vr产品有哪些(vr产品的详细介绍)

在VR市场,Pico可以说是国产VR一体机性能最强体验最好的产品,而Oculus VR是综合性能最强的VR一体机,这两款综合对比孰高孰低?近期,方正证券拆解了Oculus Quest2和Pico Neo3两款VR设备,从整体外观、光学结构、核心零件和网络速度四方面对比了两款设备。

本期的智能内参,我们推荐方正证券的报告《Pico & Quest VR拆机: Pancake 化 & MR 化》,从两款VR设备的细节看未来VR发展趋势。

来源 方正证券

原标题:

《Pico & Quest VR拆机: Pancake 化 & MR 化》

作者: 杨晓峰 陈杭

 

一、整体外观:电池后置是趋势

Oculus Quest2和Pico Neo3整体都是由头戴主机和两只手柄组成,定位方案也是摄像头捕捉手柄的追踪光环。头戴主机包括输入设备(摄像头、麦克风)、输出设备(屏幕、镜片、麦克风)、内部运算、蓄电锂电池等。

手柄包括追踪光环、遥杆(方向)、按键(功能)、 扳机(确认)、侧按键(抓取),手柄内有干电池仓。

Pico Neo3前盖相比Quest2额外增加了一个散热口帮助散热,同时电池后置也是两者在外观上的明显差异。

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Quest2(右)&Pico Neo3(左)外观对比

Pico Neo 3的面罩设计更加宽大,配搭舒适度 更高。和Quest 2相比上端凹口更宽、更浅。

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Pico Neo3(上)与Quest2(下)面罩外观对比

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Pico Neo3(上)与Quest2(下)面罩外观对比

Pico Neo3将电池移出主机,通过连接线置于脑后位置,因此虽然整体重量与Quest2接近,但正面主机重量只有440g(官方395g),后部220g,脑后重量的平衡,能显著降低面部和鼻部压力。外移后的电池包减重需求弱,Pico Neo3配备5300mAh电池,相比Quest2的3640mAh多出近50%。

手柄方面,Pico Neo3手柄由面板上的摇杆、两个功能按键,侧按键和正面板机组成。手柄追踪光环环绕手柄换装部分外侧,使用时可发出难以观测的弱光,暂时是一种通用的识别方案。手柄内部具有陀螺仪传感器,辅助视觉定位方案。

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Pico Neo3手柄拆解俯视、右侧、左侧、正面视图

后置电池方案显著提高佩戴舒适度,实际佩戴时,Quest2所采用的前置电池的方案导致主机有明显的下坠,产生视觉效果不清晰,眼部、额头承受压力的不良体验。同时减少一体机的减重要求,为更大的电池容量提供设计上的基础。

未来,“手势识别”或迎来“无手柄”方案。手势识别方案可能进一步减小VR使用装置上的束缚,增强使用沉浸感。Meta在2019年底首次在初代Quest的V12测试版本中推出无手柄的手势追踪技术,随后开放了开发者 SDK。2020年5月19日,Oculus Quest正式发布了手动跟踪更新,更新版本为v17,去掉了特性和 SDK中的预览标签。

2022年4月,Meta升级Quest 2的手部追踪能力,涵盖追踪连续性、手势支持和性能的优化,实现遮挡、 高移动速度、手遮手场景下的手势识别。

 

二、光学结构“Pancake化”

目前在VR一体机上使用的光学成像方案主要有三种,分别 是非球面透镜、菲涅尔透镜和反射折射透镜(Pankcake 方案)。

1)非球面透镜:其特点是低散光,但需要使用更大的显示 屏幕和更厚的光学元件,导致设备非常笨重;

2)菲涅尔透镜:在反射折射透镜与非球面透镜之间的这种 解决方案,散光的问题可能会导致低对比度和分辨率的降 低;成像距离在40mm左右;

3)反射折射透镜(Pancake方案):Pancake方案的成 像距离极大的缩短,使得VR设备变得更加轻巧,但同时其 光效显著的受到影响,对屏幕亮度有更高的要求(需要采 用发光能力更强的屏幕方案),成像距离缩短到24mm。

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Pico Neo3透镜部分数据实测

Pancake光学方案通过折叠光路,压缩成像距离可达40%-60%,镜片也更加轻薄。Pancake技术所面临的制约因素正在减弱:之前Pancake并未大量在一体机采用,是因为1)光线利用率低,需要屏幕有较高亮度;2)需要更高的光路精准度。

