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1、1.产业链的关键部位在于光学、显示与交互在112页拆机报告全拆解其架构、迭代路径、组件、算法、内容生态、市场、未来趋势 中，我们对比了 VR与智能手机的架构差异，得出结论是VR产业链的关键部位在于光学、 显示与交互。.我们认为，VR是对过去50年一系列二维设备的全部生态的迭代。参考个人电脑与智能手机 发展经验，未来VR普及的关键因素在于：用户体验的改善、技术壁垒的攻克、内容与应用 生态的全面起步。相较于智能手机，VR硬件体验的舒适度尤为重要，原因在于VR的近眼 显示设计可提供逼真的视觉体验，同时也更容易带来眩晕感。因此，从VR问世的第一天起， 体验问题一直备受关注，晕动症是VR发展过程中的主要
2、痛点之一。由于VR与智能手机两者在底层架构上的逻辑不同，实时渲染的要求使得MTP (动显延迟) 的概念被凸显，MTP数值越大越容易引起眩晕的问题。为解决延迟带来的眩晕问题，各VR 厂商无非是从硬件与软件两个角度去着手。VR硬件带来的延迟主要是4个地方：传感器、GPU、传输、显示屏，其中在传感器与GPU 渲染方面，VR与智能手机的运行逻辑存在巨大差异。从硬件角度，使用性能最好的硬件就 可以尽可能减少硬件层面的延迟问题。但现阶段市场总体上还是认为VR硬件还不够成熟， 原因在于，一是厂商要将成本纳入重要的考量范围，做出性价比较高的设备；二是在软硬一 体大趋势下，软硬件的配套尤为凸显。从设备整体的角度
3、来说，硬件与软件结合的不完美也是造成晕眩的重要因素之一。因此不同 于智能手机时代的纯堆砌硬件参数，目前来看，各大VR厂商均有在软件算法领域去提出自 己的解决方案。未来是硬件发挥的作用更大，还是软件算法发挥的作用更大？这不能孤立来看。比如性能上， 芯片算力的增长一定程度可以预期，但是云计算的普及就非常难判断；显示上，显示屏分辨 率的增长一定程度可以预期，但是光学的进展就很难判断。总结来说，相较于智能手机，VR硬件架构的核心体现在光学、显示与交互，未来重点关注 这三方面的进展突破。(1)显示：预计不太可能成为短板VR有一个长期发展的核心矛盾显示，VR的显示=显+光。其中显示屏是一个延续的进 展，可
4、以借助过去几十年的行业积累，目前显示屏的成像质量预计已经不是最关键的因素， 比如即使到达不了 8K的显示质量，2K、4K也能被消费者所接受。即显示屏还不足以影响大 家对于VR的接受度，不太可能成为VR发展过程中的短板。(2)光学：核心技术与难题但VR显示中的“光学”预计现阶段比较大的限制因素，比如轻薄小型化、视觉辐辕问题等。 在VR设备结构中，光学模组作为连接显示屏和人眼的重要桥梁，是最为关键的组件之一， 直接影响到最终的显示效果与使用体验。光学技术的发展缓慢，一直是VR快速扩张的瓶颈。因光学技术的门槛高低不同，VR目前的内容生态已经起步，而AR则依旧在解决光学技术效应减轻很多，改良后的Fas
5、t-LCD技术使用全新液晶材料（铁电液晶材料）与超速驱动技 术（overdrive）有效提升刷新率至7590Hz,同时也具有较高的量产稳定性及良率，兼具效 果与性价比。从当前VR市场的应用情况来看，大多数VR头戴设备使用的是LCD屏。据IDC 数据,2021年全年全球VR头显出货量达1095万台，其中仅Oculus 一家的份额就已经占据 80%。在全球出货量为TOP5的品牌中，只有索尼Play Station VR在采用OLED屏。Oculus、 PICO、HTC、Value等主流终端厂商在其VR产品中都采用了 LCD屏，包括Oculus Quest 2 5 HTC Vive 和 focus3
6、5 DPPI Ultra 一体机，以及 PICO Neo3 和 Valve Index 等机型。32 Mini LED 背光 Fast-LCD、Micro OLED （硅基 OLED）对比LCD&OLED作为VR底层显示技术持续演进。当前VR显示面板已从AMOLED发展到 Fast-LCD,未来几年Mini LED背光FastLCD、Micro OLED （硅基OLED）均有望成为 VR主流显示应用方案。 Mini LED背光Fast-LCD、Micro OLED （硅基OLED）预计将成为未来几年VR主流 显示应用方案。Mini LED （Mini Light-Emitting Diode,
