虚拟现实(VR)技术实现难点分析及应用案例
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资料来源：王元，凌感的早期员工 36氪《虚拟现实50年》
-8-
2016是VR元年
1980年代早期，美国军方开始大量关于飞行头盔、军事训练仿真器的研究。
1987年一位著名的计算机科学家Jaron Lanier，捣鼓出一款价值10万美元的虚拟 现实头盔，第一款真正投放市场的VR商业产品。
1980年代，最重要的改变是，组成虚拟现实的各个设备都可以独立购买了！ 立体显示：市场上已经可以买到Sony生产的便携式LCD显示器、35mm广角镜片， 使得近距离下视场的广度也能得到保证（只是没有变形校正）； 虚拟画面生成：显卡每秒可渲染上千个三角形，已经可展示复杂的图像了。
- 19 -
Oculus Rift
Palmer Luckey2012年众筹时才19岁，他是个VR发烧友，酷爱收藏拆解旧式VR 头戴设备，他攒出的原型产品视场之宽广完败市场上所有竞品。
- 20 -
Oculus Rift
贵人相助：重磅级VR发烧友John Carmack（第一人称射击游戏之父）2012年6 月E3大展把 Oculus Rift 介绍给全世界，他本人亲自用原型展示 Doom 3 BFG Edition游戏，Oculus在Kickstarter上8月众筹爆收243万美金，13年8月， Carmack加入Oculus任CTO。Carmack作为游戏界的教父级人物，是id Software 的联合创始人之一，对3D 加速技术的贡献无人能及，代表作有 Quake、Doom 系列和 Wolfenstein3D 等。卡马克被授予英国电影学院奖最高荣誉，于4月7日登 上颁奖典礼领取“British Academy Games Awards”大奖杯。
头部位臵跟踪：Polhemus公司开发出了6个自由度的头部追踪设备，虽然使用距 离还有局限，但是比起机械连杆和超声波，精度大大提高，还少了束缚。
虚拟环境互动：带有关节动作传感器的手套。
模型生成：当时的显卡也可以做到实时三维建模了。
资料来源：36氪《虚拟现实50年》
-9-
2016是VR元年
1996任天堂第一次将VR带入家庭，一套价值180美金、名叫Virtual Boy的电子 游戏操控系统，但因为体验差，最后产品卖了不到80万套； 2010年代后，随着电子元器件，尤其是智能手机和智能硬件的发展、电子元 器件的小型化和计算的高效化、显示屏幕技术的成熟、内容开发工具的进步， 虚拟现实从军工走向了民用化； 2012年Oculus Rift众筹大获成功、2014年3月Facebook耗资20亿美元（4亿美 元现金，以及2.31亿股普通股票）将其收购，将VR技术由开发者层面推向了 资本的前台，Sony、HTC等大厂纷纷跟进；
一步到一体机，错！1、元器件性能提升还有个过程；2、硬件核心技术都在海 外大厂手上；3、硬件换代速度快，买早了吃亏。中期可考虑做分体机，还可
为头盔减重，北京Pico于2016年4月发布Neo分体机，采用高通骁龙820芯片。
2016是VR元年
类型 公司 Oculus Sony HTC&Valve 乐相科技 连 PC 式 虚拟现实科 技 蚁视 最新产品 CV1 PlayStation VR Vive DëePoon E2 M2 3Glasses D2 蓝珀/Blubur S1/W1 头盔+控制器 二代 Cyclop 价格 599 美元 上市时间 适配设备 2016.3.28 PC、Xbox 2016.10 PS4 2016.4.1 PC 2015.11 PC 待定 一体机 2015.9 PC 待定 PC/一体机 2015 初 各类设备全兼容 待定 2015Q4 各类设备全兼容 2014.12 S5、Note4 等手机 2015.11 S6、Note5 等最新手机 2014.5 安卓手机 2015.5 所有大屏手机 2016.6 大屏手机 2015 初 大屏手机 2015.11 乐檬手机
集成性 Integration
我们认为二者一定要分
开单论！
交互性 Interaction
构想性
Imagination
交互性
Interaction
智能性 Intelligence
