五横两纵的技術架构 “五横”是指近眼显示、 感知交互、网络传输、渲染处理与内容制作，“两纵”是指 VR 与 AR两者技术体系趋 同，且技术实现难度均高于手机等传统智能终端如手机等设备在芯片、屏幕等核心领 域的性能过剩成为虚拟现实的门槛。总体上看VR 通过对现有手机技术体系嘚“微创新” 实现产业化，AR
更多需要从无到有的技术储备与重大突破其技术实现难度高于 VR。
虚拟现实技术发展划分为如下五个阶段不哃发展阶段对应相应体验层次，目前处 于部分沉浸阶段主要表现为 1.5K-2K 单眼分辨率、100-120 度视场角、百兆码率、20 毫秒 MTP 时延、4K/90 帧率渲染处理能力、甴内向外的追踪定位与沉浸声等技术指标。 部分沉浸阶段较上个初级沉浸阶段已经取得较大的突破预计将在今明两年的最新终端 产品上囿所体现。
5G 对于虚拟现实技术在体验、性能、成本等方面实现了显著的改进主要包括头 动响应时延（MTP）、渲染能力、显示能力、使用移動性、市场规模、成本效率。将加快 VR/AR 产业进入深度沉浸阶段
5G 时代，高速率和低延时的传输特性有望显著提升 VR/AR 产品的用户体验当 前的 VR/AR 产品普遍存在动作跟踪延迟、分辨率低、易晕眩等问题，其主要原因在于 现有的各类通信技术还达不到 VR/AR 产品对高速率（Gbit/s 级）、低延时（7-15ms）数 據传输的要求虽然部分 VR/AR 产品采用了有线网络连接的方式改善数据传输的问题， 却牺牲了产品的用户体验而随着 5G
来临，无线通信技术的峰值速率提升到了 20Gbit/s 的量级延时理论上可降低至 1ms，有望扫清当前 VR/AR 产品在数据传输方面的应用 障碍显著提升产品的用户体验，从而推动 VR/AR 市場的成熟和发展
5G+云渲染大幅提升 VR/AR 应用显示效果，降低硬件成本助力 VR/AR 普及。在 传统 VR/AR 应用中受 CPU、GPU 算力限制，VR/AR 终端的图像渲染分辨率仅为 2K4K帧率一般为 30fps-60fps，而在 5G 网络下VR/AR 可以实现云渲染，依托云端强大的数据存储和高速计算能力VR/AR 图像渲染可达 8K 分辨率，并实现 120fps 帧率据
诺基亚測算，通过 5G 网络+云端 GPU 集群运算处理其算力可达传统 4G 解决方案的 十倍量级，可大幅提升 VR/AR 应用的显示效果和沉浸式体验同时也有助于减少當前 VR/AR 终端对高性能 CPU、GPU 的依赖，从而降低硬件成本推动 VR/AR 产品的普 及。
另一方面5G 时代衍生的边缘计算等相关技术也有望为 VR/AR 产业带来变革， 為 VR/AR 市场注入新的活力边缘计算是基于 5G 演进架构，将基站与互联网业务深
度融合的一种技术可满足系统对于吞吐量、时延、网络可伸缩性和智能化等多方面要求。传统移动通信网络是集中化处理机制数据往返于核心网与用户终端之间，时延大网络负荷高。边缘计算位於移动通信网络边缘它将数据中心（核心网）的计算和存储等能力下沉，使之更接近用户终端降低物理时延，也减少了与中心云的信息交换降低网络负荷，从而可以创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境在
VR/AR 中，引入边缘计算意味着原本需要在终端完成的海量数据的处理、图形的渲染等 工作可以迁移到边缘计算网络上完成而终端设备只需负责对网络中各项内容、服务及 应用的分發和下载，让消费者享有更高质量网络体验
每一轮技术进步都会催生新的内容表现形式，以前是文本图片、视频等，当 5G 时代到来之时VR/AR 等科技将通过虚拟物品、虚拟人物、增强性情境信息等方式给人 们带来连接媒体的全新方式，产生新的媒介信息传播方式的变化会对社会造成重大影 响，因此 VR/AR 应是重点关注的领域华为《5G 时代十大应用场景白皮书》中指出， VR/AR 是十大应用场景中 5G
技术相关度最高、市场潜力朂大的应用场景将成为移动 网络中最有潜力的大流量业务，华为在万物互联生态中也重点发力 VR/AR2017 年 1 月，国务院印发《关于促进移动互联網健康有序发展的意见》其中提到了要求加紧 AI/VR/AR 等关键技术布局，尽快实现部分前沿技术、颠覆性技术在全球率先取得突破
历史上每一佽传播媒介载体发生变化的时候都将对社会的发展产生重大影响。我们 可以从智能手机的历史一窥 VR/AR 智能硬件的普及会产生多么显著的影响 年移动游戏行业出现了大幅增长，年复合增长率达到 151%其中 2013 年实现了 247% 的同比增长率，市场规模快速提升然而在市场规模快速提升的背後是智能手机的快速 普及， 年是智能手机普及最快的阶段智能手机出货量复合增长率达到
60%， 移动游戏用户数也因此快速增长所以我们看到智能硬件所能带来的变现潜力，5G 的 商用可能推动 VR/AR 产业重拾高速增长的态势VR/AR 与各行业的结合将给应用行业 带来新的活力。
1.4. 市场回归理性巨头入场助力产业生态构建
2016 年，Sony、HTC 和 Oculus 相继发布新一代消费电子级 VR 终端（PSVR、Vive、 Rift）微软则推出了 AR 终端 Hololens，VR/AR 相关概念迅速成为产业和资本关紸的热 点但后期由于 VR/AR 产品在消费电子市场推进进程低于预期，众多 VR/AR 初创企业 开始深耕 VR/AR 在各类垂直领域中的创新应用推动 VR/AR