7、次毫米发光二极管），指 100300 微米大小的 LED 芯片，芯片间距在之间，采用SMD.COB或IMD封装形式的微型LED器件模块， 往往应用于RGB显示或者LCD背光。Mini LED的应用主要分为作为使用Mini LED芯片 +LCD的背光方案与直接使用Mini RGB显示屏的自发光方案。当前Mini LED背光方案已经 进入爆发期，苹果、三星等多家品牌厂商都已开始推出相关产品。OLED相较于LCD而言 是显示技术的替代创新，Mini LED则是LCD的升级创新，用于对标竞品OLEDo Fast-LCD 与Mini LED相结合，不仅可以很好的解决漏光难题，也能够进一步提升Fast-L
8、CD在高对 比度、高刷新率、高亮度等方面的性能，辅以HDR功能，将更好地发挥VR产品近眼超清 显示的画质要求。Micro OLED （又称硅基OLED, OLED on silicon）,是半导体技术与OLED技术的结合， Micro-OLED光源模块是通过使用气相沉积将OLED沉积到衬底上而产生的。Micro OLED （硅基）包含了夹在两个电极之间的有机发光材料，当电流流过时二极管发光。随后通过滤 光片生成所需的颜色。硅基OLED创新性地结合了半导体与OLED,显示器件采用单晶硅芯 片基底。硅基OLED都是在6英寸、8英寸的晶圆上小面积蒸镀，大大减小了生产OLED时 要克服的蒸镀均匀性难题
9、。Micro-OLED微显示器件具有OLED自发光、薄、轻、视角大、 响应时间短、发光效率高等优异特性，而且更容易实现高PPI （像素密度）、体积小、易于 携带、功耗低等应用效果，特别适合应用于近眼显示设备。.图12: Mini LED背光结构图偏光片玻璃CF电极液晶电极城墙城墙Display 技术MicroDisf.有机发光层，包 括：r空穴注入/传输层WOLED发光层电子/注入传鞋层 一阴极缓冲层图13: Micro OLED原理图单晶硅基衬底CMOS变动电路层Si 02氧化物层像素图案隔通层 像素图形导电层（硅基芯片顶层金属） 像素阳极介质层（下电极）透明共阴电极层（上电极）聚合物和陶瓷
10、薄膜封装层黑色材料矩阵隔离条RGB彩色谑光片条玻璃封盖从LCD、OLED到Fast-LCD,再到硅基OLED, VR对显示技术提出了更高的要求，显示技 术路线也在逐步前进。Mini LED背光相比传统LED大幅提升显示屏亮度与对比度，可适配 折叠光路（Pancake）光学方案，同时Mini LED背光依托成熟LCD生产，产业链更成熟， 供给能力更强大。硅基OLED与现在主流VR产品使用的Fast-LCD相比，在亮度、对比度、 响应时间、功耗、体积等方面优势巨大，也是VR头显显示方案的新选择。短中期来看，Mini LED背光FastLCD凭借性价比优势和产能保证，将成为助力VR产业快速发展的主要
11、推手， 而当产品向更高端发展时，硅基OLED将有望成为更主流的选择。对比已发布的Mini LED VR头显与Micro OLED VR头显，就已发布产品而言，Mini LED 在分辨率、刷新率上能达到更高的参数，但是在轻便程度以及价格上仍不及Micro OLED。截至目前，已发布的应用Mini LED的VR头显共有四款，为Varjo Aero、Pimax Reality 12KQLED、Pimax Crystal、创维 Pancake 1 pro。1) Varjo Aero:荷兰品牌 Varjo 发布，具 有35PPD像素密度，刷新率200Hz,主要供货给飞行员及专业创作者，当前价格为1990
12、 美元。2) Pimax Realty 12KQLED: 2021年由小派发布，双眼分辨率12K,搭载了 Mini LED 背光技术和4400个本地调光元件，包含1.2亿子像素，屏幕刷新率最高可达200Hz,价格 为2399美元。3) Pimax Crystal QLED头显，在2022年5月31日由小派发布，显示硬件 与Reality基本相似，仍然是QLED+Mini LED,像素密度42PPD,价格为1899美元。4) 创维Pancake 1 pro： 2022年7月发布，PANCAKE 1 Pro作为PANCAKE 1的升级版本，双 目分辨率2280x2280,同时支持眼球追踪，手势识别
