2.1.2　XR是元宇宙虚与实的交汇点

VR/AR的发展促进XR生态构建需求。XR是指通过计算机将真实与虚拟相结合，打造一个人机交互的虚拟环境，是VR（Virtual Reality，虚拟现实）、AR（Augmented Reality，增强现实）、MR（Mixed Reality，混合现实）等多种技术的统称。

VR和AR是XR概念的主体，两者都带来虚拟世界的体验，但技术实现路径存在较大差异：VR是利用设备模拟一个虚拟世界，利用计算机生成一种模拟环境，强调用户与虚拟世界的实时交互，带来封闭式、沉浸式的虚拟世界体验；而AR则借助计算机图形技术和可视化技术产生真实世界中不存在的虚拟对象，并将虚拟对象准确“放置”在真实世界中，使用户处于真实世界与虚拟世界的交融中，带来感知效果更丰富的环境体验。

总体而言，AR技术成熟度稍落后于VR。一方面，AR面临着与VR类似的发展难点，例如真实感、虚拟场景绘制、传感设备和交互设备的性能等；此外，AR还须解决虚拟物体和真实环境精准定位的问题，将虚拟场景与真实环境融为一体，在显示层面还将面对更多挑战。目前，市场已经推出了多款VR头显和眼镜设备，一定程度上获得了C端消费级市场的认可；而AR眼镜方面，依然需要克服诸多技术障碍。

从当前应用市场看，VR设备占近一半的市场份额，AR大约占三分之一，剩下的市场则由MR占据（见图2-12）。随着5G技术及5G网络的发展赋能更多的应用场景，AI技术和计算视觉融合驱动，以及行业玩家创新硬件功能驱动，VR、AR技术和应用也呈现融合互通趋势，MR、XR等概念应运而生。从最终用户感知看，VR、AR都是为用户的虚拟体验服务。以下将从市场需求与发展的角度探讨XR市场的投资潜力与投资机会。

（1）XR设备将构建起全新的世界

①工作场景。戴上一个头盔设备，工作中不再需要办公室的物理概念，所有的工作都可以通过虚拟环境完成。在虚拟世界中，我们有真实感的工位，更加高端与多样性的显示设备，高度定制化的工作环境。所有会议都可以通过线上的方式完成，不需要再有任何耗时耗力的线下通勤，仅需一个会议邀请就可以与客户、同事创建“面对面”的身临其境的体验。

②教育场景。学习将以一种全新的方式呈现。教育资源的线上化可以让所有学生最大化地享受到最优质的教育资源，虚拟世界中呈现方式的多样化也丰富了教学内容。例如，在做化学实验时，学生可以通过AR眼镜近距离地观察化学反应变化；在学习外语时，可以“面对面”地体验与母语使用者的互动对话；在学习文学时，可以通过数字化方式真实还原文字内容。教育将彻底变为一个有趣、高效、互动、个性化的过程。

③生活场景。在课余生活中VR可以带来的功能更加丰富多彩，虚拟世界构建的社交环境可以让人随时随地和朋友举办派对，举杯共饮，与远在他乡的亲人进行亲切交谈；游戏、影视作品也将极大地加强互动性与表现力。未来XR将整合所有的信息、社交、资讯、娱乐资源，人们不再需要电视机、游戏机、电脑、电子书等独立设备，在XR构建的世界中，可以方便地获取任何需要的内容，而且这个过程将大大降低设备的购置与换新成本：仅需要支付软件使用费即可购买虚拟大屏幕电视，而不是在客厅安装昂贵的实体机。

④医疗场景。XR在医疗领域将有广泛及深入的应用场景：未来的医疗手术将更大程度上依赖AR设备及技术，虚拟影像和真实手术场景叠加，提供实时诊疗的最佳方案推送和操作支持，显著减少病情诊断时间，优化诊疗效果；在未来的医疗培训场景里，AR全息影像则可能成为培训的主角，大大提升医生之间的交流效率，实现医疗资源的有效复制。

（2）XR步入快速发展前的酝酿期（见图2-13）

①技术发展期。虚拟现实的概念最早在20世纪就诞生了。整个20世纪20年代及21世纪最初十年，社会各界对虚拟现实技术及相关应用作出了不断尝试，但由于技术远不成熟，一直没有成功的产品诞生。2012年，OculusRift的问世让公众第一次感受到虚拟现实的场景，同年GoogleGlass的发布也在AR领域掀起浪潮，两个标志性事件引导产业进入了下一个发展阶段。