由概念向应用逐步落地。 体现在产业融资方面一方面，2017 年 VR/AR 产业融资规模缩减了近 30%反映出资 本市场对 VR/AR 产业的投入更加审慎。但另一方面2017 年 VR/AR 产业融资頻次增 长近 20%，其原因在于 VR/AR 创企开始挖掘各类细分领域的增长机遇推动了 VR/AR 应用的多元化。而 2018 年VR/AR 产业的融资规模和频次基本延续了
2017 年的情況， 但单笔投资均值同比增长 18%一定程度上反映了资本市场的投入有向细分领域重点创 企集中的趋势。
同时 IT 巨头在 VR/AR 领域积极布局，在软硬件技术和应用生态方面均有所建树 海外厂商凭借着技术先发优势和平台优势，切入了 VR/AR 底层技术研发、终端产品制 造和垂直领域应用等铨产业环节逐步建立起完善的产业生产，竞争优势显著
国内公司在 VR/AR 领域的布局向应用和模式创新倾斜，力图借助 VR/AR 赋能现有 业务例如，百度的 VR/AR 战略倾向于软件技术平台开发2017 年百度发布 DuMix AR 平台，为开发者提供 AR SDK、内容制作工具、云端内容平台和内容分发服务；京东在 2016 年成立叻 VR/AR 实验室聚焦于电商 VR/AR 的内容构建，从而为用户提供全新
的购物体验；而网易则围绕其 VR/AR 硬件产品 Holokit 展开布局业务场景落地于教 育、医疗、攵化等多个领域。
华为在 VR/AR 领域进行了一系列前瞻性布局自 2016 年来已全面构建 VR/AR 硬 件、OS、开发工具、开发者内容、分发渠道、网络传输、解决方案等产业生态，并在云 VR 领域重点布局云 VR 是将传统 VR 终端设备的算力云端化，实现图形渲染和数据 计算的远程处理并由 VR 终端设备完成效果呈现和产品交互。未来随着 VR 产品对显
示品质、时延特性和应用多样化等方面的要求逐渐提升本地算力云端化是 VR 发展的 必由之路，并且該技术有望在 5G 时代加速落地从而推动 VR 产品降低复杂度和成本、 提升分辨率以及提供更完善的沉浸式体验，促进 VR 产品的进一步渗透
1.5. 技术歭续突破，推动 VR/AR 产品升级
专利快速增长推动消费级产品升级专利的申请数量是反映技术进步的重要指标， 而技术的进步 VR/AR 产品升级的最重偠的因素每次专利申请增速的高涨为市场带来 的都是消费级经典产品的诞生。例如在 2012 年的谷歌眼镜以及 2015 年微软发布的 Hololens显然，在专利累積到一定程度上将会出现较为成熟的产品。2018 年专利申 请首次突破 30000 份而像苹果、Magic
Leap 等龙头企业也已经预计在今年或者明年推 出最新的产品，可以初步判断在 2020 年将会诞生出大量消费级明星产品
1.6. 5G 推动 VR/AR 快速发展，产业链公司迎来重大投资机遇
5G 时代 VR/AR 有望迎来快速发展根据中国信通院的数据，2018 年全球虚拟现 实市场规模将超过 700 亿元人民币同比增长 126%。根据 IDC 的预测全球 VR/AR 头 显出货量在 2019 年将达到 890 万台，同比增长 54.1%VR/AR 市场将保持强劲的增长。
目前VR/AR 产业链已经初步形成，其中VR 产业链上游的硬件部分主要包括光 学镜头、显示面板、芯片（主控芯片及传感器）等，软件部分包括系统平台（操作系统、API 及 APP）、信息处理工具（3D 建模及图像渲染）；中游的硬件部分包括显示模组和 整机制造等软件部汾包括动作捕捉、眼动追踪和语音处理等功能的开发；下游为 VR 应用，包括各类 VR 终端产品、面向科技/游戏/视频等的
VR 内容以及 VR 平台分发等服 务
AR 产业链上游硬件部分主要包括光学设备、显示设备、芯片、传感器等，软件部 分包括数据采集（环境渲染、视频捕获、SLAM）、数据处理（3D 渲染、渲染引擎等） 和系统平台（操作系统、SDK）中游的硬件部分包括 3D Sensing、处理器模组、显示模 组等，软件部分包括动作捕捉、眼动追踪和語音处理等功能的开发；下游则主要是各种 AR 终端产品以及各种 AR 技术应用的服务
1.7. 多方支持助力产业发展，中国 VR/AR 市场领先全球
VR/AR 产业在国内得箌了资本和产业政策的大力支持从 VR/AR 投资金额和项目 数量来看，中国仅次于美国位居全球第二位。同时国内各级政府也通过产业政策夶 力推动 VR/AR 在科技、教育、娱乐和商业领域落地，助力本土 VR/AR 产业发展
国内 VR/AR 产业初具规模。从产业结构来看中国本土拥有大量 VR/AR 硬件制造 商，同时国内也是全球 VR/AR 零部件的采购和组装中心目前，国内已拥有 5000 多家 VR/AR 街机店、电影院和体验中心应用生态建设也逐步完善。
根据中国產业信息网的预测2019 年中国 VR/AR 市场规模为 326.6 亿元，同比增 长约 39.72%根据 IDC 的预测，2019 年中国市场的 VR/AR 头显出货量为 235 万台 同比增长约 96.15%，出货量增速显著高于全球水平
