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头盔显示器发展动态分析报告
景好鸿芯网 | 2018-01-10 19:02:58    阅读:229   发布文章

2018年1月10日  青松  景好鸿芯网


在近年显示器件的发展中,人们把关注的重点纷纷投向诸如液晶、等离子体、点致发光、真空荧光显示等平板显示器件(FPD)等平板显示器件(FPD)的大屏幕显示上。但在这些平板显示器件的发展过程中,显示器件的另一个分枝——包括平视显示(HUD)和头盔显示(HMD)等的微型显示系统,也伴随着高分辨率显示器件的发展更成长起来。特别是今年来虚拟现实(VR)技术的发展,以及现代数字化部队的装备需要,使得以头盔显示为代表的微型显示器件在这些领域占据了重要的地位。

1.AR/VR/MR头盔显示器形成新的价值链,带动软硬件系统整合发展机会

ICT产业呈现跳跃式发展与加速变革趋势,第一波PC浪潮在苹果II推出近20年之前发展,在90年代加速而第二波固定带宽网络在发展期不到五年,拐点后加速第三波智能型手机在iPhone发布之后只花了3年就呈现飞跃成长,产生了当今商业上成功与技术创新。

 

而现在AR / VR成为ICT产业第四波浪潮,带来更多冲击与市场机会,目前可由Gartner技术炒作周期分析技术发展趋势与科技产品的生命周期。新兴技术(Emerging Technology)的评估是一件重要且困难的事,因多属于颠覆性创新(Disruptive Innovation)范畴,Gartner每年所出版的《新兴技术发展周期报告》(Hype Cycle for Emerging Technologies)成为科技产业重点参考报告之一,Gartner Hype Cycle将新技术的发展分成五个时期,通常先是萌芽,接着炒作,然后幻灭,随着技术成熟,最后达到应用高峰并不是所有新技术都能走完这条曲线。

 

依据2017年公布的Gartner Hype Cycle,VR技术的落点正处于市场正要起飞的产品萌芽期,而AR技术则仍要5~10年才会进展至成熟期,并走入大众消费市场,初期产品仍以企业市场为主。

 

Gartner Hype Cycle横坐标是时间,纵坐标是人们对这项技术的期望值或技术在媒体上的曝光度。

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1 AR/VR在Gartner Hype Cycle(技术炒作周期)的位置


百花齐放的AR / VR产品从低端纸板到高端HoloLens,Gartner预计至2018年两者出货将达到1亿台以上

 

当越来越多的消费者开始熟悉VR产品,市场上陆续推出第二代和第三代产品,并有更多的企业开始尝试复制成功模式出现,技术仍在不断迭代,逐渐实用化稳步攀升。

 

AR技术所处低谷期的局限和缺点逐步暴露商业模式也重新被理逐渐趋向成熟,社会大众渐渐意识到AR技术对于需求的满足,将成为产业加速起飞的拐点。

 

随着Apple、Google相继推出ARKit、ARCore开发工具、Facebook的AR Studio陆续问世,都在试图将AR领进大众消费市场

 

理想的用户接口将左右消费者对特定AR系统的忠诚度,并且也是AR能否打进主流市场关键。而AR/VR/MR头盔显示器的新应用将形成新的价值链,带动软硬件系统整合发展机会。

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2 AR/VR/MR头盔显示器价值链

2.国际大厂布局策略

依据AR/VR/MR头盔显示器技术划分,盘点重要国际大厂如图3所示。


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图3


其布局策略分述如下:


2.1 手机厂商:Apple看好AR相关的跨装置应用,认为未来会改变媒体并与智能型手机一样重要


苹果执行长Tim Cook相当看好AR的发展潜力,认为AR将会像智能型手机一样重要,并表达了对苹果10年来产品战略的信心。Cook2016年曾表示,未来人们每天都会有AR体验,就像三餐一样稀松平常,AR将成为人们生活的一部分,结合AI等创新技术在未来有很大的发展空间。


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4 Apple AR布局


例如利用 AR 技术进一步改善医疗、教育等产业的使用者体验,让 AR 能在更多、更基础的场景中得到应用,这才是AR真正的价值,也是苹果和他追求的目标。因此苹果公司正在开发几种AR产品,包括可以无线连接到iPhoneAR眼镜,以及将内容电影地图和更多的东西连接到佩戴者