-4-
VR/AR
全新体验是VR生存的基础， 智能支持是AR终极的任务， 下一代计算平台，下一个入 口。 现有的CPU/GPU、屏幕等硬 件都已经能足够满足用户的 需求，升级的机会在哪里？ 工业界兴奋地发现这些顶级 软硬件相对于VR/AR来说才 刚刚入门。
手机架
Google 暴风影音 蚁视 蚁视+联想
资料来源：招商证券研究
2016是VR元年
VR产业链大图
屏幕或微投影、透镜、CPU/GPU 九轴传感器、定位器等
游戏 引擎
360 摄像机
头盔
操控 手柄 体感手 套衣服
社交
游戏
直播
影视
应用 商店
视频 网站 内容 制作厂
设备 软件
内容
C端分 发渠道
跑步机 蛋壳机 等动感 设备
高盛预测正常情形下三大头显2016年销量311万部，2020年2455.6万部，我们很 认同，未来五年由于价高并不会爆发太快，限于游戏视频等垂直领域；高盛预测 2020-2025年时按正常、乐观、悲观情形分别对标笔记本、手机、PC的发展速度， 我们认同VR以笔记本为对标，想补充的是，AR在16年始第一个十年无足轻重， 第二个十年逐步追赶VR销量，第三个十年成为手机的一类重要载体（手机其它 载体包括微投影/微全息、折叠卷曲屏等，便捷性优于AR、隐私性不如AR）。 VR/AR这类重磅产品的诞生将推动整个产业跨越式大发展，这次VR大潮，中国 技术力量的跟随速度还是很快的，但产业生态布局要求高，我们能否取得优于智 能手机行业的地位还需要观察。工信部很重视，16年4月发布14000字《VR产业 白皮书》 http://t.cn/RqO8Cw6 ，并组织成立了中国虚拟现实产业联盟。 -6-
2014年6月谷歌在I/O大会上发布了第一代CardBoard，带来了超廉价版VR解 决方案，年底时走同样插手机路线的三星Gear VR发售；
2014年9月Oculus宣布公开Oculus Rift DK1外设源代码及工程原理图，国内 VR头盔设备开发商大量涌现，产品兼容DK1（DK2兼容则需破解）； 2016为什么是VR元年？公认的三大头盔厂Oculus、Sony、HTC之前只是推出 了开发者版，2016年将正式推出消费版产品，Oculus Rift、HTC Vive分别于1 月6日、2月29日预售，Sony PlayStation VR于3月15日发布。
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 17 -
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 18 -
Oculus Rift
Oculus Rift 消费者版CV1于2016年1月6日预售，3月28日开始发货。定价599美 元，高于市场预期（之前的工程机DK2是350美元），创始人说599是成本价了， Oculus预计2016年发售100万部。首发地没有中国大陆，大陆发售时间尚未落实， 这是中国企业的机会所在。Oculus何时进入中国市场？“欢迎到傲库路思”，傲 娇的名字，2016年1月www.oculuschina.com.cn上线，中文官网？创始人随后予 以否认。 这是我们在CV1预售前一晚倒计时的 截图，这不仅预示着CV1的诞生，更 记录着高端VR时代的诞生。 规格参数如下：FOV：水平方向110 度，FPS：90Hz，显示屏：OLED， 分辨率：2160 x1200 （单眼 1080 x 1200），镜片：菲涅尔（非对称）， 重量：380g。套餐中没有输入设备 Touch，而是用Xbox One的手柄代替。
-5-
2016是VR元年
Oculus Rift2014年3月被Facebook以20亿美元收购，VR技术进入资本前台，扎 克伯格说“虚拟现实会是继个人电脑和移动设备后第三个改变人们生活的重要领 域”，下一代计算平台！高盛2016年1月13日VR/AR产业报告中性预测2025年市 场规模将达到800亿美元（其中硬件450亿，软件350亿），并给出1820亿美元的 乐观估计及230亿美元的悲观估计。高盛从游戏、实况、视频娱乐、健康、房地 产、零售、教育、工程、军事等9大领域做了非常精细的收入预测。
虚拟现实（VR）技术 实现难点分析及应用案例
VR搞笑集锦视频
-3-