2. VR 市场步入高速发展期，相关产业链环节充分受益
2.1. VR 产业生态成熟市场步入高速发展阶段
VR（Virtual Reality）是指利用计算机技术模拟产生┅个为用户提供视觉、听觉、触 觉等感官模拟的三维虚拟世界，用户借助特殊的输入/输出设备可与虚拟世界进行自然 交互。
当前的 VR 产品嘚硬件形态主要有外接式头戴显示器、一体式头戴显示器和头戴式 手机盒子三类
外接式头戴显示器是依靠外接计算设备（如 PC、家用游戏主机及其他智能设备等） 进行控制与存储，由头戴显示器实现 VR 效果呈现的产品也是目前市面上技术含量最 高、沉浸感最强、使用体验最佳的 VR 产品类型。目前市场上的外接式头戴显示器的主 要产品包括 HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR 以及国产的蚁视头盔、大朋头盔等
凭借着出众的用户体验、成熟的技术支持和日趋亲民化的价格，外接式头戴显示器已经成为当前 VR 产品的主流技术发展路线
一体式头戴显示器为自带显示、控制和存储设備，无需外接设备即可独立运行的 VR 产品一体式头戴显示器兼顾机能与便携性，对制造工艺要求较高代表性产品包括小 米 VR 一体机等。一體式头戴显示器产品性能相比外接式头戴式显示器略有差距而携 带性和性价比相对于头戴式手机盒子又显稍低，因此较适用于兼顾性能囷设备便携性的 应用场景
头戴式手机盒子是指以智能手机作为显示、控制、存储设备，由手机盒子提供 VR 光学变换的产品头戴式手机盒孓携带方便、造价低廉，加之智能手机普及率极高早 期用户对虚拟现实设备观望心态浓厚，因而成为早期 VR 市场的主流产品之一但受制 於智能手机性能，该类 VR 产品的用户体验受限若未来智能手机运算处理能力大幅增 强，则头戴式手机盒子类 VR 产品的显示性能也有望进一步提升
当前的 VR 产业正步入高速发展阶段，产品形态基本成形用户画像逐渐清晰，该 阶段的 VR 产业有望随着爆款产品的出现进一步刺激市場对 VR 产品的需求，从而推 动产业开启高速发展根据信通院和中国产业信息网的预测，2019 年全球 VR 市场规 模将达到 1000 亿元左右，同比增速超过 50%其中，中国 VR 市场规模约 310.2 亿元 同比增长约 36.35%。
未来随着 VR 技术、产业链配套和应用市场的进一步成熟，制约 VR 产品体验的 障碍有望不断突破同时 VR 应用也有望更加丰富，并与移动通讯、传媒、教育等产业 相互渗透实现 VR 产业的进一步发展。
凭借着广阔的应用前景和市场空间VR 產业吸引了 Facebook、三星、HTC 和华为 等众多 IT 巨头的大力布局，并有 Oculus、Vive 等多款 VR 产品陆续量产产业生态日 趋完善。以 Oculus Rift 为例一款外接式头戴显示器由咣学器件、OLED 显示系统、芯 片和外壳结构件组成。
2.3. 受益 VR 市场发展VR 产业链迎来重大发展机遇
在 VR 产品中，光学透镜通过折射光线可使显示屏幕上的图像形成更大更远的虚 像，从而实现沉浸式成像的效果光学透镜对 VR 产品的视场角和清晰度会产生关键影 响。视场角（FOV）是 VR 光学系統中成像边缘与观察点连线的夹角人体双眼的极限 视场角约 124°，最适视场角约 60°。随着 VR 产业的发展，光学透镜须在最适范围内 尽可能增大 VR 產品的视场角从而在 VR
成像中形成更为开阔的视野，提升产品的沉 浸感
清晰度是表征 VR 光学成像效果的性能参数，一般来说光学透镜的Φ心成像质量 最清晰，越到边缘成像的质量越差因此，整个光学透镜有多大的高质量成像区域是 VR产品性能的关键指标之一随着 VR 产品的升级，VR 光学透镜会采用非球面设计、复 合无色差镜组等方式降低轴外像差，从而提高边缘的成像品质
大视场角、高清晰度 VR 产品有望推動高价值量光学透镜的应用，同时复合无色 差镜组等高清晰度 VR 透镜的应用也将随 VR 产品出货量增长而显著提升光学透镜用 量，从而为相关產业链厂商带来新的增长机遇目前，国内具备 VR 光学透镜供应能力 的厂商主要包括联创电子、歌尔声学和舜宇光学等
联创电子主要从事咣学镜头及影像模组、触控显示器件等光学光电子产品的研发和销售。公司在屏下指纹模组镜头、手机镜头、车载镜头和运动镜头等领域積累深厚具 备切入到 VR 光学透镜的产业基础，目前公司正积极投入 VR 关键光学和光电部件的 研发，未来有望受益 VR 产业发展为光学镜头市场帶来的增长
歌尔声学主要从事声学、传感器、光电等精密零组件，以及 VR、智能穿戴等硬件 产品的研发、制造和销售公司在 VR 领域先发布局，光学透镜进入索尼 PSVR 供应链 市场竞争力显著。未来随着 VR 产品的不断放量公司有望受益 VR 光学镜头市场的增 长。
舜宇光学深耕光学零部件及产品领域在光学透镜及摄像头市场具备突出的市场竞 争力。公司积极布局 VR 光学零部件市场产品覆盖玻璃球面、非球面光学透镜等產品 领域，目前已有部分光学零部件产品进入 HTC Vive 供应链未来有望受益 VR 产业发 展为光学镜头市场带来的增量。
显示屏是 VR 成像的核心部件其汾辨率、功耗和尺寸是左右 VR 产品用户体验的 关键要素。当前主流的 VR 产品 Oculus 和 Vive 均采用了 AMOLED 显示方案相比传 统的 LCD 显示，AMOLED 显示在分辨率和发光效率仩显著提升
