虚拟现实行业深度报告：VR进入爬升期，“5G云VR”概念成焦点

1. VR 技术进入爬升恢复期，一体机将成为未来主流

1.1.VR 技术进入爬升恢复期，AR/MR 技术尚在泡沫破裂期

随着 2019 年 5G 大幕开启，“5G 云 VR”概念成为焦点。

VR（Virtual Reality，虚拟现实）是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚 拟世界，提供使用者 720 度全景无死角 3D 沉浸观感，和真实世界 0 交互。初 阶消费者熟悉的 VR 应用主要有商场、游乐园或景区中的 VR 体验项目，春晚 VR 直播，VR 盒子看电影，进阶玩家可能才会了解 PlayStation VR、Oculus rift 以及 HTC vive 等高端 VR 设备。

AR（Augmented Reality，增强现实）：利用计算机将虚拟的 3D 信息实时叠加 到真实场景，虚拟世界和真实世界有一定交互。AR 又分为手机 AR 和 AR 眼镜， 手机 AR 是通过手机屏幕显示真实场景和虚拟物体的叠加，实际显示的是 2D 画 面，这类实际是“伪 AR”产品。AR 眼镜则使用户佩戴后可直接看到真实场景叠加虚拟物体，也是未 来产业的发展方向，熟知的产品如 Google Glass、微软 Hololens 等。

MR（Mixed Reality，混合现实）：该技术在 AR 技术的基础上对真实场景进一 步数字化处理，真实世界和虚拟世界完全融合。AR 和 MR 可通过虚拟物体的相 对位置是否随设备移动而移动来区分。AR 技术中，墙上有一个虚拟钟表，会随 着用户头部移动而移动，而 MR 技术中，墙上的虚拟钟表，无论用户如何移动， 都会待在固定的位置，好像墙上本来就有一个真正的钟表一样。微软的 Hololens 采用的就是 MR 技术。

从 Gatner 2017 年新兴技术成熟度曲线可看出，VR 技术经历了技术萌芽期 （Innovation Trigger）、期望膨胀期（Peak of Inflated Expectation）、泡 沫破裂低谷期（Through of Disillusionment）之后开始进入稳步爬升恢复期 （Slope of Enlightment），从 2018 年新兴技术成熟度曲线可看出，AR 和 MR 技术尚处于泡沫破裂低谷期的早期和中期。

1.2.一体机将成为 VR/AR 设备未来的主流形态

经历泡沫破灭后，VR 设备形态的发展趋势也逐步确定，行业相关标准也纷 纷推出，高性能的可提供完全沉浸感的一体机（无绳）VR 设备将是未来主流。

VR 设备系统可简单看作处理器、显示器、陀螺仪和透镜四个组成部分。

VR 眼镜按处理器采用设备的不同可分为 3 类：移动端 VR（也称作 VR 手机 盒子，Screenless Viewer）； PC 端 VR（也称作 PCVR，Tethered HMD）和 VR 一体机 （也称作 Standalone HMD， All in one HMD）。

移动端 VR：处理器、显示器和陀螺仪的功能均由手机实现，VR 眼镜只有 透镜的功能，需要嵌入手机使用。这类产品成本低，售价通常在几十到几百元， 属于入门体验级产品，体验效果较差；

PC 端 VR：处理器的功能由外接 PC 实现，显示器、透镜和陀螺仪的功能由 VR 眼镜实现，需要连接 PC 使用。这类产品体验最好，成本也远高于手机盒子， 售价通常在几千甚至上万元，但灵活性较差；

VR 一体机：所有功能均集成在 VR 眼镜中，不需要外接任何设备，一体机 中内置移动芯片来进行图像和定位计算，其性能不如 VR 头戴显示器强大，但 其最大的优点是便携。这类产品成本也很高，售价比 VR 头戴显示器稍微低一 些，一般也在几千元。

AR（包括 MR）眼镜和 VR 眼镜组成结构类似，也可分为 AR 盒子、连线式 AR（Tethered AR，自带屏幕，需要连接手机或 PC 使用）和 AR 一体机，二者 主要区别在于光学成像系统。