AR/VR领域之布局包括2015年并购德国AR技术的新创公司Metaio,该公司拥有171AR专利,专注在机器视觉技术2013年并购Kinect的动作感测技术开发商PrimeSense,拥有了人体动作感测技术2010 年收购瑞典脸部辨识技术公司 Polar Rose2017 年与知名光学技术公司蔡司合作,开发AR产品。2.2社交平台:Facebook预测5年内AR技术有重大突破,AR眼镜将取代智能型手机Facebook旗下Oculus Research首席科学家Michael Abrash日前在年度开发者大会F8中表示,随着AR技术不断发展与成熟,未来AR眼镜将会取代智能型手机,成为民众日常运算装置并认为ARVR有着更广的社交属性至于成立Building 8,目标在于研发AR/VR、人工智能、链接等种类的硬件产品,打造继手机后的下个沟通平台, 透露出Facebook 要变革人类沟通方式的野心。Facebook子公司Oculus VR取得AR眼镜新专利专利更多产品细节,包括可用在VR/AR/MR HMD

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5

 

2.3 Google整合AR软硬件建构生态系,推出AR平台Tango


Google是所有大厂中最早布局AR HMD产品的厂商,2013年推出的Google Glass可使用免持的装置进行通话、导航、拍照、录像等功能然而销售不佳,除1,500美元的高价外,因实用性与隐私等众多理由退出消费性市场,于2017年推出企业版,正式转为生产力工具。2016年推出行动装置AR平台Tango,并与联想、华硕共同开发具AR功能的手机,有助于消费者提高对AR的接受度,并结合Google Map合作开发室内定位技术VPS (Visual Positioning Service),透过AR镜头,可以辨别室内环境特征,帮助用户在商场中找到所需要的商品。


2.4 手机厂商:三星以手机为核心延伸布局AR/VR外围应用


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6 三星C-Lab 推出AR/VR应用



三星在MWC2017大会展示四大AR/VR新项目,包括一种AR/VR眼镜Monitorless内建CPU、投影机、电池、扬声器等设备,并具备Wi-Fi 功能,能通过无线网络把手机和计算机连接起来,显示相关内容,因应需要在VR 与AR 模式之间切换:VR 模式以全黑背景显示,AR 模式则会变成半透明的现实世界背景。并另外有三款全新的VR应用。以三星的布局来看,仍以智能型手机为主要业务,Gear VR是以手机配件的方式来提升手机的市场价值。


2.5 手机厂商:HTC打造VR生态圈


HTC Vive是一家VR硬件公司,并拥有自己内容团队,布局重点在于建立Vive生态系,包括硬件、平台、内容与服务应用,并相当看重软件IP的掌握度。透过推出自家应用商店VivePort提供内容平台,目前有超过5000个以上的开发团队,旨在帮助新创团队把内容带到Vive生态系里面。

HTC认为VR应用不止在于游戏,与垂直行业的结合更是趋势和未来,“杀手级应用”可能是教育应用装置。另外VR与医疗有许多可以结合的点,如自闭症、恐惧症等疾病的康复训练,临床手术,培训医疗人才以缓解医疗资源分配不平衡的状况。


2.6游戏厂商:SONY锁定游戏市场,以既有使用者优势扩充VR游戏应用


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图7 SONY锁定游戏市场扩充VR游戏应用


2.7 跨境电商布局AR:Amazon、BAT


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8 Amazon、Alibaba、百度、腾讯AR布局



2.8 芯片厂商布局AR/VR : Intel、Qualcomm


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9 芯片厂商布局AR/VR : 代表厂商Intel、Qualcomm


Intel早在2014年便推出了RealSense 3D摄影机,可说是最早跨入AR领域的业者之一。


2.9 软件厂商布局MR:Microsoft发表HoloLens朝垂直整合发展


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10 Microsoft发表HoloLens朝垂直整合发展



2.10 新创公司以Magic Leap光场MR技术最受瞩目


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图11


3. 面板与上游零组件厂商布局

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12 VR HMD面板技术开发重点


现阶段VR需求的分辨率规格尚未有一致的看法,Oculus傲库路思的创办人兼发明者Palmer Luckey认为至少要达到单眼8K分辨率的水平才能有较佳的体验感。若考虑解决动态显示画面可能造成人眼视觉暂留的模糊感,OLED会是相较于LCD更好的技术选择,因为OLED为主动发光,可以达到低余晖(Persistence)<=1ms要求若搭配更高的画面更新频率,可以改善人眼视觉暂留与画面不连续的缺失。

 

面板厂商在VR应用上皆以彰显现有头盔装置VR面板分辨率不足为由开发相关技术,使得2000 ppi成为VR分辨率的门坎规格。如厂商eMagin公司在论文展示高达2645 ppi,亮度>2000 cd/m2的全彩微型OLED显示器imec则是提出VR用的面板需达8K分辨率,2016年曾展出双色画素(R/B) pitch=10μm,分辨率1250ppi的微型OLED面板SEL提出以CAAC-IGZO背板技术作成2.78吋,分辨率达1058ppi的论文。


