文|方正證券 楊曉峰 陳杭
編輯|智東西內(nèi)參
在VR市場，Pico可以說是國產(chǎn)VR一體機(jī)性能最強(qiáng)體驗(yàn)最好的產(chǎn)品，而Oculus VR是綜合性能最強(qiáng)的VR一體機(jī)，這兩款綜合對比孰高孰低？近期，方正證券拆解了Oculus Quest2和Pico Neo3兩款VR設(shè)備，從整體外觀、光學(xué)結(jié)構(gòu)、核心零件等方面對比了兩款設(shè)備。
本期的智能內(nèi)參，我們推薦方正證券的報(bào)告《Pico &Quest VR拆機(jī)：Pancake 化 &MR 化》，從兩款VR設(shè)備的細(xì)節(jié)看未來VR發(fā)展趨勢。
01.整體外觀：電池后置是趨勢
Oculus Quest2和Pico Neo3整體都是由頭戴主機(jī)和兩只手柄組成，定位方案也是攝像頭捕捉手柄的追蹤光環(huán)。頭戴主機(jī)包括輸入設(shè)備（攝像頭、麥克風(fēng)）、輸出設(shè)備（屏幕、鏡片、麥克風(fēng)）、內(nèi)部運(yùn)算、蓄電鋰電池等。
手柄包括追蹤光環(huán)、遙桿（方向）、按鍵（功能）、 扳機(jī)（確認(rèn)）、側(cè)按鍵（抓?。直鷥?nèi)有干電池倉。
Pico Neo3前蓋相比Quest2額外增加了一個散熱口幫助散熱，同時電池后置也是兩者在外觀上的明顯差異。
▲Pico Neo3（上）與Quest2（下）面罩外觀對比
Pico Neo3將電池移出主機(jī)，通過連接線置于腦后位置，因此雖然整體重量與Quest2接近，但正面主機(jī)重量只有440g（官方395g），后部220g，腦后重量的平衡，能顯著降低面部和鼻部壓力。外移后的電池包減重需求弱，Pico Neo3配備5300mAh電池，相比Quest2的3640mAh多出近50%。
手柄方面，Pico Neo3手柄由面板上的搖桿、兩個功能按鍵，側(cè)按鍵和正面板機(jī)組成。手柄追蹤光環(huán)環(huán)繞手柄換裝部分外側(cè)，使用時可發(fā)出難以觀測的弱光，暫時是一種通用的識別方案。手柄內(nèi)部具有陀螺儀傳感器，輔助視覺定位方案。
▲Pico Neo3手柄拆解俯視、右側(cè)、左側(cè)、正面視圖
后置電池方案顯著提高佩戴舒適度，實(shí)際佩戴時，Quest2所采用的前置電池的方案導(dǎo)致主機(jī)有明顯的下墜，產(chǎn)生視覺效果不清晰，眼部、額頭承受壓力的不良體驗(yàn)。同時減少一體機(jī)的減重要求，為更大的電池容量提供設(shè)計(jì)上的基礎(chǔ)。
未來，“手勢識別”或迎來“無手柄”方案。手勢識別方案可能進(jìn)一步減小VR使用裝置上的束縛，增強(qiáng)使用沉浸感。Meta在2019年底首次在初代Quest的V12測試版本中推出無手柄的手勢追蹤技術(shù)，隨后開放了開發(fā)者 SDK。2020年5月19日，Oculus Quest正式發(fā)布了手動跟蹤更新，更新版本為v17，去掉了特性和 SDK中的預(yù)覽標(biāo)簽。
2022年4月，Meta升級Quest 2的手部追蹤能力，涵蓋追蹤連續(xù)性、手勢支持和性能的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)遮擋、 高移動速度、手遮手場景下的手勢識別。
02.光學(xué)結(jié)構(gòu)：Pancake化
目前在VR一體機(jī)上使用的光學(xué)成像方案主要有三種，分別 是非球面透鏡、菲涅爾透鏡和反射折射透鏡（Pankcake 方案）。
1）非球面透鏡：其特點(diǎn)是低散光，但需要使用更大的顯示 屏幕和更厚的光學(xué)元件，導(dǎo)致設(shè)備非常笨重；
2）菲涅爾透鏡：在反射折射透鏡與非球面透鏡之間的這種 解決方案，散光的問題可能會導(dǎo)致低對比度和分辨率的降 低；成像距離在40mm左右；
3）反射折射透鏡（Pancake方案）：Pancake方案的成 像距離極大的縮短，使得VR設(shè)備變得更加輕巧，但同時其 光效顯著的受到影響，對屏幕亮度有更高的要求（需要采 用發(fā)光能力更強(qiáng)的屏幕方案），成像距離縮短到24mm。
▲Pico Neo3透鏡部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)測