从近期已发布及将要发布的主流VR产品来看,Pancake方案的使用将成为未来VR一体机的主流透镜方案。

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Pancake一体机与菲涅尔一体机厚度对比

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近期已发布与将要发布的VR一体机光学方案

目前市面上大多数VR眼镜多使用LCD屏幕,依靠背光源照亮像素, 尤其在高环境光的环境下,所以其亮度较低,通常只有500nit左右;由于Pancake光学方案,光线需要经过多次折射才能实现显示屏和镜头距离更低情况下,达到同样的进入人眼的面积。因此光利用率通常较低,仅为10-20%,LCD屏幕亮度可能无法满足该方案。采用Pancake光学方案需要更强发光亮度的屏幕如Micro OLED、Mini-LED等。

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Pancake光学方案产品的显示屏材质

Pico Neo 3和Quest 2在瞳距上都采用了3档的齿轮啮合的手动调节方案。Neo 3的瞳距分别为58mm 、63.5mm、69mm,Quest 2的瞳距分别为58mm、63mm、68mm。

市面上还有无极调节的瞳距调节方案,即在规定范围内的任意大小均可使用,其中创维数字 PANCAKE1支持59-68mm的无极调节,arpara AIO 5k支持56-72mm的无极调节。

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Pico Neo3(下)&Quest2(上)的瞳距调节方案

Pico&Quest声音设备:扬声器分布于头显两侧。Quest 2和Neo 3目前扬声器音质、响度上仍有提高空间。

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Quest2(右)&Pico Neo3(左)电池、扬声器位置对比

未来趋势:头显的清晰度分辨率仍需提高。Pico Neo 3屏幕双眼分辨率为 3664*1920,单眼分辨率为1832*1832,视场角为 98°。根据前文所述的原理计算,Pico Neo 3的PPD = 1832/98 = 19,其1°单位视线范围内的像素量 =π*(PPD / 2)2 = 274。

Oculus Quest 2双眼分辨率与Pico Neo 3相同,视 场角为101°,PPD = 1832/101 = 18,略低于Pico Neo 3。

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Pico Neo 3部分参数指标

 

三、核心零件:“芯片&摄像头”决定性能

拆机后观察到的主机内部来看,Neo 3和Quest 2在布局上非常类似。中部是一个风扇散热器;散热器下方是一体机的主板;摄像头分布在四个角落。相比较而言,Quest2 多了保护杠,且拥有一块银色金 属材料固定件,更加紧凑,但是重量也相应提升。

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Quest2(左)&Pico Neo3(右)主机内部对比图

Quest 2的在散热上有更多准备。由于Quest 2的电池放置于头显外壳内侧,与主机距离较近,散热负 担重。因此其采用导热性更好的金属片面板提高散热性能,同时散热风扇中Quest2的散射器采用扇形结构,更有利于散热。

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Quest2(左)&Pico Neo3(右)散热风扇正反面对比图

尺寸数据:Pico Neo3主板长度为98mm,宽度为44mm;Quest2主板长度为96mm,宽度为36mm 。

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Pico Neo3(上)&Oculus Quest2(下)主板对比图

主板对比:均采用主流高端VR芯片骁龙XR2。

摄像头:采用四黑白摄像头,有望提升“数量和色彩”。Neo 3和Quest 2头戴主机上均装有四个追踪摄像头,但均为黑白摄像头,未来有望升级更新为彩色摄像 头或者更多摄像头。

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Quest2(上)&Pico Neo3(下)主板及周边

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Pico Neo3黑白摄像头

未来趋势:彩色摄像头支持一体机AR化的进一步发展。未来的MR产品将真实世界和虚拟世界融合在一起,需要通过摄像头将真实世界捕捉进去,这就需要采用彩色摄像头,进而与虚拟世界用类似的色彩融合在一起。

无手柄全身追踪方案:目前摄像头布置仅能实现前方的肢体动作捕捉,即手势识别方案。通过摄像头对手部空间位置信息进行捕捉,在获取其位置、形状等信息后对其进行建模,处理后从一体机屏幕中显示具体位置。未来在摄像头能够实现身体下方包括脚部、腿部视觉信息获取的情况下,即可通过相同的技术手段实现无手柄的全身追踪方案。

智东西认为,VR设备无论如何变化,方向一定是向着“便携”、“高性能”和“高交互体验”三大方向发展。所以,电池后置、Micro-OLED+Pancake是必然的趋势。

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