②资本狂热期。2014年，Facebook以30亿美元收购Oculus引发了市场热议，引起了产业界和资本界的普遍关注，以Facebook、谷歌、索尼、HTC、三星为代表的智能终端大厂纷纷加码XR。作为全新形态的消费电子娱乐终端，XR引发的热潮快速袭来。根据IDC数据，2016年全球XR出货量同比攀升383%，至904万部，中国VR市场2016年出货量为20.4万台，环比增长367.9%。全球资本热钱快速涌入XR市场，2015年全球的XR融资事件达152起，中国大陆的XR融资事件也高达64起。

③退潮低谷期。2017年初，行业已经出现了投资过热迹象，仅2016—2017年，中国一年就出现了超过3000支创业团队，VR相关应用数量增长十倍。然而，当时的技术及生态难以支撑市场的高速增长。受制于硬件、软件以及网络环境等因素，已经投入市场的XR终端设备并未能满足用户的佩戴感受及使用体验，销量不理想，2018年，全球VR头显出货量从上年的375万台下滑至350万台，而AR眼镜出货量则从45万台暴跌至26万台，XR市场由此进入低迷期。

类比智能手机发展历程，逼近高速发展的拐点阶段。梳理XR和智能手机的发展历程，两者存在较多相似之处（见图2-14）。智能手机早在1993便有了雏形，2007年苹果发布初代iPhone，统一了智能手机的标准，行业经历了百花齐放的技术突破期；2010年苹果发布iPhone4，标志着智能手机行业出现高速发展期的拐点，智能手机出货量呈现爆发式增长，头部效应逐渐显现，最终形成“苹果华米0V”的格局；当前，行业正处于成熟稳定期，智能手机厂商也开始积极寻找新的硬件载体。

XR作为下一代硬件载体，当前的发展的状态十分类似于智能手机进入高速发展期的拐点阶段，且随着元宇宙概念的出圈，诸如游戏《半衰期：爱莉克斯》等爆款内容及市场反馈较优的硬件产品的上市，市场已接近高速发展的拐点。以下，我们将从操作系统、硬件终端、交互方式三个维度展开分析。

第一，操作系统方面。早期智能手机操作系统市场各家系统群雄争霸、各自为政。在此期间，IOS和安卓尚未对市场形成垄断，塞班系统、微软WM、诺基亚Meego、黑莓BBOS等都在竞相抢占市场份额。早期手机霸主诺基亚发布的塞班系统，2007年还占据全球智能手机操作系统63.5%的市场份额；谷歌发布的安卓系统，通过搭载开源系统，吸引了众多手机品牌，依靠三星智能手机系列的强势崛起，一路抢占市场份额。而日后成为新一代智能手机霸主的苹果也仅在2007年才发布自研IOS，随着第一代iPhone打开市场。反观XR市场，目前安卓系统仍然占据主流，剩余市场份额由微软发布的WMR、索尼发布的PS以及其他少数独占平台占据，硬件尚未爆发前，谁是主流的操作系统平台也尚未有定论。

第二，硬件层面，早期智能手机也面临了一系列难以突破的技术瓶颈。大屏幕带来了电容触屏和多点触控的技术难关，视网膜显示屏技术的应用难以推广，导致早期智能机屏幕分辨率低（800×400），显示屏幕小，信息承载能力差；早期高性能芯片也没有应用到小设备上的经验，芯片性能欠佳。从产业配套层面看，2010年前3G在中国普及率有限，移动通信基站及终端设备数量还没有形成规模，而当年3G网络的数据传输速率也仅能支持图片、语音和互联网接入，无法支持传输高质量的视频图像。目前XR产业在技术层面虽有所突破，但距离良好的沉浸体验仍存在一定差距。以VR为例，VR内容依然需要依赖PC计算机、智能手机或者VR一体机为载体呈现，而现有主机计算速率不足，不能完全虚拟出一个能够足以欺骗大脑的环境来反馈互动，且驱动影像的计算芯片也没有达到成熟的水平。此外，移动设备存储空间、传输速度、电池技术、散热等方面也尚不成熟，限制了VR的使用场景。

第三，交互方式层面。如今，智能手机已经广泛运用于生活的方方面面，但在早期受制于硬件、应用、基础设施等问题，人机交互的方式也十分有限。智能手机诞生之初仍以邮件收发、备忘录、日程提醒等传统商务信息应用功能和简单的娱乐功能为主，由于系统的闭塞与第三方场景的交互难度也较高，仅能作为传统手机的进阶版，远远没有达到颠覆的程度。如今，XR面临的场景也极为类似。以VR为例，目前融合头动（InSide-Out 6DOF）及手柄（6DOF）交互的“6+6”的交互路线仍是主流方案，但略显笨重的头显设备及相对简陋的手柄操作还难以给用户带来“沉浸式”的体验。在感知交互层面，已经有多家公司在空间扫描建模、空间定位追踪、全身动捕、眼动追踪、手部追踪、面部追踪等前沿技术领域潜心研究，但目前尚未有较为落地的方案产生。