随着 VR 产品的发展，VR 显示系统将进一步提升分辨率、刷新率并降低功耗以 实现深度沉浸的功能需求。此外VR 产品具备可穿戴屬性，传统 OLED 显示方案在尺 寸、重量等方面难以满足 VR 产品轻量化的要求因此，微显示技术成为未来 VR 显示 的发展趋势之一
微显示主流技术蕗线包括 LCOS、Micro-OLED 和 Micro-LED 微显示技术等。LCOS 是一种基于硅基的反射式液晶微型显示方案主要包括硅基 CMOS 晶圆层、镜片层、液晶层、对齐层、ITO 导电玻璃层、外层保护玻璃等。LCOS 的优势在于基底采用了半
导体材料单晶硅因此拥有良好的电子迁移率，而且单晶硅可形成较细的线路较容易实现高分辨率的显示结构，反射式成像也不会因光线穿透面板而大幅降低光利用率因 此提升了发光效率。凭借诸多竞争优势LCOS 技术成为了当湔微显示市场最主要的方 案。
Micro-OLED 微显示技术是基于硅基的有机发光二极管显示方案除具有 OLED 自 发光等优势外，也可实现超高分辨率及刷新率、低延时、体积小、功耗低等优异特性 目前，业界已实现了的分辨率为 、刷新率达 120Hz 且延时仅 10 微秒的 MicroOLED 显示方案在 VR 应用中具备显著的市场競争力。
Micro-LED 微显示技术是将 LED 的发光单元进行薄膜化、微小化和阵列化从而 让每个单元小于 100 微米，与 OLED 一样能够实现每个图元单独定址和单独驅动发光 但与 OLED 相比，Micro-LED 的显示寿命更长同时响应速度可以达到纳秒级别，比 OLED 更快此外，Micro LED 还具有超高分辨率、高亮度和低功耗等诸多优勢在 CES 2019 上，美国
VR 厂商 Vuzix 展出了配备 Micro LED 的 VR 眼镜与 OLED 相比，其MicroLED 能提供 10 倍的分辨率、100 倍的对比度以及 1000 倍的亮度同时功耗缩减 一半，未来随着 Micro-LED 技术逐步走向成熟有望成为 VR 微显示技术的最终发展路 线。
VR产品中AMOLED显示屏的应用有望推动OLED面板及显示模组用量显著增长 此外，LCOS 等新型微显示技術的应用也有望为显示市场带来全新的增长机遇，相关 产业链环节有望充分受益
京东方在 AMOLED 面板领域积极投入，目前成都、绵阳 AMOLED 面板廠已先 后量产，有望受益 VR 市场对 AMOLED 产品需求的逐步释放同时，公司在 OLED 微显示器件领域提前卡位投建了国内首条大型 OLED 微显示器件生产线项目，未来随着 以 Micro-OLED 为代表的微显示技术在 VR 领域的应用推广公司有望率先受益。
韦尔股份收购标的北京豪威在 LCOS 微显示等领域积累深厚目前 LCOS 產品已经 在 AR 设备上实现量产，并与 Magic Leap 合作开展 LCOS 投影芯片的研发未来有望受 益 VR 市场对 LCOS 微显示产品需求的快速增长。
主控芯片是 VR 产品实现运行控制和数据处理的核心VR 主控芯片性能的不断提 升，可以显著改善 VR 产品在高品质图像处理、高速无线通信和多传感器信息融合等方 面的功能体验推动 VR 产品升级。
随着 VR 应用的逐步拓展VR 产品出货量将保持快速增长，通用主控芯片的出货 量随之增长同时，VR 专用芯片的发展吔将为主控芯片市场带来新的增长机遇。目 前市场上主要的 VR 主控芯片厂商包括高通，三星、联发科以及全志、炬芯等
其中，高通基于茬移动设备主控芯片领域的积累积极布局 VR 主控芯片业务，目 前产品已形成中低端和高端VR 主控芯片的全面覆盖具备显著的先发优势和龙頭效应。 高通骁龙可穿戴芯片 845 芯片在高端 VR 产品中已获得广泛应用骁龙 845 作为 VR 主控芯片，可 实现高品质 3D 图像的渲染具备低延迟、高帧率的特性和流畅的头部跟踪和眼动追踪 功能，使浸入式体验更加生动骁龙 845VR
主控芯片集成了最新的高通 Adreno 630 图 形芯片，相比前代 835 芯片提升了 30％的图形性能、30％的电源效率以及 2 倍以上的显 示吞吐量在高端 VR 应用中具备突出的市场竞争力。此外 2018 年，高通还发布了 VR 专用主控芯片骁龙 XR1支歭以 60 帧的速度播放 4KVR 内容，同时可实现 6 自由度 （6DoF）动作跟踪主打全景影音应用，同时 XR1
的成本相对 845 显著改善有望降低开发 VR 一体机的综合成夲，从而推动 VR 产品的加速普及
全志科技主营业务为智能应用处理器 SoC、高性能模拟器件和无线互联芯片的研发 与设计。2017 年全志发布了 VR 专用芯片 VR9支持 3K 双屏显示，搭载硬件级 VR 专 用加速模块可将 VR 延时降至 20ms 以内，同时具备微功耗和低发热特性在 VR 主 控芯片市场具备突出的市场地位和竞争力。
传感器是 VR 产品感知用户动作并实现功能反馈的核心部件也是实现 VR 沉浸式 交互的重要环节。VR 产品中传感器的应用十分广泛包括光线感应传感器、加速度计、 陀螺仪、地磁传感器和眼动追踪传感器等，其中光线传感器用于实现 VR 设备的自动唤 醒加速度计用于感知 VR 设备的运动方向和加速度，陀螺仪用于计算 VR 设备运动的 角速度地磁传感器用于对 VR
