Facebook 发布VR一体机，Oculus Quest 2， 同时 HTC、华为、夏普、爱奇艺、电信均发布了 VR 产品，共 13 歀 VR 头显中 7 款为一体机，且一体机重量轻 便于携带，符合消费电子产品的发展趋势。

从 VR 头显硬件配置上看，高通 XR 芯片、Fast-LCD 屏幕，菲涅尔透镜成为主要硬件方案，6DOF 及 Inside-Out 成为主要显示交互方案。处理器上，高通 XR 已成为当前 VR 主力芯片。显示上，4K、70Hz 的 Fast-LCD 屏为消 费级 VR 主流屏幕，能有效降低纱窗效应和眩晕感。光学上，普遍采用菲涅尔透镜方案，短焦方案由于其产品体 积小厚度薄，越来越多的厂家开始跟进。追踪显示上，VR 头显逐步升级到 6DOF，Inside-Out 成为主流。

VR 产品结构及产业链：处理器、存储、光学显示器件合计占比超 80%

VR 终端的硬件部分主要由处理器、存储、屏幕、光学器件、声学器件、壳料、辅料构成。Oculus Quest 2 采用高通骁龙 XR2 芯片组、闪迪内存、JDI 和夏普的 LCD 显示屏、两片菲涅尔透镜、国产锂电池组、4 个外部摄 像头实现 6DOF 头部交互，实现了更轻的质量、更紧凑的结构、更准确的交互和更高的图像性能。

处理器、存储、光学显示器件在 VR 终端成本中占比较高，产业链相对比较成熟。由于目前 VR 产品的使用 场景主要是游戏和视频，以图像处理和显示为功能重点，因此在硬件成本中，负责计算、渲染和图像处理的 CPU 和 GPU 占比较高，占比 16%左右；另外 VR 也需要较高的内存，存储成本占比 27%；包括屏幕和光学器件在内 的显示器件占比约为 40%。

目前 VR 硬件的产业链相对比较成熟，与智能手机重合度较高，许多领域的技术积累可以复用。VR 产业链 包括传统的显示屏产商 JDI、夏普、京东方、华星光电、深天马等，以及传统光学厂商舜宇光学科技、联创电子 等，声学厂商歌尔股份、瑞声科技等，精密结构件厂商立讯精密、领益智造、长盈精密等，代工厂歌尔股份等。

计算芯片：高通为 VR/AR 开发专用芯片，骁龙 XR2 占市场主流

高通为 VR/AR 开发独立专用的芯片平台，提供强大硬件性能支持。高通骁龙推出 5G+XR 芯片 XR2，全面 布局 VR/AR 市场，骁龙 XR2 是基于骁龙 865 针对 VR/AR 设备进行改造的专用平台，结合了高通 5G、AI 和 XR 领域的最新技术，相对 XR1 其性能得到显著提升，XR2 在 Quest 2 上首发。目前高通芯片 835、845、骁龙 XR1、XR2 等芯片在 VR/AR 硬件市场上具有统治地位。

国产 VR/AR 芯片起步较晚，仍需时间积累。国产芯片起步较晚，目前全志科技、瑞芯微、晶晨等厂商都 提供了虚拟现实解决方案，但性能尚有差距。其中 16 年推出的瑞芯微 RK3399 定位高端 VR 芯片，采用了双Cortex-A72 大核+四 Cortex-A53 小核和高端图像处理器，面向高端 VR 设备市场。17 年推出的全志 VR9 采用四 核 Cortex-A53，支持 4K@60fps 解码，视频播放能力与高通骁龙 XR1 持平，主要用于中低端视频播放 VR 设备。 20 年 5 月海思正式发布 XR 芯片平台，可支持 8K 解码能力，集成 GPU、NPU，Rokid Vision 将成为海思 XR 芯 片平台的首款 AR 产品。国内 XR 芯片主要集中在中低端并在市场上具有一定的竞争力，但高端 XR 芯片开发能 力仍需要积累。

显示：Fast-LCD 目前成为主流

VR 对像素密度要求极高，要求 1000ppi 以上的显示器件。VR 的原理是将手机大小的屏幕分屏，然后用放 大镜将屏幕画面矫正后投射到人眼中,让人形成双目立体视觉。由于 VR 特殊的分屏播放形式，在显示的时候单 个画面只会用到屏幕一半的像素点，再加上光学镜片和屏幕材质等因素的影响，复杂的光学系统位于用户眼睛 和显示面板之间，它们会严重降低图像质量，VR 感知分辨率就会远远低于面板的分辨率。目前 8K 的 VR 可以相 当于屏幕 480P 的视觉效果，12K 的 VR 相当于平面 720P 的视觉效果。同时，由于便捷性和舒适性的要求，VR 的显示器件面积较小，要让这宽广的世界在方寸之小的屏幕上显示，对于 ppi（像素密度）的要求极高。目前普 通手机屏幕在 300ppi 左右，而 VR 则要求 1000ppi 以上的显示器件。