13、、RGB see-through Mini LED背光功 能，预计在年底上市发售，价格目前暂未透露。已发布的应用Micro-OLED的VR头显与一体机主要包括arpara 5K VR与arpara AIOo 1) arpara 5K VR头显采用Micro-OLED屏幕达到双眼5K分辨率与3514PPI的超高像素密度， 最高刷新率达120HZ。2) arpara AIO采用1.03英寸的Micro-OLED屏幕，最高支持 5120x2560分辨率，PPI像素密度为3514,最高刷新率120HZ。同时，100万：1的对比 度与sRGB 127%的色域范围，可提供高于Oculus Quest 2所
14、采用LCD屏幕的色彩鲜艳度 与颜色总和。arpara5KVR与arparaAIO官方零售价分别为699美元、1099美元。表1: Mini LED VR产品对比Micro OLED VR产品(部分)资料来源:彳亍家说Research品牌产品名称最高亮度 (nit)刷新率 (HZ)分辨率LED数量价格(美元)varjovarjo MeroIbuuuNgUxN/RU-lyyuMini LEDRmaxReality 12K QLED R max-200双5620x2720近 50002399RmaxCrystal Q LED-16042PPD近 50001899创维FANCAKE1 Pro-100双
15、2280x2280-暂未公布arparaarpara 5K-1205K-699arparaarpara AIO-1206K-1099图 14:全球首款 Mini LED VRVarjo AeroVarjo官网,Varjo Aero参数分辨率单目2880x2720 (7.8MP) , minl-LED刷新率90H2透镜非球面官方FOV对角线134，,水平115。(出海距12盛米时)IPD调节电动调节,范围5773亳米接口USB-C,通过接线盒链接USBA 3.0、DP 1.4连接线长度5米SteamVR 1Q 或 2.0内粗摄像头双眼球追踪摄像头交互方式支持SteamVR手柄苒频13.5塞米接口
16、麦克风无(支持外接)透视模式，不支持重呈机身487g,头带和配强230g图 15:全球首款 Micro OLED VR-arpara 5K VRarpara 5K参数分辨率单目 2560x2560, Micro-OLED刷新率120Hz透镜超短焦Pancake官方F0VIPD调节56mm72mm屈光度1D-5D定位主机3D0F+配件实现头手Outsidein 6D0F定位设备arpara Tracker传感器内置9轴传感器G-Sensor陀螺仪距离传感器 电子罗盘重量200garpara 5K参数分辨率单目 2560x2560, Micro-OLED刷新率120Hz透镜超短焦Pancake官方
17、F0VIPD调节56mm72mm屈光度1D-5D定位主机3D0F+配件实现头手Outsidein 6D0F定位设备arpara Tracker传感器内置9轴传感器G-Sensor陀螺仪距离传感器 电子罗盘重量200garpara 官网,33硅基OLED具备性能参数、工艺制造、产业投资等多维优势有望成为行业主 流行业龙头对技术路线的选择往往具有引领供应链趋势的作用。其中，据彭博社Mark Gurman 预测，苹果将于2023年推出首款MR设备，将搭载2片硅基OLED面板和一片普通OLED 面板。硅基OLED面板由日本索尼供应，分辨率达4K,像素密度达3000PPI以上；普通 OLED面板则由LG