在智能手机的发展历程中，iPhone4的发布是具备跨时代意义的事件，其引发了大屏幕、多点触摸、应用商店等风潮，促进了应用生态的丰富和人机交互方式的迭代。首先，iPhone4自带正面摄像头和500万像素摄像头，手机的拍照功能摆脱了之前的从属地位，成为手机硬件配置中最被消费者重视的一环。其次，拥有极高屏幕分辨率的Retina显不屏在iPhone4上实现大规模商用，以屏幕为突破口，“超大屏幕+多点触控”的双重创新引爆了消费者的手机替换需求。而应用商店的兴起驱动手机的生态边界不断拓展，众多内容供应商将其提供的内容和应用从电脑终端融入了通信终端，丰富的软件功能以应用程序的形式存在，手机从通信工具成为万能的场景性工具。GPS、陀螺仪、电子罗盘、NFC等各种传感器的加持，让衣食住行、医疗、健身等生活信息和交易信息也成为手机所能提供的重要内容。

事实证明，iPhone4的大获成功带领智能手机进入全面爆发增长期，智能手机年出货量在2010年后屡创新高，2017年出货量已经超过15亿部，智能手机渗透率超过八成。在XR领域，苹果也很早就开始在硬件、软件、内容生态等方面全面布局，并在手机生态的良好基础上拓展XR生态。苹果预计将在2023年推出的AR头戴式显示设备，有望成为取代iPhone的颠覆性产品，预计此后XR也将进入与智能手机类似的爆发式增长轨道。

科技巨头纷纷布局XR产业，卡位下一代计算平台。2021年8月，VR（虚拟现实）创业公司Pico披露该公司被字节跳动收购。此前，字节跳动已在VR/AR领域进行了长期的研发投入，在交互系统、环境理解等方面收获许多技术成果。字节跳动本次的巨资收购引发市场热议，体现了进军XR领域的决心，也让科技公司纷纷布局XR产业的战略举措进入大众视野。苹果、脸书（Meta）、微软、谷歌、华为、腾讯、字节跳动等都在纷纷构建XR生态，战略卡位“下一代计算平台”。在XR产业生态的布局上，不同科技巨头依据自身特征从不同角度切入市场，拥有不同的发展路径，构建差异化的XR生态版图。

技术的持续突破助力硬件体验和生态完善。XR作为众多前沿技术的集成者，当前产业发展受限也源于技术的限制。XR产业包含近眼显示技术、感知交互技术、网络传输技术、渲染计算技术以及云内容制作与分发五大关键技术。每类技术又是多项技术的集成或存在多条技术路径，须满足各类应用场景需求尤其是C端消费级体验需求（见图2-15）。

XR的五大关键技术可以从云、管、端的架构来看。“端”主要包含近眼显示技术和感知交互技术。终端硬件上近眼显示和感知交互技术的优化，能有效解决当前硬件画质清晰度不足、视角场视觉体验受限、晕眩感等主要体验痛点，带来更优秀的终端沉浸体验。

XR被称为“下一代计算平台”，相较于当前计算环境的提升，主要体现在维度和感知的提升，要求XR设备必须具备空间扫描建模、空间定位追踪、全身动捕、眼动追踪、手部追踪、面部追踪等前沿技术集成能力，这主要体现在感知交互技术能力。感知交互系统的优化也能有效改善“晕动症”，缓解辐辏调节和多感官冲突。当前，眼球追踪及相关衍生技术是发展热点（见表2-3）。

表2-3　感知交互技术类型及发展阶段

下游应用场景日渐丰富（见图2-16）。不同于5年前VR刚诞生时的情景，XR目前已经形成了广阔的下游应用，不断渗透进多个场景。2020年XR支出最多的下游应用来自To C消费级，占超过一半的份额，包括VR/AR游戏、影视、娱乐教育等。2B级的应用则以工业制造、医疗、零售业为主。

C端市场想象空间巨大，脸书积极布局XR领域，打造虚拟世界社交生态的构想引发了行业对于XR在C端应用的美好想象。此外，XR带来的高度沉浸感强、私密性高、定制化个人体验等特点，使其天然适用于C端场景应用，例如游戏、社交、视频娱乐等。当前“元宇宙”概念已成功“出圈”，视频娱乐领域更是实现了较多的落地应用。基于当前市场热度较高的游戏和影视场景挖掘个性化推荐内容，触发用户购买行为和付费意愿并引发用户黏性和自发传播等行为，打造爆款内容形成流量入口是当前业内XR企业的主流模式，并有望在短期内持续解锁直播、购物、旅游等消费场景。