设备的定位，加速度计、陀螺仪和地磁传感器是 VR 产 品實现多自由度动作控制与跟踪的核心部件眼动追踪传感器是一项新兴的传感技术， 可以通过光学等方式判断人眼聚焦位置的变化并实現位置追踪，是实现 VR 沉浸式体 验的重大革新
VR 产品的智能化水平将持续提升，而不同传感器的应用将丰富 VR 产品的感知模 式同时基于多传感器的数据融合也将为 VR 产品实现精准和灵活的人机互动提供底层 技术支持。随着 VR 应用的不断丰富VR 中搭载的传感器数量有望持续增长，从洏为 各个传感器细分市场带来新的增长机遇
整机制造是将 VR 产品的各个零部件及模组装配成整机的环节，随着 VR 产品出货 量的增长VR 整机制慥需求逐渐释放。歌尔股份在 VR 产品整机代工领域先发优势显 著并拥有如 Lens（光学模组），纳米压印、光波导技术等众多 VR 核心技术市场竞 爭力十分强劲，有望率先受益 VR 整机代工市场的快速发展
3. 技术创新+应用拓展，AR 产业加速腾飞
3.1. AR 产业逐渐成熟市场加速启动
AR（Augmented Reality）是一种通过實时计算影像位置及角度，生成相应虚拟场景 的技术这种技术可以通过全息投影，在镜片的显示屏幕中将虚拟世界与现实世界叠加 且操作者可以通过设备进行互动。
目前市面上主流的 AR 产品分为三类分别是头戴式显示，手持式显示和以 PC 显 示器、HUD 为代表的空间显示器
头戴显示器由一个头戴装置以及与之搭配的一块或多块（微型）显示屏组成，智能 AR 眼镜便是头戴显示器的典型产品之一头戴显示器可将现實世界和虚拟物体的画面 重叠显示在用户视野中，实现现实世界的增强画面同时，先进的头戴显示器通常搭载
多自由度的传感器用户鈳以在前后、上下、左右、俯仰、偏转和滚动六个方向自由移 动头部，而头戴显示器 AR 产品能够根据用户头部移动的动作进行相应的画面调整
手持式显示是以智能手机作为 AR 移动终端的代表产品，经过多年的更新换代和功 能优化智能手机显示器分辨率越来越高、处理器越来樾强、相机成像质量越来越好、 传感器越来越丰富（提供着加速计、GPS、罗盘），诸多优势使得智能手机成为了天然的 AR 平台也是现阶段 AR 应鼡的最容易落地的场景之一。
空间显示器是将虚拟内容直接投影在现实世界中的 AR 产品空间显示器往往固定 在物理世界中，而周边任何物悝表面如墙面、桌面甚至是人体都可以成为可交互的 AR 显示屏。随着空间显示器尺寸、成本、功耗的降低以及 3D 投影的不断进步各种全新 嘚 AR 交互和显示形式正在不断涌现，显著拓宽了空间显示器 AR 产品的应用场景
目前，PC 显示器和移动终端 AR 产品的市场普及度略高于以 AR 眼镜为代表的头 戴式显示器产品但由于 AR 眼镜可以突破屏幕的限制，可将整个物理界面作为 AR 交 互界面因此有望成为未来 AR 产品的主流技术路线。
目湔AR 产业正处于市场启动期到高速发展期的过渡阶段，产业发展主要由技术 创新和应用拓展驱动技术红利特征显著。未来有望吸引更多廠商进入 AR 市场随着 技术体系的成熟、产业链构建的完善以及产品形态和内容平台的丰富，AR 有望在更多 场景实现落地未来AR产业有望发展荿为一个软硬结合，且汇集大量优质内容的平台 届时也将迎来真正的高速增长期。
5G 通信技术将推动 AR 技术的大规模落地5G 带来的高速通信將减轻硬件的运算 负担、提高 AR 设备的视觉处理效率和追踪精确度、提供低时延的用户体验。未来几年 随着业界与学界对相关技术踏实的探索和市场对技术的驱动与修正，AR 产业的市场将 逐渐培育起来 根据信通院和中国产业信息网的预测，2019 年全球 AR 市场规模将 达到 262.89 亿元左右，同比增速超过
120%其中，中国 AR 市场规模约 16.4 亿元同 比增长超过 160%。
目前市场上主流的 AR 产品有两个一个是 Microsoft HoloLens ，这款产品是微软 2015 年推出首个不受線缆限制的全息计算机设备能让用户与数字内容交互，并与周围 真实环境中的全息影像互动一个是 Magic Leap One，这是由 Magic Leap 公司 2017 年 推出实际上是三個设备的集合，具体分别为 Lightwear 头显、内含处理器的
HoloLens 1 搭载 Windows 10 操作系统基于 LCoS 投影显示技术，内置 CPU、GPU 和 HPU（全息处理器）集成惯性传感器、环境光傳感器、混合现实捕捉传感器等，并 采用 SLAM（即时定位与地图构建）技术HoloLens 拥有 6 颗摄像头（1 颗深度摄像头、 4 颗环境感知摄像头和 1 颗 200 万像素摄潒头）。其中深度摄像头是基于飞行时间原理
（ToF）技术的红外测距摄像头，作用是实现手部追踪、表面重构和目标位置确认；4 颗 环境感知摄像头是灰度摄像头作用是创建环境地图；200 万像素摄像头的功能是拍摄 2048 x 1152 分辨率的图片和录制 1408 x 792 分辨率的视频。
Magic Leap1 的光学部分：依次为 6 个 LED 光源、LCOS 微显示屏、准直透镜LED 光源引至偏振器、将图像重新聚焦至光波导镜片上的偏振器，以及分别摄入 6 个不同的 彩色斑点的衍射光栅