VR/AR
虚拟现实（Virtual Reality,VR）是3D视频或虚拟世界，遮蔽了现实世界， 增强现实（Augmented Reality,AR）则是将电子信息叠加于现实世界中，
虚拟现实三大属性
沉浸性 Immersion
增强现实三大属性 VR/AR虽在技术上有相 通性，但用途有差异，
- 10 -
2016是VR元年
连PC式头盔：主流方向，还包括连Xbox、PS4、手机等外设来运算与图形渲 染，可以适配重度游戏，连PC式头盔可以适配所有PC内容。缺点是连线不便 利，代表是三大头盔厂Oculus、Sony、HTC；
插手机式头盔：也叫手机壳子、手机架，定位为入门级VR产品，谷歌 CardBoard是鼻祖，三星Gear VR则是其中技术佼佼者。轻产品，靠低价格迅
- 12 -
499 美元
799 美元 1799 元 待定 2199 元 待定 1888 元 待定 3688 元 699 美元 199 美元 99 美元 25 美元 16.99 美元 499 元 149 元 199 元
Avegant
Samsung
Glyph
Gear VR1 Gear VR2 Cardboard1 Cardboard2 暴风魔镜 5 机饕 乐檬蚁视 VR 眼镜
OS
B端 应用
体验店、主题公园、网吧、野战馆、旅游等 工业、军事、医疗、教育、房地产等
垂直 社区
- 1wk.baidu.com -
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 14 -
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 15 -
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 16 -
约翰· D· 卡马克二世 John D. Carmack II 1970年8月20日－
- 21 -
Oculus Rift
2013年6月，Oculus获得A轮融资1600万美元，投资方包括美国经纬和Spark Capital等；
速普及VR体验，比较适合观影与轻度游戏，缺点是重度游戏玩不转、手机容 易发热掉电快、延迟眩晕、视场FOV普遍都没有达到90度、难有沉浸感，以 及高端手机流行金属机壳、对VR头盔来说太重。也有观点认为VR手机壳市场 乱象在损毁用户体验。
一体机、分体机：全移动，不需要电脑，优点不仅仅是便携，而是适合需走动 的大型游戏，但硬件性能、电池续航都是短板。有国内公司表示，赶超Oculus
VR沉浸感 AR智能化
软硬件 入门
VR+ AR+
可以+的大生态有哪些？最新的是互联网 +、移动互联网+、大数据+、云计算+， 往以前看，电力+、蒸汽动力+等，往以 后看，AI机器人+、区块链+等。
周边硬件 复活
Leap Motion的手势识别、 Lytro的光场相机等产品在刚 出场的时候都被认为是革命 性的产品，但很快被发现叫 好不叫座，不过它们未来的 机会正逐步到来。
2016是VR元年
1962年的虚拟现实设备Sensorama，可以让人们坐在椅子上、把头探进去，通 过三面显示屏来形成空间感，从而实现虚拟现实体验。
-7-
2016是VR元年
1968年第一台头戴式原型机，因为体积十分沉重，需要在天花板上设计专门的支 撑杆，被笑称为“达摩克利斯之剑”，作者是被誉为计算机图形学之父和虚拟现 实之父的著名计算机科学家Ivan Sutherland。它定义了虚拟现实的几个要素： 立体显示：两个1吋CRT显示器不同视角显示创 造立体视觉。 虚拟画面生成：视频中的立方体是实时计算渲染 出来的。 头部位臵跟踪：使用了两种方式来对头部位臵进 行跟踪，机械连杆和超声波检测，居然有三个超 声波发生器和四个接收器。 虚拟环境互动：与原型互动的手段还仅限于双手 操作的把手。 模型生成：虽然视频只是个简单的立方体，但8 个顶点的确是通过空间坐标建立的模型，并且立 方体是随着人的视角在变化的。
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2016是VR元年
1980年代早期，美国军方开始大量关于飞行头盔、军事训练仿真器的研究。