B端用户的需求则以更好地服务于生产经营为导向，更关注如何通过XR实现降本增效、营销推广等，寻求定制化、专业化解决方案，应用场景分散且差异较大。按照市场渗透率、未来XR产业增速及现有XR产值来看，XR在医疗、工业制造以及零售业具有相当大的发展潜力，其中涉及远程培训、实施指导、流程管理以及知识沉淀等场景，XR都是重要的生产力工具，且不断在更多的场景加速渗透。

根据CaPgemini2020年展开的一项针对企业级的XR应用调研，在709位企业用户的受访者中，有40%的受访者表示自身企业正在积极地参与通过XR展开的活动中，其中57%的受访者认为XR的应用提高了企业效率，53%的受访者则认为提高了企业安全性。根据微软Holdens数据，HoloLens在B端应用能带来30%的装配耗时改进，50%的店铺空间节省，80%的设计验证时间节省，85%的整体培训时间节省，90%的服务维修工作更高准确性，97%的信息传递时间节省；且目前绝大部分财富500强公司都购买了Hololens AR产品。

C端应用：元宇宙“出圈”、游戏娱乐XR引领新风潮。2021年3月10日，“元宇宙概念第一股”Roblox上市，作为全球最大的互动社区之一及大型多人游戏创作平台，Roblox积极布局VR领域，早在2016年就开放了VR功能，并逐步实现了VR游戏的跨平台、跨设备适配，游戏玩家们可以通过电脑、手机、Xbox、Oculus等各终端设备体验VR游戏。Roblox的商业模式是创造一个元宇宙世界，通过游戏将全世界连接在一起，让任何人都能探索全球社区开发者建立的数千万个沉浸式3D游戏，因此承载沉浸体验和互联网具象化的沉浸感至关重要，通过XR乃至脑机互联真正实现未来线上与线下、真实世界与模拟世界之间的无缝融合，使得Metaverse广泛渗透进日常生活。

B端应用：工业领域应用深入，医疗行业想象空间巨大。B端应用方面，XR能否有应用前景，要看三个方面：XR解决方案能否场景化、产品化，具备可复制性；能否真正解决痛点问题，而非伪装需求；场景市场空间是否足够大，从而支撑技术开发。

在工业领域，XR已经成为基于工业互联网、物联网平台实现数字孪生的核心技术之一。以工业软件巨头PTC为例，PTC将其在产品设计、PLM领域积累的核心优势整合至内部XR平台，依托开放生态中的平台软件，推出以数字化映射为基础的整体框架和整套解决方案。数字孪生帮助PTC在虚拟空间中构建出与物理世界完全对等的数字镜像，通过收集产品研发、生产制造、商业推广等维度的数据并进行分析，为下一步的产品设计、生产工艺、市场投放等关键环节打下基础。

XR在医疗行业亦带来了巨大的价值。在手术操作训练中，XR技术可以通过显示、触感、力反馈等设备，使接受培训的医生沉浸在虚拟场景中，进行手术操作和练习，体验真实的临床手术过程，可以有效提高医生诊断病情和制订治疗方案的能力，同时能够大幅降低传统培训中的器材、标本等成本。此外，XR在远程医疗、诊疗技术提升等方面也将发挥重要作用，改善医疗资源不均的问题。

XR生态趋于完善（见图2-17）。在市场蓬勃发展中，XR已经逐渐构建出由计算平台、硬件供应商、内容应用厂商和用户等多方参与者构成的完善的生态体系，移动运营商、云服务供应商、网络服务供应商等基础设施供应商也是生态良性发展的重要根基。

①计算平台。包括苹果、谷歌、索尼等拥有一定产业基础的巨头公司。

②设备厂商。包括芯片、传感器等核心器件、感知交互、终端设备及设备外设为主的独立厂商和OEM厂商。

③内容应用厂商。C端主要为各大影视平台、游戏公司、社交媒体，B端主要为教育机构、医疗机构、广告公司等。

④用户。包括为XR设备、内容应用买单的C端消费者和B端企业级用户。

⑤生态合作伙伴。主要包括提供5G网络产品或解决方案的移动运营商，提供云服务的云厂商，提供AI、物联网等技术支持的科技公司等。

经历了早期的技术研发与突破、资本入场、轻量化硬件出产、初步用户群体产生等重要阶段，在XR产业中，已经由过去的硬件厂商、应用开发商等少数公司单打独斗发展为多方共建的生态合作局面，参与方共同努力共筑蓬勃发展的生态环境，生态各方正在加速融合创新。