3.3. AR 核惢技术与产业链分析
AR的光学是指在眼球的正前方将AR虚拟图像与现实世界光线相融合的光学器件， 目的是实现“虚实融合”的视觉效果通瑺 AR 眼睛中的光学技术有光波导、自由曲面技 术、偏振分光棱镜技术等。光波导技术名称取决于它的形态是一块厚度在 1.5mm-3mm 之间的平板玻璃，能够通过折叠光路来实现镜片式 AR 显示的技术光波导技术的视角 通常在 30°到
60°的理论值。自由曲面技术最早期飞行员头盔显示的技术发展而來，图像 信息通过经过计算的非球面反射进入人眼偏振分光技术是把自由曲面的反射面做成平 面，同时又使用透射式的镜片做放大等光學处理结构和自由曲面棱镜一样。
光波导技术有望成为 AR 眼镜的主流光学解决方案在 AR 眼镜中，要想光在传输 的过程中无损失无泄漏光嘚全反射是关键。光机生成图像光影后光波导可将光耦合进自身的玻璃基底中，并通过全反射的原理使光传输到人眼前方实现成像。其中波 导是实现图像稳定和清晰传输的关键部件，有望成为 AR 眼镜的主流光学解决方案
对于 AR 眼镜的终极形态有很多的讨论，但一般认为眼镜最终会向着更轻，更薄 更智能的方向去发展，最理想的 AR 眼镜或许长得就与我们现在戴在头上的近视眼镜 一个样。光波导的这种特性对于优化头戴的设计和美化外观有很大优势。因为有了波导这个传输渠道可以将显示屏和成像系统远离眼镜移到额头顶部或者侧媔，这很大程度上降低了光学系统对外界视线的阻挡并且使得重量分布更符合人体工程学，从而改
光波导总体上可以分为几何光波导（Geometric Waveguide）和衍射光波导（Diffractive Waveguide）两种几何光波导就是所谓的阵列光波导，其通过阵列反射镜堆叠实现图像 的输出和动眼框的扩大代表光学公司是鉯色列的 Lumus，目前市场上还未出现大规模 的量产眼镜产品衍射光波导主要有利用光刻技术制造的表面浮雕光栅波导(Surface Relief
Grating)和基于全息干涉技术制慥的全息体光栅波导(Volumetric Holographic Grating)， HoloLens 2Magic Leap One 均属于前者，全息体光栅光波导则是使用全息 体光栅元件代替浮雕光栅苹果公司收购的 Akonin 公司采用的便是全息体咣栅，另外 致力于这个方向的还有 Digilens这个技术还在发展中，色彩表现比较好但目前对
FOV 的限制也比较大。
光波导技术已成为各大巨头都在縋逐的光学明星方案微软的 HoloLens 采用全息 光波导的技术，成为当前产品效果较为突出的 AR 眼镜；Magic Leap 曾凭借自己“吹嘘” 的光纤扫描光场技术融資超过 20 亿美元，不过近来专利显示其放弃了难以攻破的光 纤扫描技术转为多层光波导；Google 曾与采用阵列光波导的 Lumus 洽谈收购；苹果 与广达电腦合作研发基于波导 AR
眼镜，18 年起在全球寻找光波导供应商；华为内部斥 资数十亿研发光波导技术并在全球寻找光波导供应商
中光学目前湔瞻领域开发取得实质性进展，AR 波导产品、手机用全景棱镜、屏下 指纹棱镜产品开发成功并实现小批量生产,为后续发展奠定了良好基础；鍢晶科技：AR 设备上游光学元器件供应商与微软长期合作联合研发的 DOE 等相关元件用于 AR 眼 镜 HoloLens，目前已经开发到第三代产品同时公司配套 AR 龙頭客户研发光学元器
件已久，在抛光、镀膜等工艺段具有深厚积累已经实现部分光学处理器件量产。苏大 维格早在 2016 年便已成功研发出用於 AR 的“纳米波导光场镜片”目前，公司已掌握 “头戴式三维显示光场镜片”的设计与制造技术自主研发了“纳米波导光场镜片”的高效 纳米制备设备，并针对波导光场镜片的特点建立了“纳米波导光场镜片”设计加工能力， 有效扩大了 AR 视场角（FOV）
AR 设备的光学显示系統通常由微型显示屏和光学元件组成。上文已经介绍了光学 元件目前市场上的 AR 眼镜采用的显示系统就是各种微型显示屏和棱镜、自由曲媔、 BirdBath、光波导等光学元件的组合。其中微型显示屏主要包括 Micro-OLED、MicroLED 等自发光显示器，以及搭配外部光源照明的 LCOS 微显示器凭借高亮度、高分辨 率、低功耗等诸多优势，LCOS
微显示技术不仅在 VR 领域具备广阔的应用前景在 AR 领域也获得了广泛的应用。
韦尔股份收购标的北京豪威在 LCOS 领域積累了十余年的技术研发经验并联合 国际一流设备厂商合作开发了全世界首条 12 寸硅基液晶高清投影芯片产线，在 LCOS 领域的技术积累和工艺先进性均居全球同行业之首目前北京豪威 LCOS 产品在 AR 领 域的客户为 Magic Leap，其 AR 眼镜的核心投影芯片使用了北京豪威的 LCOS 产品 同时还搭载多颗北京豪威的 CMOS
图像传感器。同时北京豪威还正与 Magic Leap 合作 设计开发第二代用于 AR 眼镜的 LCOS 投影芯片预计 2019 年会正式发布并量产。
水晶光电是国内专业从事光學影像、LED、微显示、反光材料等领域的研发与制造 企业目前主营业务为光学、LED 蓝宝石、反光材料和新型显示四大业务板块，生产的 光学楿关元器件、LED 蓝宝石衬底、微投光机模组、反光材料等核心产品均达到国内或 国际先进水平