据 IDC 报告，从 2017 年到 2019 年，全球 VR 设备出货量中无屏类 （Screenless Viewer）设备逐年减少，预计 2019 年出货量占比将从 2017 年 的 60%降至 16%；一体机设备（Standalone HMD）出货量逐年上升，预计 2019 年将达269万台，出货量占比从2017年的4%提升至38%； PC端VR设备（Tethered HMD）出货量占比每年小幅提升，19 年预计为 46%。

AR 设备中一体机占比最高，主要由于 AR 设备需要和现实世界交互，有线 设备将限制用户活动范围，从而影响用户体验。据 IDC 预测，2019 年全球 AR 设备中一体机 （Standalone HMD）出货量将达 30 万台，占比全部 AR 设备的 54%。 无屏类（Screenless Viewer）VR 设备 2019 年出货量占比将从 2017 年的 75% 下降到 19%。

目前用户普遍反映采用 PC 端 VR 设备体验 VR 游戏时，手会不时勾到头戴 式设备连接至主机的线缆，十分影响游戏体验。对于 AR 设备来说，线缆束缚 更是应用场景进一步扩大的阻碍。因此，无绳化一定是VR/AR设备的未来趋势， 一体机将成为 VR/AR 设备未来的主流形态。

2.云 VR 是 VR 规模化的必然选择，5G 助力云 VR 落地

2.1.云 VR 助力 VR 产业规模化应用，产业已展开全面布局

2.1.1.云 VR 是 VR 走向规模化应用的必然选择

尽管一体机 VR 设备具备了移动便携的优点，但同时牺牲了运算性能，从 而目前的用户体验难以和 PC 端 VR 设备相比。为解决这一难题，产业提出了云 VR 的解决方案，将大量的本地计算移到云端，引入云计算、云渲染技术，并借 助高速稳定的网络，将云端的显示输出和声音输出等经过编码压缩后传输到用 户的终端设备，从而无需本地主机。该方案一方面省去了 VR 头显与主机之间 的连接线，实现了移动便捷；另一方面省去了昂贵笨重的高性能本地计算机， 实现了轻量和低成本。当前 VR 行业发展面临的主要瓶颈就在于成本和用户体 验的不平衡，因此云 VR 解决方案是 VR 走向规模化应用的必然选择。云 VR 不 仅解决了硬件端的最大痛点，同时也解决了内容制作和分发环节此前 VR 内容 离散、无版权保护的痛点，云 VR 使得 VR 内容得以聚合起来，一方面有版权保 障，另一方面可以实现快速分发到大众和垂直行业用户。

Cloud VR 解决方案架构由内容层、平台层、网络层和终端层四部分组成。

内容层：主要负责向平台层提供 VR 内容，包含内容提供方和内容聚合方； 平台层：为 VR 内容提供云渲染、流化、转码、存储和编码等功能； 网络层：主要包括骨干网、城域网、接入网及家庭网络四部分，负责 Cloud VR 业务提供大带宽、低时延的稳定传输； 终端层：主要实现 VR 内容呈现、家庭网络接入以及用户鉴权等功能，通过 Wi-Fi/5G 接入网络，与平台层连接。

2.1.2.运营商全面开展云 VR 业务，工信部出台政策加速推动产业发展

2.2.云 VR 当前面临的主要痛点

2.2.1.清晰度

2.2.2.流畅度

2.2.3.时延

……

2.3.5G 网络性能大幅提升，助力云 VR 落地

2.3.1.云 VR 性能提升对网络端提出带宽和时延两方面需求

上文中提到 VR 体验的清晰度和流畅度分别可以通过提升 VR 内容/终端的 分辨率和刷新率来改善，提升以上性能的同时也对网络的带宽和时延也提出了 更高的要求。弱交互 VR 主要是对网络的带宽提出了较高要求；而强交互 VR 则对网络的带宽和时延等同时提出了较高要求。

带宽方面：具体来说，VR 内容分辨率提高意味着传输内容体积更大，刷新 率提高意味着每秒传输的画面越多，如果码率（单位时间传送的数据量）无法 匹配，则传输过程中会出现明显失真，从而影响最终呈现画面的清晰度和流畅 度。带宽是网络可承受的最大码率，由于视频流并不是完全平稳的，有流量突 发的情况，根据 4K 视频的测试经验，网络带宽≥平均码率* 1.5，可保证视 频流畅播放。