18、 Display供应。2022年以来，LG Display和三星Display正以向苹果供 货为目标开发硅基OLED,不过其开发的硅基OLED是针对苹果未来二代及其二代以上的虚 拟现实产品。Meta Connect大会上，Meta推出Quest Pro,配备两块带有局部调光的LCD 面板（Mini LED背光），包括用于改善LCD色域的量子点层，面板单眼分辨率为2160x2160。PICO 4发布会上，PICO推出PICO 4和PICO 4 Pro,采用了两块Fast LCD屏幕，分辨率 为2160x2160,背光模组未采用Mini LED模组，仍然采用了传统的侧背光模组。索尼官方 宣布将于2
19、023年初推出PlayStation VR2 （ 850PPI）,将采用OLED显示屏，支持4K分辨 率（单眼2000x2040），支持90/120HZ屏幕刷新率以及HDR选项等。 Micro LED或成为显示技术的终极形态，目前仍处于实验室攻关阶段。Micro LED （Micro Light-Emitting Diode,微型发光二极管）,指在一个芯片上集成的高密度 微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外LED 显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。该技术将传统的无机LED阵列微 小化，每个尺寸在10微米尺寸的LED像素点均可以被独立的
20、定位、点亮。也就是说，原本 小间距LED的尺寸可进一步缩小至10微米量级。Micro LED技术将我们目前所见的LED 微缩至长度仅100微米以下，是原本LED的1%,比一粒沙还细小。通过巨量转移技术，将 微米等级的RGB三色Micro LED搬到基板上，形成各种尺寸的Micro LED显示器。Micro LED 的芯片到了肉眼难以分辨的等级，可以直接将R、G、B三原色的芯片拼成一个像素点，变 成“一个像素”的概念，不再需要滤光片和液晶层。也正因为这样的技术特点与过往LCD 显示屏幕的发光结构完全不同，将为LCD产业带来全新革命。但Micro LED技术却存在许 多困难需要解决，从前期的磊晶（
21、Epitaxy）技术瓶颈、巨量转移（Mass Transfer）良率、 封装测试问题，到后续的检测、维修都是很大的挑战，影响Micro LED能否量产。硅基OLED与Micro LED,微显示器件对应重叠的市场需求空间，但硅基OELD整体技术 与产业链成熟度更高。硅基OLED与Micro LED在近眼微显示设备的市场目标上有较高的重 合度，特别是在高端VR设备的市场，都是符合近眼显示系统“高分辨率、高刷新率、大FOV 的“超级微显示器件”。Micro LED与硅基OLED都是TFT结构上的自主发光产品，采用硅基TFT （CMOS电路） 是二者共同的选择方向之一。这种相似性，让二者可能处于完全重
22、叠的市场需求空间之中。微显示器件都是低世代小尺寸线制造，OLED产品的涂覆采用的蒸渡工艺，其蒸渡设备和工 艺成熟度非常高，成本也在整个OLED工艺体系中处于低端。其与手机和电视用OLED产 品蒸渡技术的差异主要在于，采用更为精细的金属荫罩技术（超精细金属荫罩是一种比较成 熟的技术产品，最早曾在CRT显示器上大量应用），实现更小的像素尺寸。而Micro LED用到的自主发光器件，即LED半导体灯珠，是一个正负极性明确、体积形状 固定的固体小颗粒灯珠，再通过“巨量转移”技术平面化集成大量的微小LED灯珠器件。“巨 量转移”技术是Micro LED产业独有技术，难以从其它相关产业获得巨大的技术帮助。
23、目前， Micro LED巨量转移技术依然处在实验室攻关阶段。图16: LCD、OLED、Micro LED结构图对比：Micro LED明显更薄tma电0/汽KUOLEDnumRGB MkroLEDme呻Micro LED综合对比硅基OLED、Mini LED、Micro LED,硅基OLED凭借着性能参数与工艺制造的 优势，将成为VR行业短中期主流的显示方案选择。从性能参数角度看,硅基OLED在VR 应用上的综合优势较为突出，相比Fast-LCD和Micro LED,硅基OLED色彩表现要更强， 沉浸体验更好。并且由于VR是相对封闭的显示环境，并不需要后两者的超高亮度便可以满 足要求。对比
