2023年11月30日，元宇宙投融邦进行了“产业零距离第二期：技术视角下的VR产业发展路径”专题线上分享会，由元宇宙投融邦投资总监吴秀文老师进行主持分享。
分享要点
● VR行业发展历程如何演变?
● VR核心技术迭代过程?
● VR产业当前发展处于什么阶段?
● 未来技术和产业发展趋势是什么?
● 数字人产业发展的挑战有哪些?
“产业零距离”聚焦于元宇宙、人工智能等相关产业，兼顾技术性和商业性，研究前沿技术产业的发展态势、市场前景、投融资热点等，提供清晰的行业洞察和前瞻性判断；分析典型企业的发展脉络、商业模式和成功经验，探索可借鉴的企业成功发展之道。
在此，我们也诚邀各企业、老师一起合作探讨，共同参与后续的直播分享。
虚拟现实（VirtualReality）是一种计算机仿真系统，可以创建和体验虚拟世界，利用计算机生成模拟环境，具有多源信息融合、交互式三维动态视景和实体行为。简单来说，虚拟现实技术就是一种能让你在计算机生成的环境里体验虚拟世界的技术。现在市面上有很多款虚拟现实产品，比如MetaQuestPro、PICO4、索尼PlayStationVR2、华为VRGlass等等，它们都能让你沉浸在虚拟世界中。
图1 VR/AR产业发展进程
VR核心技术进步
VR设备的关键元件主要包括光学、显示、芯片与传感交互，这些关键元器件的技术水平决定了设备性能，即沉浸性、交互性、舒适性。
（1）光学技术迭代
虚拟现实光学技术，如同一座神秘的迷宫，有着千变万化的光路设计。它们被划分为垂直光路（非球面透镜、菲涅尔透镜）、折叠光路（Pancake、液晶偏振全息）、复合光路（多叠自由曲面、异构微透镜阵列）以及特定光路（超表面/超透镜）四种方案，每一种都有其独特的魅力和功能。
图2 光学方案的分类及技术参数对比
从早期的VR盒子到现在的VR一体机，VR光学技术经历了非球面透镜、菲涅尔透镜到Pancake三个阶段。然而，探索并未停止，前沿技术如液晶偏振全息、多叠自由曲面、异构微透镜阵列以及超表面/超透镜等正在不断推动VR光学技术的进步。无论哪种方案，其目标都是追求更大的视场角、更短的光学镜头总长以及更小的畸变，让我们能够更好地沉浸在虚拟世界中。
（2）显示技术迭代
作为沉浸式体验设备，显示屏是最接近用户眼睛的零部件，因此显示屏的观感直接决定了用户体验。目前，主要的显示技术有LCD、OLED、MiniLED、MicroLED、MicroOLED等。
图3 LCD液晶显示屏
LCD是液晶显示屏，实现彩色显示；OLED是有机发光二极管，解决了背光源问题；MiniLED被视为是MicroLED的过渡期，是传统LED背光基础上的改良版本，作为LCD面板的背光源使用；MicroLED则是新一代的显示技术，性能更胜OLED，但该技术尚不成熟，在芯片、背板、巨量转移、全彩化、接合、驱动和检测维修等方面仍然存在一些技术瓶颈；MicroOLED又称硅基OLED（OLEDoS），它的屏幕基板不再采用玻璃，而是单晶硅晶圆，因此显示器更轻薄短小、耗电量更低、发光效率高，亮度和像素密度表现都很好，特别适用于VR/AR等显示穿戴式设备。
图4 MicroOLED
（3）芯片技术迭代
芯片仍是制约VR硬件性能的关键因素。目前高通XR2仍是主力芯片，很多主流的VR一体机均使用了高通骁龙XR2芯片，包括但不限于小派科技发布的PimaxCrystal、arpara发布的arparaAIO5k、PICO发布的PICONeo3和PICO4等。
2022年10月12日，高通官方发布了AR/VR芯片骁龙XR2+Gen1，为下一代混合和虚拟（MR和VR）设备提供动力。骁龙XR2+续航能力较上代提升了50%，散热提升了30%。
（4）传感交互技术迭代
传感器技术是连接虚拟和现实的物质基础，主要分为以下三类：
1）IMU传感器，即惯性测量单元。包括陀螺仪、加速度传感器和地磁传感器等。
在VR技术里，IMU传感器主要用于捕捉头部动作，特别是转动。在很大程度上，它决定着VR设备动捕的准确性和显示延迟。因此，IMU传感器在VR中起着基础核心的作用。
图5 IMU传感器
2）用于定位和动作捕捉的传感器。这个主要用来实现动作捕捉，特别是使用者前后左右的移动。目前的方案有红外摄像头和红外感应传感器等。
3）其他类型传感器。既有佩戴检测用的接近传感器、触控板用的电容感应传感器等已被广泛使用的传感器，也有被眼球追踪用到的高动态捕捉摄像头、实现手势识别、实现AR功能的传感器等可能会被应用在未来VR设备的传感器。
VR商业场景
在文娱领域，VR能够提供更加沉浸式、真实感的游戏体验，以及游客可以参与虚拟冒险、探险和互动体验的虚拟主题公园。
图6 VR商业场景
在医疗康复领域，基于VR创建的高度真实的手术模拟环境，提高医疗专业人士的技能；康复患者也能获得采用VR技术的定制化专业康复方案，更快康复。
在社交会议领域，用户可以在虚拟会议场景中开会并开展团队协作工作，还能在虚拟社交平台中互动、共享生活。
在教育培训领域，学生们可以在安全环境中进行虚拟实验，特别是航空、军事等特定行业，老师可以创建专业培训模拟器用于学生教学。
VR技术和产业发展展望
在光学技术上，光学系统采用新型波导光学技术，视角更宽、清晰度更高；光源采用量子点激光器，亮度更高、色域更广；镜头设计可变焦，效果类似人眼调节焦距。
在显示技术上，柔性/折叠显示屏将使头显更轻更薄，视网膜直接投影显示技术，实现更高分辨率和更低功耗；全息及光场显示技术重建真实光线传播效果，大幅提升真实感。
在芯片技术上，应用神经网络芯片实现复杂场景的智能渲染和增强现实，高速无线通信芯片(如WiGig)实现无缝的高速无线同步传输，专用音频处理芯片，模拟真实环境音效，提高身临其境感。
在传感和交互技术上，采用MEMS微机电系统技术的高灵敏度传感器，运动追踪精度将提升；结合生物特征的身份识别技术，虚拟交互更安全私密；语音交互和情绪分析技术可以实现更自然的人机交互。
我们相信，VR技术的发展和网络、云计算的发展，以及终端设备逐渐无感知的设计，VR/AR/MR之间的边界将模糊，内容和交互模式会更丰富，产业从消费级向专业级渗透，最终可能实现类似“元宇宙”的沉浸式数字世界。