Fast-LCD 屏幕量产稳定、性价比高，目前已成为消费级 VR 头显的主流屏幕。VR 头显与普通显示器的区别 在于头部的移动造成的图像扭曲和运动模糊，为解决这一现象，需要全局刷新驱动技术，减少光源发光时间。 传统 LCD 显示屏的响应时间是其最大的问题，Fast-LCD 技术使用新的液晶材料（铁电液晶材料）和超速驱动技 术（overdrive）来有效提升刷新率，同时也具有较高的量产稳定性和良率，性价比较高，Oculus Quest 2 即采用 一块改良后的 Fast-LCD 替换了上代产品中的两块 AMOLED。

光学：菲涅尔透镜得到成熟应用，未来向超短焦方案发展

菲涅尔透镜在 VR 头显上得到广泛成熟运用。菲涅尔透镜采用聚乙烯塑料注塑成型工艺，表面加工成一圈 圈向外由小到大，由浅到深的同心圆，剖面看似锯齿状。该设计允许构造大光圈和短焦距的透镜的同时具有较 轻的重量和较薄的厚度。但菲涅尔透镜会使显示器件的清晰度受损和曲率出现偏差。菲涅尔透镜使 VR 头显设 备能在短距离中实现有效图像显示效果，是目前主流 VR 头显中透镜光学部件。

超短焦光学为头显继续“瘦身”，成为 VR 光学技术的未来发展方向。目前反射偏振的折叠光路（Pancake） 为最易量产的超短焦方案。Pancake 可以细分为两片式和多片式两种方案，目前市面上多为两片式，其生产工艺 要求简单，成本可控，是目前大多数 VR 眼镜所采用的短焦光学方案，而相对的多片方案中光学镜片较多，组 装及镀膜难度较大。基于 Pancake 技术方案的 VR 眼镜，图像源发射光线进入半反半透的镜片之后，光线在镜 片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返，最终从反射式偏振片射出。此种光学方案能极大地缩小了产 品体积，但 Pancake 的光学质量会因制造工艺问题出现杂散光、对焦差和脏污的情况。

定位与交互：Inside-out 和 6DOF 逐渐成为主流

追踪定位：Inside-out 取代 Outside-in 成为 VR 主流架构

Inside-out 逐步取代 Outside-in 成为主流技术。定位追踪技术在实现上主要分为两类,即“Outside-in”和 “Inside-out”。2017 年，由外向内（Outside-in）追踪定位技术实现产品化，并开始大量用于体验馆、线下门店 等商业场景。Outside-in 需要在房间里布置传感器的摆放或者悬挂位置，如果你想把 VR 体验场地换到另外一 个房间，传感器的摆放就又得重新布置。2018 年，Facebook、HTC 发布基于 Inside-out 的一体机，由内向外 （Inside-out）追踪定位技术能够实现设备的无绳化，也逐渐取代 Outside-in, 明确成为 VR 主流追踪定位技术架 构。在 AR 领域，目前主要的技术路线是单目视觉+IMU 融合 SLAM 定位，实现厘米级准确度和毫米级精密度 定位输出。

手势交互：目前以基于手柄的“6+6”交互为主流，未来将以裸手交互为趋势

6DOF 逐渐取代 3DOF，头显和手柄“6+6”成为发展趋势。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置信息（包括三轴及旋转共六个自由度，6DOF）。算法及算力的成熟带 来 VR 设备从初期的 3DOF 向 6DOF 发展。目前手柄控制依然是主流，融合 Inside-out 6DOF 头动和 6DOF 手 柄交互的所谓“6+6”交互路线成为发展趋势，代表厂商有 Oculus Quest、Pico 及 Nolo、Ximmerse 等。各厂 商的 VR 手柄设计有较大不同，通常都会配置摇杆，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。

裸手交互是未来的主流研究方向。裸手交互（原生手势识别）方案需要识别出手部骨架的 21 或 26 个关键 点，并将每个点用 3 个自由度衡量，输出 21/26*3 维的矢量，并由专业算法来识别手部的姿态和位置。裸手交 互的硬件方案包括 RGB 摄像头、3D 摄像头（TOF、结构光、双目视觉）和数据手套等，业界标杆是以 Leap Motion 和 uSens 为代表的双目红外相机方案，支持双手交互、单手 26DOF 跟踪，广泛用于一体式、主机式虚拟现实 终端，而在手机式产品方面，华为 AR Engine 利用结构光器件实现了单手 26DOF 交互方案。裸手交互的算法 方案大体可以分为模型驱动和数据驱动两种方式，模型驱动类的算法不需要训练数据，但需要高度精确的初始 化设计，通常只能用于手势追踪领域，数据驱动类算法依靠大数据和机器学习，目前已经成为主流的研究方向。

手势识别的落地场景目前以游戏为主，未来将向肢体交互等方向拓展。目前，手势识别技术的落地场景还 比较有限，主要在 VR 游戏场景中，另一方面，手势识别技术存在使用疲劳、识别率不高、精确性较差和时延 等方面的固有问题，因此还处于比较早期的发展阶段。但可以预见的是，手势交互是未来人机交互必不可少的 一部分。随着深度学习的快速发展，交互范围也逐渐从手部拓展到肢体，以 Wrnch、Facebook、华为 AR Engine、 百度、旷视、商汤等国内外厂商先后推出可实时运行的人体骨骼点跟踪技术，广泛用于各类 VR/ AR 应用。