24、LCD屏幕来说，由于其拥有黑矩阵的工艺，因而限制了 LCD的PPI提高，即 便像素密度提高到1000ppi以上也难以完全消除纱窗效应；对比Micro LED来说，尚存在工 艺和产业化问题，成熟度不够高，而且也可能会存在像素点亮度不一致的问题。从工艺制造角度看,硅基OLED已经进入成熟量产阶段。其技术工艺主要分为单晶硅光刻的 基底驱动层技术和OLED蒸镀技术。对于单晶硅光刻的基底驱动层技术而言，硅基OLED 采用的是28nm、55nm、或者180nm成熟的CMOS工艺，其工艺难度要远低于目前的顶级 光刻单晶硅技术。由于28nm、55nm甚至更早的CMOS工艺制程此前被光电传感器所广泛 采用，已经
25、踏入了成熟阶段，因此硅基OLED可以采用半导体工艺成熟且低成本的技术和设 备便能够满足生产制造要求，享受半导体端的成熟体系红利。表2: VR显示技术方案OFweek, MicroDisplay显示技术传统LCDFast-LCDMini-LEDOLEDMicro-OLEDMicro-LED技术类型背光/LED背光/LED背光/LED自发光自发光自发光对比率1, 000: 15, 000: 110, 000: 1无上限无上限无上限亮度5005001000+5001000+5000+发光效率低低中等中等高高反应时间亳秒（ms）毫秒（ms）纳秒（nm）微秒Qum）微秒（Jim）纳秒（nm）对比度低低中
26、等高高高寿命（小时）60k60k80-100k20-30k30k100k柔性显示难难难容易容易难成本低低较高中等较高高功耗高高约 LCD 的 40%-50%约 LCD 的 60%-80%约LCD的30%-40%约LCD的10%运作温度-40C-100-40C-100C-100C-120C-30C-85-50C-80-100-120产业化进展已大规模量产已大规模量产已量产已规模量产初步规模量产研究阶段产业成熟度高Quest吵、创维较高高较低低主要机型早期VR盒子Pancake 1、PICO Neo3创维 Pancake 1 pro、 预计 Quest ProQuest 1 HTCVive、 预计
27、索尼PS VR2预计苹果MR-受AR/VR产业发展牵引，硅基OLED显示面板市场规模有望迅速扩张。CINNO Research 统计数据显示，2021年全球AR/VR硅基LED显示面板市场规模为17亿美元，未来随着 AR/VR产业的发展以及硅基OLED技术的进一步渗透，预计至2025年全球AR/VR硅基 OLED显示面板市场规模将达到167亿美元，2021年至2025年年均复合增长率CAGR将 达到77.1%。AR/VR对显示技术提出了更高的挑战，而硅基OLED会成为AR/VR产业未来 发展的核心所在。图17: 2018-2025年全球AR/VR硅基OLED面板市场规模及预测（百万美 元）.C
28、INNOResearch4.交互：眼球与全身追踪功能逐步普及，向接近自然的交互迭代41 VR的交互方式由头手6DOF向支持眼球与全身追踪进阶，利好虚拟化身与VR社交VR的交互方式还没有出现像PC上的“鼠标+键盘”、智能手机的“触控+语音”的标准输入 模式，硬件厂商们都在尝试为VR开发新的输入及交互设备。按照器官及输入方式的不同， VR的交互方式大致可以划分为头部运动追踪、眼动追踪、面部/表情识别、控制手柄、手势 识别、全身动捕、脑机接口等。VR头显设备发展至今，市场上主流产品的交互方案已从早 期的头部3DoF升级为头手6DoF,新一代消费级VR产品在未来的交互设计上还将加入眼 球追踪、面部识别
29、、全身追踪等技术。表3: VR交互方式器官 输入方式 定义应用情况头部头部运动追踪对用户头部方向和位珞的定位穴LVC T取势必啊痂人于权，也我：一种 自然的输入方式眼球追踪一般由眼动摄像机、光源和算法共同完成面部/表情识别 分析用户的面部肌肉运动新一代VR设备逐步加入眼动追踪新一代VR设备逐步加入眼动追踪声音输入 脑波控制控制手柄手势识别语音聊天、VR音效、语音控制等将大脑电波作为输入信号通过对手柄的位络追踪，可以实现更自然、更具沉浸 感的互动体验有.接识别手部骨骼与节点部分VR设备搭载语音识别功能仍处于实验室阶段Oculus HTC、索尼等都有自己的体 感手柄代表性产品之一 Leap Mot