1987年一位著名的计算机科学家Jaron Lanier，捣鼓出一款价值10万美元的虚拟 现实头盔，第一款真正投放市场的VR商业产品。
1980年代，最重要的改变是，组成虚拟现实的各个设备都可以独立购买了！ 立体显示：市场上已经可以买到Sony生产的便携式LCD显示器、35mm广角镜片， 使得近距离下视场的广度也能得到保证（只是没有变形校正）； 虚拟画面生成：显卡每秒可渲染上千个三角形，已经可展示复杂的图像了。
- 19 -
Oculus Rift
Palmer Luckey2012年众筹时才19岁，他是个VR发烧友，酷爱收藏拆解旧式VR 头戴设备，他攒出的原型产品视场之宽广完败市场上所有竞品。
- 20 -
Oculus Rift
贵人相助：重磅级VR发烧友John Carmack（第一人称射击游戏之父）2012年6 月E3大展把 Oculus Rift 介绍给全世界，他本人亲自用原型展示 Doom 3 BFG Edition游戏，Oculus在Kickstarter上8月众筹爆收243万美金，13年8月， Carmack加入Oculus任CTO。Carmack作为游戏界的教父级人物，是id Software 的联合创始人之一，对3D 加速技术的贡献无人能及，代表作有 Quake、Doom 系列和 Wolfenstein3D 等。卡马克被授予英国电影学院奖最高荣誉，于4月7日登 上颁奖典礼领取“British Academy Games Awards”大奖杯。
头部位臵跟踪：Polhemus公司开发出了6个自由度的头部追踪设备，虽然使用距 离还有局限，但是比起机械连杆和超声波，精度大大提高，还少了束缚。
虚拟环境互动：带有关节动作传感器的手套。
模型生成：当时的显卡也可以做到实时三维建模了。
资料来源：36氪《虚拟现实50年》
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2016是VR元年
1996任天堂第一次将VR带入家庭，一套价值180美金、名叫Virtual Boy的电子 游戏操控系统，但因为体验差，最后产品卖了不到80万套； 2010年代后，随着电子元器件，尤其是智能手机和智能硬件的发展、电子元 器件的小型化和计算的高效化、显示屏幕技术的成熟、内容开发工具的进步， 虚拟现实从军工走向了民用化； 2012年Oculus Rift众筹大获成功、2014年3月Facebook耗资20亿美元（4亿美 元现金，以及2.31亿股普通股票）将其收购，将VR技术由开发者层面推向了 资本的前台，Sony、HTC等大厂纷纷跟进；
一步到一体机，错！1、元器件性能提升还有个过程；2、硬件核心技术都在海 外大厂手上；3、硬件换代速度快，买早了吃亏。中期可考虑做分体机，还可
为头盔减重，北京Pico于2016年4月发布Neo分体机，采用高通骁龙820芯片。
2016是VR元年
类型 公司 Oculus Sony HTC&Valve 乐相科技 连 PC 式 虚拟现实科 技 蚁视 最新产品 CV1 PlayStation VR Vive DëePoon E2 M2 3Glasses D2 蓝珀/Blubur S1/W1 头盔+控制器 二代 Cyclop 价格 599 美元 上市时间 适配设备 2016.3.28 PC、Xbox 2016.10 PS4 2016.4.1 PC 2015.11 PC 待定 一体机 2015.9 PC 待定 PC/一体机 2015 初 各类设备全兼容 待定 2015Q4 各类设备全兼容 2014.12 S5、Note4 等手机 2015.11 S6、Note5 等最新手机 2014.5 安卓手机 2015.5 所有大屏手机 2016.6 大屏手机 2015 初 大屏手机 2015.11 乐檬手机
集成性 Integration
我们认为二者一定要分
开单论！
交互性 Interaction
构想性
Imagination
交互性
Interaction
智能性 Intelligence
-4-
VR/AR
全新体验是VR生存的基础， 智能支持是AR终极的任务， 下一代计算平台，下一个入 口。 现有的CPU/GPU、屏幕等硬 件都已经能足够满足用户的 需求，升级的机会在哪里？ 工业界兴奋地发现这些顶级 软硬件相对于VR/AR来说才 刚刚入门。