弱交互 VR 目前的传输方案包括全视角传输和 FOV 传输两种，前者对带宽 的要求更大，强交互 VR 只有 FOV 传输一种传输方案。全视角传输方案就是将 360 度环绕的画面都传输给终端， 当用户头部转动需要切换画面时， 所有的 处理都在终端本地完成。采用全视角传输方案，由于观看者在观看时，实际只 能看到当前视野部分，看不到的部分占了网络带宽，但没有真正用到，从而对 网络资源造成了较大浪费，因此产业提出了 FOV（Field of View，视场角）传 输方案，只将高质量视角区域进行传输， 不涉及非视角区域。FOV 传输方案目 前具体包括金字塔传输和 Tile Wise 传输两种方案。根据华为《Cloud VR 网络 方案白皮书》2018，舒适体验阶段 VR 中，弱交互 VR 视频应用的全视角传输带 宽要求达到 140Mbps，FOV 传输带宽要求达到 75Mbps，强交互 VR 应用的传输 带宽要求达到 260Mbps。

时延方面：上一节内容中提到，强交互 VR 应用中网络时延 RTT(Round-Trip Time)最低要求为 20ms，舒适体验阶段和理想体验阶段的网络 RTT 需要分别进 一步下降到 15ms 和 8ms 以下。

2.3.2.5G 网络性能大幅提升，助力云 VR 产业规模化应用

要想达到舒适体验阶段的 VR 应用，目前的 4G 网络难以满足上述的性能要 求。2020 年 5G 商用将大幅改善网络性能，具体体现在传输速率、时延、连接 数密度和移动速度等方面。 5G 网络的传输速率可达到 10Gbps，是 4G 的 100 倍； 传输时延可达到 1 ms 级别，是 4G 的 1/50；连接数密度可达到 106/km2，是 4G 的 100 倍；移动速度可达到 500 km/h，是 4G 的 1.5 倍。

3.视频业务打开 2C 市场，教育应用领衔 2B 市场

3.1.视频业务打开 2C 市场，教育应用领衔 2B 市场

根据华为《Cloud VR+场景白皮书》，Cloud VR 根据用户基数、用户使用 频度、内容成熟度、用户体验、云化进程、产业成熟度等指标为标准, 可划分 为三个阶段 : 近期、中期和远期三个阶段。

近期云化阶段（现阶段）：主要包括 Cloud VR 巨幕影院、 Cloud VR 直播、 Cloud VR 360°视频、 Cloud VR 游戏等场景。以上场景可作为 IPTV 应用的 延伸，对网络要求相对较低，同时有 IPTV 的用户和内容基础，因此可以率先落地。

中期云化阶段（1-3 年）：包括 Cloud VR 教育、营销、电竞馆、健身、音 乐、K 歌、医疗等场景。这些场景还存在内容不够丰富、终端成本过高、网络 性能要求较高等制约，未来随着内容和渲染上云，产业链有望进一步成熟，推 动应用落地。

远期云化阶段（3 年以上）：包括 Cloud VR 旅游、社交、购物、军事、工 程、房地产等场景。这些需要专业化定制的 VR 内容，同时对网络性能要求很 高，因此将需要较长的时间培养产业生态链。

总的来说，2C 领域将率先落地，首先利用 IPTV 的延伸发展 Cloud VR 视 频相关应用，包括 Cloud VR 巨幕影院、Cloud VR 直播和 Cloud VR 360°视 频三项应用，然后利用 VR 游戏应用吸引用户付费，实现快速变现。2B 领域， 教育应用有望率先发展，该领域目前用户群体比较明确，付费意愿也更高。

3.2.有望率先落地的几个应用领域

3.2.1.云 VR 巨幕影院

Cloud VR 巨幕影院作为 IPTV 视频业务的延伸，是最容易展开的业务， 一方面拥有 IPTV 原有大量用户的基础，业务平台不需要专门做优化和修改； 另一方面，现有 IPTV 业务平台已经拥有海量优质视频内容。