30、ion,但还不 精确手部 力反馈手套粉据半泰触弹依通过空气的膨胀来为手部提供虚拟现实的感官触觉 手套上安装有多个感应点，因而可以更精确地识别手 部动作通过滑动和点击位于头显侧面的触摸板来控制VR 中的行为尚未广泛推广应用相当干羊热识别的另一种形尽三星Gear VR和PICO 1采用了这种输入方式肢体体感综合界中表现出来跑步机蛋椅/赛车/飞行 模拟仓能解决用户在VR场景中较大范围走动及跑动的需 求，也能通过“所动即所感”来解决晕动症问题 好的体感设备可同时实现VR的输入和输出功能，能 够给用户提供最好的体险小范围出货主要应用于VR线下体验使用位珞追踪/可穿 戴设备结合以上各种交互方式形成的新的交
31、互设备YR产业人公众号 融合lnside-out6DOF头动+6DOF手柄交互的“6+6”交互路线是当前主流方案。当前Inside-out已经取代Outside-in成为VR主流追踪技术架构。定位追踪技术在实现上主 要分为两类，即“Outside-in”和“Inside-out”。Outsidein追踪定位技术需要在房间里布珞 传感器的摆放或者悬挂位辂，最早实现产品化并开始大量用于体验馆、线下门店等商业场景。 2017年，微软Hololens采用Inside-out技术方案后，这种摆脱外部设备的追踪技术受到关 注,随后越来越多的大型厂商推出以lnsideout为基础的设备0 1nsideout
32、追踪定位技术能够 实现设备的无绳化，随着机器视觉算法的逐步成熟，lnsideout方案仅靠VR头显上的摄像头 即可准确定位，有效降低了硬件成本及上手难度。表4：追踪 定位 方案Outside-in与lnside-out对比Outside-in追踪精度准确度高准确度略低延迟延迟相对少有一定延迟可移动范围仅限于传感器监测范围无限制成本相对低相对高外部传感器需要不需要抗遮挡易受遮挡影响无限制Inside-out事前环境准备需要不需要微软 Hololens定位技术的原理简单概括，就是“信号源+传感器”，使用相应的算法计算出物体的位至各信息 （包括三轴及旋转共六个自由度，6D0F）。随着算法及算力的成熟
33、，VR设备从初期的3D0F 向6D0F演进，如Vive Focus升级为6DOF手柄的Vive Focus Plus；Oculus推出首款6DOF 一体机Oculus Quest;PICO将其3DOF的PICO小怪兽一体机升级为6DOF的PICO Neoo 目前手柄控制依然是主流，融合lnside-out 6DOF头动+ 6DOF手柄交互的“6+6”交互路 线是主流方案，代表厂商包括Oculus Quest、PICO、Nolo、Ximmerse等。各厂商的VR 手柄设计有较大不同，通常都会配辂摇杆，小型触摸板，A、B操作按钮，以及握柄部分的 电容感测，可识别压力、触感、以及光学数据。 眼球追踪
34、技术逐步在VR头显设备中铺开，硬件厂商多以与眼动技术提供商合作的形式 搭载眼球追踪功能。过去三年，HTC、惠普、PICO等大厂，Pi max. Varjo等高端VR厂商，已先行于市场在消 费级VR头显中搭载眼动追踪模块。2019年，Pimax8KVR、Varjo VR-1. HTC Vive; 2020 年，PICO 2 Eye； 2021年，惠普Reverb G2、PICO Neo 3 Pro Eye等均定制或搭载眼动追 踪功能。2022年，索尼PSVR2宣布支持眼动追踪、面部识别。眼球追踪可以应用于光学显示、交互控制、目标识别、身份验证、健康监测、社交和多人协 作多个方面，几乎覆盖AR/V
35、R的所有环节。用于光学显示:用眼动追踪技术使用户更清晰、 更流畅的观看AR/VR眼镜显示的影像，具体包括注视点渲染、像差校正、影像深度信息、 视网膜成像、屈光度检测、亮度调节等。目前国外所公开的专利和论文中，眼动追踪技术绝 大部分是应用在虚拟影像的显示上。用于交互控制：目前AR/VR智能眼镜的交互技术主要 有手势识别、语音识别、眼动追踪、脑机接口、控制手柄这几种交互技术,其中眼动追踪是 其使用过程中最重要的交互方式之一。用于目标识别：传统的眼动追踪技术是嚼眼睛的注视 点映射在传统的平面显示上，能做的应用夫多是与心理学相关的实验、广告分析、用户体验 评估等。但是未来将眼动追踪技术应用在近眼显示设