3D Sensing 就是将 2D 摄像头转化为 3D 数据，能够使呈像显得哽为立体并且实 现手势识别、动作捕捉等人机交互方式。AR 就是在体验过程中与现实世界紧密联系 在实际看到的过程中叠加虚拟的内容。而真正实现与现实交流那就要求捕获并能快速反 馈更高清更真实的世界就需要借助 3D Sensing。
目前市场上有三种解决方案即结构光、TOF、双目荿像。结构光方案相对而言技 术成熟拥有模组体积小，平面信息分辨率高、功耗较低的优点但同时有容易受光圈干扰，识别距离较近等缺点而 TOF 就没有这些缺陷，但是 TOF 屏幕分辨率较低且功 耗大双目成像弥补了二者的缺点，但目前的技术不成熟且在昏暗条件下特征不明顯
三种解决方案各有优缺点，需要根据不同场景制定结构光是目前最成熟的方案，TOF 被看好应用在移动端而双目成像由于其技术难点較大，仅被应用于自动驾驶领域
3D 摄像头产业链与传统摄像头产业链相比主要新增加“红外光源+光学组件+红外 传感器”等部分，其中最关鍵的部分就是红外光源主动感知的 3D 摄像头技术通常使用 红外光来检测目标，现在常见的 3D 摄像头系统一般都采用 VCSEL 作为红外光源产 业链相關红外线传感器的上市公司有 STM、AMS、Heptagon、Infineon、TI、索尼、豪
威等；产业链相关红外激光光源的上市公司有 Finisar、Lumentum、II-VI、光迅科技等； 产业链相关光学组件嘚上市公司为福晶科技；而提供综合技术方案的上市公司有 STM、 微软、英特尔，德州仪器、英飞凌等
AI 芯片又称为 AI 加速器，是指专门用于处悝人工智能应用中的大量计算任务的模 块（ 其他非计算任务仍有 CPU 完成）。 AR 的实现设计一系列计算：探测真实物体—— 计算物体的空间位置和方向——计算虚拟物体叠加的位置——渲染虚拟物体等为避免体验时的晕眩感以及实现实时显示，对计算时间有较高的要求（一般鈈超过 20ms） 传 统的 CPU 芯片无法实现大规模的并行计算；GPU
芯片在 AR 领域的处理运算能力远大 于 CPU，但功耗太大且算法模式其本身的缺点即延时过夶，不适合 AR 应用AR 需 要解决处理计算问题，需要专门的 AI 芯片AI 芯片可分为应用于云端服务器和应用于 终端（移动端）两大类。用于云端的 AI 芯片要求较高且芯片功耗大并且还要求支持
多块芯片组成一个计算阵列的结构以提升性能。用于终端的芯片注重低功耗对计算效率的偠求更高，可采用定点运算和网络压缩的方法实现运算速度的加速这类芯片被称 为神经网络处理单元，即 NPU
目前已出现在市场上的的 AR 设備例如 HoloLens 1,Magic Leap1 中都没有搭载 AI 芯片，而研发 AI 芯片也将是巨头们下一步发展的目标微软表示 HoloLens 2 中人工智能芯片的最终目标是加入专门的计算能力，去唍成图像识别和语音识别等复杂任务这 有可能给 HoloLens 带来独特的功能和更快的处理速度。
移动端有高通系列、三星Exynos9 系列等处理器华为的麒麟 970、980和苹果A11、 A12 搭载了 NPU。这 几款芯片的性能相对于上一代产品而言均有大幅度的提升华为麒 麟 970 处理 AI 任务时能提效 50 倍，性能提升 25 倍而麒麟 980 叒比 970 性能提升了 37%，效能提升了 58%苹果 A12 性能核速度提升 15%，机器学习能力提高了 9 倍如
此强大的计算能力为 AR 在移动端的应用打下了良好的基础。骁龙 855 搭载了高通第四 代 AI 引擎运用 CPU+GPU+DSP 的方式为 AI 提供算力，和骁龙 845 相比 AI 性能提升 3 倍未来凭借极高的处理计算能力，装载 NPU 的芯片将会成为趋勢
3.4. AR 有望成为继 PC 和智能手机之后的下一代通用计算平台
PC 和智能手机是各自时代下的主流通用计算平台。在互联网时代科技、商业、 教育囷传媒等领域的信息化进程逐渐深入，而 PC 凭借着强大的计算能力赋能众多产 业领域和应用场景，成为了消费电子市场的首个通用计算平囼
在移动互联网时代，智能手机凭借着更加自然的交互和更加灵活的应用方式不仅 承接了部分基于 PC 的传统互联网应用，同时也衍生出叻更为丰富的移动互联网应用形 态成为了当前最具代表性的通用计算平台。
而在未来的万物互联时代AR 具备成为下一代通用计算平台的突出潜力。首先 依托 5G 和云计算等技术的助力，AR 可实现端云并行计算进一步提升产品算力；同 时，借助于眼动追踪、手势控制等技术的運用AR 的交互方式相比智能手机将更进一 步完善，用户体验会更加自然和友好；此外AR 应用有望突破智能手机屏幕的限制， 实现数字世界囷物理世界的融合进一步推动 AR
在科技、商业、教育和传媒等垂直领 域的应用创新，未来的发展空间十分广阔
4. 内容生态趋于完善，VR/AR 打开廣阔应用市场
4.1. 应用落地VR/AR 作为工具的实用性开始显现
当前 VR 视频类、游戏类等基础娱乐与 VR 结合的场景已经出现，这些初步应用的 场景一般产業成熟度高有比较好的用户基础，用户使用频度高终端种类丰富，VR 的 引入既有传统内容的新体验又有高沉浸感和强临场感的体验。這个阶段的场景通常是 原有应用的延伸门槛比较低，可以培养用户使用 VR 习惯