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13 面板厂商以不同技术开发的HMD专用显示器



SID展示会可发现,除了传统面板厂开发LCDOLEDmicro-OLEDOLED on Si)等技术外,三星在论文中展示2.78AR/VR可切换面板,1058-ppi Ultra-High-Resolution OLED Hybrid DisplayLeti则以micro-LED推出iLED matrix,其蓝光EQE 9.5%,亮度可达107 Cd/m2;绿光EQE 5.9%,亮度可达108 Cd/m2,采用量子点实现全彩显示,Pitch只有10 um,未来目标做到1 umLeti近程计划从smart lighting切入,中程2-3年进入HUDHMD市场,抢搭VR/AR热,远程目标是10年内切入大尺寸应用。Fraunhofer则是将sensor整合至OLED面板中,可以追踪眼球,调整近眼显示器的影像与观看舒适度。

 

JDI规划以LTPS制作VR专用LCD,目标2019年开发3.31000ppi以上面板。GoogleSharp共同宣布合作开发适合VRAR设备使用的面板,分辨率将高达4K(分辨率超过1000ppi),开发低延迟的液晶技术,包括使用动态驱动背光技术与快速液晶来减少动态图像模糊,其反应速度为6ms。由于Google 提出单眼需要20万像素,所需的传输速率为50G〜100G bit/s的像素的数据,因此Google 采用眼球追踪与渲染处理的方法来解决此问题。


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14 JDISharp面板厂与上游零组件厂商开发高分辨率VR HMD专用显示器


4. 结论

 

透过AR/VR跟消费者互动、引导消费者结合互动性、娱乐性,创造全新型态的体验式经济未来2年将加速发展。而垂直B2B商用市场将串起各个通路间的销售机会,例如消费者实时参与直播将成产品价格曲线测试工具,当AR遇上零售业,未来每个东西都可以是消费入口,因此如何设计AR/VR内容,提供足够的诱因让人们达到消费动机,导入应用情境,是未来零售通路需要的。

 

未来各项AR/VR/MR装置更可结合AI取代智能型手机功能,导入第三方服务AI 系统,并以AI提升数字营销效果将更精确预测受众偏好,创造全新型态的体验式经济。

 

因此AR/VRB2B的应用潜力大,但新型态体验式经济需发展整合系统,例如HTC与中国整体方案供货商乐客携手开发线下零售体验店等。但产业发展仍有障碍需要克服,包括更直觉的用户接口、高质量屏幕、AI整合、低功耗高处理应用、高速网络环境、电池技术等。有待AR技术更趋成熟后,将能创造更多互动性、娱乐性的体验式经济。

 

B2B应用上,AR/VR已开始大幅改变各大品牌与广告商触及消费者的模式,而这样的沉浸式体验亦是传统数字装置的广告所无法比拟的。

 

国内IT大厂均投入AR/VR研发,如HTC、广达、仁宝、宏碁、华硕等国内一线大厂陆续推出VR相关产品,未来五年亦将投入AR产品研发。

 

观察国际AR/VR产业在内容绘制技术之分工已成形,国内厂商在穿戴装置与输出输入的硬件能力强,而目前国际在AR/VR人机界面仍有许多成长空间,相关垂直应用领域之发展刚起步,关键智能体感互动技术与系统架构等产业标准尚未成形,可藉由已建立的产业联盟延续执行订定,搭配法人计划累积的能量与国内厂商软硬整合系统,建立AR/VR平台整合穿戴式装置与终端应用,建构更完整产业生态体系。

 

特别是AR/VR在台湾的产业应用已获国家发展计划亚洲.硅谷具体支持,未来台湾的AR/VR产业已开始有不同场域的功能性发展,台湾产业发展方向已走向系统性整合,适合以系统方案包裹输出国际,更为下一个世代的台湾产业特色。

 

而在上游零组件厂商可针对AR/VR所需体感互动技术与系统解决方案开发相关技术,重要的显示技术包括高分辨率、扩大视角、AR透明显示、户外用高亮度组件、整合眼球追踪发展等,特别是B2B应用潜力大,需结合多元体感科技加值AR/VR硬件可创造新型态体验式经济需发展整合系统,如辨识系统、光场显示、空间定位、体感回馈等人机接口,结合实时互动、混合影像虚实融合等整合方案将成为提升AR/VR装置体验感主要技术发展诉求与机会。


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