36、备上（AR智能眼镜），其特点是通过光 学元件既可以看到虚拟的全息影像也可以看到真实的世界，用户看到是一个被叠加了虚拟影 像的真实世界，智能眼镜计算机能够以用户的第一人称视角感知用户的所闻所见。用于社交 和多人协作:在面对面的交流的应用程序中，利用眼动追踪将真人眼睛与虚拟人物的眼睛映 射对应，实现眼球的同步运动,增强“社交临场感”。图18:动态注视点渲染则可在眼球转动时捕捉注视点以实现更精准的实时渲 染Tcbii测试檄据表明，动态注视 点沧桑比固定注视点渲染能降 低两倍的GPL音色负栽，能更 有效地维持南帧率和优化系统 资源。Tcbii测试檄据表明，动态注视 点沧桑比固定注视点渲染能降 低两倍的
37、GPL音色负栽，能更 有效地维持南帧率和优化系统 资源。 31 RCNOfftlM 5HAWMGRAH !JfootD fOVCATfOBHAgUIUTt =*DYNAMIC lOVfATc I.SHADIHGRArtxTobii, VR 陀螺,图19:通过“眼神”交流实现有效沟通和更强的真实存在感Me匕登出新的Avalar泰统由TobiiflRifl版博的Ready Pldyer Me虚拟形氽1） Meta Amar开发了从肢体语言 到脸部、嘴唇等细节部位足够好 的动作捕捉，以用加虚拟形象的 表现力。2）用户社交存在感的或要标志之 一是生动而其实的“眼神”交 流,这也将是眼动追踪在消费级 X
38、R应用中的一个重要用途c3）通过自然游目光接载和眼部运 动来实现有就沟逋和史修的真实 存在感，戒少“恐怖谷”效应。Tobii, VR 陀螺,从眼睛生理结构的特性出发，目前全球主流的智能眼镜公司的眼动追踪方法有五种：瞳孔角 膜反射法、视网膜影像、对眼睛建模后计算视觉中心、视网膜反射光强度、角膜的反射光强 度。其中第一种和第二种都是通过计算机对眼睛的图像进行处理、特征点提取，进而获得的 眼睛视觉中心。第三种通过摄像头（红外相机、深度相机）对眼睛重建为三维模型再计算视 觉中心。第四种和第五种仅仅可以通过一个或者几个光敏传感器元件捕获眼睛反射光的强度 获取眼睛视觉中心，反射光可能来自角膜中心或者视网膜
39、。表5:五种眼动追踪技术路径分类分类瞳孔角膜反射法技术原理通过角膜中心和瞳孔中心的 连线进行眼动追踪。设备/器件红外摄像头（2+）、红 外光源，如LED红外 传感器（2+）代表企业Magic Leap one、Digilens、Ibbii、SMk Apple、索尼。视网膜影像对眼睛建模后计算 视觉中心视网膜反射光强度角膜的反射光强度因为视网膜上不规则的毛血 管、中央凹等生理结构形成的 图案，通过计算视网膜图像变 化来进行眼动追踪。1.利用结构光对眼睛建模；2. 利用光场相机对眼睛建模 激光透过角膜、瞳孔、晶状体 最终打在视网膜上，视网膜会 对入射的激光反射，外部光敏 传感器通过检测视网膜反射
40、光强度确定眼球运动的方向。 角膜外壁较为光滑，如果在眼 睛的一侧发射一束激光到角 膜上时会被角膜反射。当激光 刚好射在角膜中心时（角膜中 心是最高点），激光的反射强 度最大，因此通过光敏传感器 检测角膜反射光的强度确定 眼球运动的方向。光波导光学器件、全息 波导结构化的发光器、光场 摄像头（2+）光敏传感器、红外光发射器、透镜光敏传感器、红外光发 射器、MEMS反射镜Magic leap （第二代或者第三代）、 lumuc 三星。FacebookoFacebook、 Lumuco微软、华为、AdhawkoARNR行业兵家必争之地一眼动追踪技术大全,天蝎科技,映维网,眼动追踪技术早期主要由外设配
41、件来辅助完成，逐步发展成为VR的集成配辂器件。从专利 披露情况来看，各大厂商均有在眼动追踪方向有所研究，但其推出的硬件产品所搭载的眼动 追踪功能还是以与眼动技术提供商合作为主。目前最常见的是以瑞典眼动追踪厂商Tobii为 代表的技术提供商所采用的瞳孔角膜反射法。该方案下的眼动追踪主要由眼动摄像机、光源 和算法共同完成。光源发射红外光在眼角膜反射形成闪烁点，眼动摄像机捕捉眼睛的高分辨 率图像，再经由算法解析，实时定位闪烁点与瞳孔的位至各，最后借助模型估算出用户的视线 方向和落点。图20: XR设备中眼动追踪工作原理简示图后端国后端国RearviewIAn E/e Tracker consists