手机架
Google 暴风影音 蚁视 蚁视+联想
资料来源：招商证券研究
2016是VR元年
VR产业链大图
屏幕或微投影、透镜、CPU/GPU 九轴传感器、定位器等
游戏 引擎
360 摄像机
头盔
操控 手柄 体感手 套衣服
社交
游戏
直播
影视
应用 商店
视频 网站 内容 制作厂
设备 软件
内容
C端分 发渠道
跑步机 蛋壳机 等动感 设备
高盛预测正常情形下三大头显2016年销量311万部，2020年2455.6万部，我们很 认同，未来五年由于价高并不会爆发太快，限于游戏视频等垂直领域；高盛预测 2020-2025年时按正常、乐观、悲观情形分别对标笔记本、手机、PC的发展速度， 我们认同VR以笔记本为对标，想补充的是，AR在16年始第一个十年无足轻重， 第二个十年逐步追赶VR销量，第三个十年成为手机的一类重要载体（手机其它 载体包括微投影/微全息、折叠卷曲屏等，便捷性优于AR、隐私性不如AR）。 VR/AR这类重磅产品的诞生将推动整个产业跨越式大发展，这次VR大潮，中国 技术力量的跟随速度还是很快的，但产业生态布局要求高，我们能否取得优于智 能手机行业的地位还需要观察。工信部很重视，16年4月发布14000字《VR产业 白皮书》 http://t.cn/RqO8Cw6 ，并组织成立了中国虚拟现实产业联盟。 -6-
2014年6月谷歌在I/O大会上发布了第一代CardBoard，带来了超廉价版VR解 决方案，年底时走同样插手机路线的三星Gear VR发售；
2014年9月Oculus宣布公开Oculus Rift DK1外设源代码及工程原理图，国内 VR头盔设备开发商大量涌现，产品兼容DK1（DK2兼容则需破解）； 2016为什么是VR元年？公认的三大头盔厂Oculus、Sony、HTC之前只是推出 了开发者版，2016年将正式推出消费版产品，Oculus Rift、HTC Vive分别于1 月6日、2月29日预售，Sony PlayStation VR于3月15日发布。
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 17 -
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 18 -
Oculus Rift
Oculus Rift 消费者版CV1于2016年1月6日预售，3月28日开始发货。定价599美 元，高于市场预期（之前的工程机DK2是350美元），创始人说599是成本价了， Oculus预计2016年发售100万部。首发地没有中国大陆，大陆发售时间尚未落实， 这是中国企业的机会所在。Oculus何时进入中国市场？“欢迎到傲库路思”，傲 娇的名字，2016年1月www.oculuschina.com.cn上线，中文官网？创始人随后予 以否认。 这是我们在CV1预售前一晚倒计时的 截图，这不仅预示着CV1的诞生，更 记录着高端VR时代的诞生。 规格参数如下：FOV：水平方向110 度，FPS：90Hz，显示屏：OLED， 分辨率：2160 x1200 （单眼 1080 x 1200），镜片：菲涅尔（非对称）， 重量：380g。套餐中没有输入设备 Touch，而是用Xbox One的手柄代替。
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2016是VR元年
Oculus Rift2014年3月被Facebook以20亿美元收购，VR技术进入资本前台，扎 克伯格说“虚拟现实会是继个人电脑和移动设备后第三个改变人们生活的重要领 域”，下一代计算平台！高盛2016年1月13日VR/AR产业报告中性预测2025年市 场规模将达到800亿美元（其中硬件450亿，软件350亿），并给出1820亿美元的 乐观估计及230亿美元的悲观估计。高盛从游戏、实况、视频娱乐、健康、房地 产、零售、教育、工程、军事等9大领域做了非常精细的收入预测。
虚拟现实（VR）技术 实现难点分析及应用案例
VR搞笑集锦视频
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VR/AR