目前有很多 VR 设备都可体验巨幕影院，但还没有云 VR 设备发布。华为 19 年推出的 VR Glass 产品就支持 IMAX 巨幕体验，这款产品被称为颠覆性 VR 眼 镜，主要由于其轻薄的设计，其重量仅有 160g，厚 26.6mm，仅为传统 VR 头显 的三分之一，镜腿可折叠。这款 VR 眼镜也支持近视调节，屈光度调节为 0° -700°，左右眼可独立调节。 但这款 VR 眼镜需要连接手机使用，因此还不能 真正称为一款颠覆性的产品。

3.2.2.云 VR 直播

通过云 VR 技术直播实时球赛、运动会、演唱会，现阶段可以带给用户沉 浸式临场感，让用户在家中就能体验到与歌星、球星面对面的感觉。未来随着 性能进一步提升，用户不仅可以享有视听觉的体验，还能进行交互。目前云 VR 直播已经有了许多成功应用，美国公司 NextVR 拥有 VR 直播技术专利，获得 NBA League 授权，可对 NBA 比赛进行 360°全景直播，该公司估值 8 亿美金；王 菲“幻乐一场”演唱会，为场外粉丝提供 VR 直播，30 元入场券，累计超过 2000 万用户观看。但当时由于技术还不够成熟，存在画面不够清晰诸多痛点，从而 影响了用户体验，未来随着云 VR 性能大幅提升，该应用有望迎来快速发展。 目前云 VR 直播的商业模式包括家庭观看 VR 直播、VR 直播现场 VIP 包厢、 VR 直播分会场等，运营商通过与 IP 方合作，获得丰富内容，并提供优质网络， 可推出相关业务，实现快速变现。

3.2.3.云 VR 360°视频

视频点播与 VR 技术的结合。一种是固定观看位置，支持 360°全方位任 意观看；一种是不固定观看位置，可以在场景中自由走动，甚至可以进行交互； 360°视频就是前者。Cloud VR 360°视频内容以短视频为主，主要为体育赛 事及演唱会等 VR 直播转录播及精彩剪辑、风景短片、纪录片等，剧情类内容 受限于不成熟的内容拍摄手法及高制作成本，相对稀少，而直播转录播内容后 期制作快捷，上线快，相对较多。

目前该应用的商业模式主要是由运营商负责采购设备和内容，然后向个人 /家庭用户免费或付费提供服务。

3.2.4.云 VR 游戏

Cloud VR 游戏是 VR 的典型应用，交互性强，沉浸感强，是最能吸引用 户的业务之一。 有 3DoF 的轻量级休闲游戏与 6DoF 的重度大型游戏，分别 对应轻度休闲玩家与高端核心玩家。据高盛报告，2020 年全球 VR 游戏营收规 模将达 69 亿美元，将是未来整个 VR 应用市场最大的细分应用领域。

云 VR 游戏的商业模式目前尚在探索之中，初期的总体思路是由运营商向 终端用户提供集约化游戏服务，可采用游戏套餐包月付费、游戏内消费和周边 产品销售等方式变现，终端硬件和软件集中采购，然后给上游的综合服务提供 商和游戏开发商等收入分成。

3.2.5.云 VR 教育

云 VR 教育是通过 VR 技术来构建虚拟学习环境，如虚拟实验室、宇宙中 的天体运动、生物中的微观世界等，从而将抽象、不易理解的知识以形象、生 动、直观的形式呈现，可提高教学效果。教育是刚性需求，市场普遍认为 VR 教育被最适合作为第一个聚合的行业应用，除了在学校等场景使用，VR 还能在企 业培训中发挥作用，如沃尔玛 2017 年就通过 VR 培训了 15 万名员工。据高盛 预测，2020 年全球 VR 教育市场规模有望超过 3 亿美元，2025 年有望超过 7 亿 美元。

目前 VR 教育应用存在的主要问题有：1）VR 教育内容相对零散，很少形 成体系。面向消费者的教育类应用远远不够，K12 的内容还无法覆盖中小学生 的教学大纲，企业的培训也还未大范围铺开。2）2B 类业务因为同时有大量人 使用，因此需要带宽保证，目前的 4G 网络还不足以支持。内容方面需要整个 产业链生态进一步完善，商业模式进一步确立，并通过云化平台提升内容分发 效率，以及保障内容商的权益，才能使内容商专注内容制作，提供丰富的 VR 教育内容。网络方面，未来 5G 落地有望在带宽方面提供保障。

4.国内厂商在硬件环节加快追赶，软件环节差距较大

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