42、 of cameras, illuminators, diid dlgorUhm.录球追除核块虫者十眼动 Tobi?学R施。齐讨构成IAn E/e Tracker consists of cameras, illuminators, diid dlgorUhm.录球追除核块虫者十眼动 Tobi?学R施。齐讨构成2 The illumlnAtonsNnp near infrared light, creM ing reflections (Of glints) on the eyes.光源发射缸外光点眼角度 反射形成闪应点3 Th, cameraslugh-resolutionimages of
43、 the eyes, vKlvding the glints.取动或像机捕捉眼睛的高 分祈率对像，包身闪烁点4 The Image processing algorithms idenUFy the ghnts and pupils and cdkulaie the point.3（求经由拉法锌圻，实时定位用原点 与建孔的住董,最后借助横曳估算出 月户后视线方向和落点眼动追踪已经成为XR硬件的标配趋势，其对XR交互体验，以及智能化、轻量化和普及化 起着极其关键的作用，使XR设备性能更加强大、用户体验更为自然和沉浸，而XR硬件是难题的道路上摸索前进。（3）交互：等待拐点发生上一个定义人机交互的是
44、苹果iPhone,目前VR的交互发展还较为缓慢。交互上的进展，分 两方面，一是硬件上的进展，增加更多的传感器，以调动更多的感官体验，比如当前面部追 踪、眼动追踪等技术正在发展；二是软件上的进展，就像 Windows之于计算机、Android与 iOS之于手机，操作系统的本质是一种交互方式，需要有类似乔布斯这样的天才制作人来进 行定义，等待拐点发生。目前来看，VR的竞争还还未达到操作系统这个阶段。上半场的竞争是硬件与内容生态的竞 争，下半场才轮到操作系统。2.光学：Pancake方案成熟应用有望带来VR设备里程碑式的体验提2.1. Pancake方案的轻薄化与支持屈光度调节，将大幅提升用户体验V
45、R光学方案发展大致经过非球面透镜一菲涅尔透镜一折叠光路（Pancake）三大阶段，目 前菲涅尔透镜是市场主流方案，Pancake方案是光学系统的重大创新，在VR头显轻薄化、 小型化等方面起到重要推动作用，将成为下一阶段VR光学主要升级方向。Pancake主要思路在于通过反射元件进行光路折叠，从而压缩光学模组厚度，使整机更加轻 薄。Pancake光学方案以偏振光原理为基础，利用线性偏振片对于不同偏振光选择性反射和 投射的特性，配合1/4波片调整偏振光形态，实现光线在半透半反镜与偏振分光片之间的来 回反射，并最终从偏振分光片透射入人眼。以下图为例,显示屏经偏振片后出射为P方向的线偏光,经45 1/
46、4波片1后为圆偏振光, 再经450 1心波片2后形成S方向的线偏光入射至偏振分光膜上（这里两个45 1/4波片的 Y轴方向成90夹角）。S光经偏振分光膜反射后,两次经过45 4波片2 （其中透镜1 面镀半透半反膜）形成P方向线偏振光,经透镜2人射至人眼完成成像。图1: Pancake方案的偏振折反原理p偏振光圆偏振光s偏振S Dream Lab 公认的元宇宙入口。据VR陀螺，截至2020年底,Tobii占有全球70%的眼控沟通辅助技术 市场，以及60%的行为研究眼动解决方案市场。Tobii占据全球眼动追踪技术服务商领先地 位可归功于具备两大优势：1）整合方案适配度高:Tobii打造了可满足各类光学设计需求的 眼动追踪集成平台，可适用于几乎所有主要硬件架构和操作系统的算法。无论XR头显设备 是基于菲涅尔镜片hot mirror或是折叠光路pancake光学设计，是一体机或需要连接PC, 用于虚拟现实或是增强现实，都可以得到Tobii XR解决方案的支持。2）人群覆盖的精度与