虚拟现实（Virtual Reality,VR）是3D视频或虚拟世界，遮蔽了现实世界， 增强现实（Augmented Reality,AR）则是将电子信息叠加于现实世界中，
虚拟现实三大属性
沉浸性 Immersion
增强现实三大属性 VR/AR虽在技术上有相 通性，但用途有差异，
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2016是VR元年
连PC式头盔：主流方向，还包括连Xbox、PS4、手机等外设来运算与图形渲 染，可以适配重度游戏，连PC式头盔可以适配所有PC内容。缺点是连线不便 利，代表是三大头盔厂Oculus、Sony、HTC；
插手机式头盔：也叫手机壳子、手机架，定位为入门级VR产品，谷歌 CardBoard是鼻祖，三星Gear VR则是其中技术佼佼者。轻产品，靠低价格迅
- 12 -
499 美元
799 美元 1799 元 待定 2199 元 待定 1888 元 待定 3688 元 699 美元 199 美元 99 美元 25 美元 16.99 美元 499 元 149 元 199 元
Avegant
Samsung
Glyph
Gear VR1 Gear VR2 Cardboard1 Cardboard2 暴风魔镜 5 机饕 乐檬蚁视 VR 眼镜
OS
B端 应用
体验店、主题公园、网吧、野战馆、旅游等 工业、军事、医疗、教育、房地产等
垂直 社区
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2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 14 -
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 15 -
2016是VR元年
资料来源： Greenlight Vr - 16 -
约翰· D· 卡马克二世 John D. Carmack II 1970年8月20日－
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Oculus Rift
2013年6月，Oculus获得A轮融资1600万美元，投资方包括美国经纬和Spark Capital等；
速普及VR体验，比较适合观影与轻度游戏，缺点是重度游戏玩不转、手机容 易发热掉电快、延迟眩晕、视场FOV普遍都没有达到90度、难有沉浸感，以 及高端手机流行金属机壳、对VR头盔来说太重。也有观点认为VR手机壳市场 乱象在损毁用户体验。
一体机、分体机：全移动，不需要电脑，优点不仅仅是便携，而是适合需走动 的大型游戏，但硬件性能、电池续航都是短板。有国内公司表示，赶超Oculus
VR沉浸感 AR智能化
软硬件 入门
VR+ AR+
可以+的大生态有哪些？最新的是互联网 +、移动互联网+、大数据+、云计算+， 往以前看，电力+、蒸汽动力+等，往以 后看，AI机器人+、区块链+等。
周边硬件 复活
Leap Motion的手势识别、 Lytro的光场相机等产品在刚 出场的时候都被认为是革命 性的产品，但很快被发现叫 好不叫座，不过它们未来的 机会正逐步到来。
2016是VR元年
1962年的虚拟现实设备Sensorama，可以让人们坐在椅子上、把头探进去，通 过三面显示屏来形成空间感，从而实现虚拟现实体验。
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2016是VR元年
1968年第一台头戴式原型机，因为体积十分沉重，需要在天花板上设计专门的支 撑杆，被笑称为“达摩克利斯之剑”，作者是被誉为计算机图形学之父和虚拟现 实之父的著名计算机科学家Ivan Sutherland。它定义了虚拟现实的几个要素： 立体显示：两个1吋CRT显示器不同视角显示创 造立体视觉。 虚拟画面生成：视频中的立方体是实时计算渲染 出来的。 头部位臵跟踪：使用了两种方式来对头部位臵进 行跟踪，机械连杆和超声波检测，居然有三个超 声波发生器和四个接收器。 虚拟环境互动：与原型互动的手段还仅限于双手 操作的把手。 模型生成：虽然视频只是个简单的立方体，但8 个顶点的确是通过空间坐标建立的模型，并且立 方体是随着人的视角在变化的。