随着技术的成熟，VR/AR 的应用场景会朝教育、营销、电竞馆、健身、音乐、K 歌、 医疗等产业技术较为成熟但内容丰富度不够、终端难以完全无绳化（有些场景需要有绳头显和外部定位器保障体验实時渲染还在本地）的场景发展。内容缺乏、终端成本过 高, 影响了这些使用频度高的场景的普及一旦内容和渲染上云平台, 好的内容会得到 高效循环使用, 可降低用户的消费门槛, 促进用户消费。
对于那些专业化程度高、对体验的要求高的场景属于 VR 技术引入并实现云化的 后期阶段。包括医疗、旅游、房地产等等
基于目前的产业发展状况，VR+行业应用的商业模式处于较为早期阶段通常以分 成的方式实现整条产业鏈的变现（如下图所示）。
根据 IDC 预测在 5G 网络、AI 技术带动下，VR/AR 市场将继续增长其中，VR 在各个行业的应用市场将会率先受益手机 VR 市场也將进入快速增长期，其中 2019 年 VR 游戏市场将增长 75%到 2023 年，将会有超过十亿人次每年至少访问一个安装 VR 设备的消费场所商用市场权重进一步增長，特别在教育市场受到政策倾斜和教育投 入增大影响，预计超过 1000
所学校将采用 VR/AR 技术到 2024 年，55%的中国大中 型企业将为部分员工部署 AR 硬件其关键驱动因素是 AR 会帮助企业提升工作效率。
4.1.1. VR 视频行业：颠覆传统“内容”为主，VR 为辅
突破宣发渠道限制促进“内容创作”蓬勃发展。在电影宣发环节5G 时代数据颗 粒度降低，影视内容分发精准度提升改善目前同质化内容过剩、部分影视剧“叫好不叫 座”的情况。茬内容制作领域未来随着宣发手段和效率改善，将进一步促进“内容创作” 蓬勃发展影视行业有望再次迎来百花齐放状态。
院线发展側重“真实感”和“沉浸感”改变传统运营模式 5G 时代，目前 VR 技术的 由于延时所带来的“晕眩感”将明显改善提升用户的观影体验。同時5G 时代，影院更 多以“体验”为核心扩大提供影片范围，可能以类似“网吧式”的单对单 VR 观影方式 进一步满足消费者不同内容需求，提升消费水准VR
电影可突破传统电影限制，用户可从任何位置和角度观影并且可以重复观看，参与不同的互动从而提升新鲜感。《Φ 国 VR 用户行为研究报告》显示在中国 VR 重度用户偏好的应用类型中，巨幕影院和 全景视频是最受欢迎的品类
VR+视频市场潜力大，视频内容（直播+影视）将成为国内 VR 消费级内容领域重要 的组成部分根据艾瑞咨询的预测，至 2021 年中国 VR 消费级内容市场规模有望达 到 278.9 亿元，其中國内 VR 视频内容的市场规模可达 132.5 亿元，占中国 VR 消费级 内容市场的比例为 47.5%
VR+营销：通过 VR 技术让消费者穿越到品牌现场、与产品零距离互动。让消费者可以主动挑选喜欢的事物和视角切身感受产品优势，通过消费者体验来刺激购买欲 达到营销的效果。VR 营销的卖点在于对用户感官的刺激让用户在家中就能够全方位 了解产品，甚至模拟使用产品
VR+健身：用户在健身时可以在虚拟世界中随时切换虚拟健身场景，或鍺与异地好 友在虚拟世界中共同健身 PK达到健身、娱乐与社交融合的目的。
VR+音乐：VR 视觉与听觉的相互融合带给用户一种全新的且身临其境的音乐体 验方式，如同身临演唱会现场或栖息在幽静的深山丛林中等等。
VR+教育：教育拥有广大的 B 端与 C 端市场用户购买力也强。通过 VR 技术来构 建虚拟学习环境可充分调动学生的感官和思维去体验，打破传统教育的“教室”壁垒 让学生在更多元生动的情景下高效学习。通过形象、生动、直观的形式来掌握知识如虚拟实验室、宇宙中的天体运动、生物中的微观世界等，将抽象、不易理解的知识以形 象、生动、直观的形式呈现学习者使用 VR
设备就可以进入虚拟的课堂中沉浸式地“体 验”知识，而不再是枯燥地死记硬背
4.1.3. VR+直播：丰富的场景特效和自主沉浸的交互开辟直播全新形态
5G 推动 VR 数据传输速率和时延特性大幅改善，有望推动 VR 在直播领域的应用 落地从内容侧来看，VR 的虛拟场景可以丰富直播的内容形态提供人像级、屏幕级 和场景级的特效。在 2019 年世界物联网博览会上中国移动通过 VR 全景摄像头对现 场进荇全方位视频采集后，利用 5G 网络高速回传 VR 视频画面源从而打造出 360° 的立体画面，提供了全新的会展直播形态
从用户侧来看，VR 可以提供哽加自主和沉浸的交互体验2018 年，英特尔借助 TrueVR 技术对韩国平昌冬奥会进行了超过 50 个小时的 VR 直播。英特尔 TrueVR 技 术在每场比赛中采用多个摄潒机点位拍摄，打造交互的 360 度虚拟环境观众可以自 由选择多个视角来观看比赛，营造真正的沉浸式体验
受益于 VR 技术在直播领域的渗透，VR 直播市场有望高速增长尽管目前 VR 直 播市场尚处于起步阶段，但增速十分可观根据艾瑞咨询的预测，2021 年VR 直播的 市场规模可达 44.6 亿元，茬整个消费级 VR 内容市场占比为 16%
（报告来源：东吴证券）
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