Pancake光學(xué)方案通過折疊光路，壓縮成像距離可達(dá)40%-60%，鏡片也更加輕薄。Pancake技術(shù)所面臨的制約因素正在減弱：之前Pancake并未大量在一體機(jī)采用，是因?yàn)?）光線利用率低，需要屏幕有較高亮度；2）需要更高的光路精準(zhǔn)度。
從近期已發(fā)布及將要發(fā)布的主流VR產(chǎn)品來看，Pancake方案的使用將成為未來VR一體機(jī)的主流透鏡方案。
▲Pancake一體機(jī)與菲涅爾一體機(jī)厚度對比
▲近期已發(fā)布與將要發(fā)布的VR一體機(jī)光學(xué)方案
目前市面上大多數(shù)VR眼鏡多使用LCD屏幕，依靠背光源照亮像素， 尤其在高環(huán)境光的環(huán)境下，所以其亮度較低，通常只有500nit左右；由于Pancake光學(xué)方案，光線需要經(jīng)過多次折射才能實(shí)現(xiàn)顯示屏和鏡頭距離更低情況下，達(dá)到同樣的進(jìn)入人眼的面積。因此光利用率通常較低，僅為10-20%，LCD屏幕亮度可能無法滿足該方案。采用Pancake光學(xué)方案需要更強(qiáng)發(fā)光亮度的屏幕如Micro OLED、Mini-LED等。
▲Pancake光學(xué)方案產(chǎn)品的顯示屏材質(zhì)
Pico Neo 3和Quest 2在瞳距上都采用了3檔的齒輪嚙合的手動調(diào)節(jié)方案。Neo 3的瞳距分別為58mm 、63.5mm、69mm，Quest 2的瞳距分別為58mm、63mm、68mm。
市面上還有無極調(diào)節(jié)的瞳距調(diào)節(jié)方案，即在規(guī)定范圍內(nèi)的任意大小均可使用，其中創(chuàng)維數(shù)字 PANCAKE1支持59-68mm的無極調(diào)節(jié)，arpara AIO 5k支持56-72mm的無極調(diào)節(jié)。
▲Pico Neo3（下）&Quest2（上）的瞳距調(diào)節(jié)方案
Pico&Quest聲音設(shè)備：揚(yáng)聲器分布于頭顯兩側(cè)。Quest 2和Neo 3目前揚(yáng)聲器音質(zhì)、響度上仍有提高空間。
▲Quest2（右）&Pico Neo3（左）電池、揚(yáng)聲器位置對比
未來趨勢：頭顯的清晰度分辨率仍需提高。Pico Neo 3屏幕雙眼分辨率為 3664*1920，單眼分辨率為1832*1832，視場角為 98°。根據(jù)前文所述的原理計(jì)算，Pico Neo 3的PPD = 1832/98 = 19，其1°單位視線范圍內(nèi)的像素量 =π*（PPD / 2）2 = 274。
Oculus Quest 2雙眼分辨率與Pico Neo 3相同，視 場角為101°，PPD = 1832/101 = 18，略低于Pico Neo 3。
▲Pico Neo 3部分參數(shù)指標(biāo)
03.核心零件：芯片&攝像頭決定性能
拆機(jī)后觀察到的主機(jī)內(nèi)部來看，Neo 3和Quest 2在布局上非常類似。中部是一個風(fēng)扇散熱器；散熱器下方是一體機(jī)的主板；攝像頭分布在四個角落。相比較而言，Quest2 多了保護(hù)杠，且擁有一塊銀色金 屬材料固定件，更加緊湊，但是重量也相應(yīng)提升。
▲Quest2（左）&Pico Neo3（右）主機(jī)內(nèi)部對比圖
Quest 2的在散熱上有更多準(zhǔn)備。由于Quest 2的電池放置于頭顯外殼內(nèi)側(cè)，與主機(jī)距離較近，散熱負(fù) 擔(dān)重。因此其采用導(dǎo)熱性更好的金屬片面板提高散熱性能，同時散熱風(fēng)扇中Quest2的散射器采用扇形結(jié)構(gòu)，更有利于散熱。
▲Quest2（左）&Pico Neo3（右）散熱風(fēng)扇正反面對比圖
尺寸數(shù)據(jù)：Pico Neo3主板長度為98mm，寬度為44mm；Quest2主板長度為96mm，寬度為36mm 。
▲Pico Neo3（上）&Oculus Quest2（下）主板對比圖
主板對比：均采用主流高端VR芯片驍龍XR2。
攝像頭：采用四黑白攝像頭，有望提升“數(shù)量和色彩”。Neo 3和Quest 2頭戴主機(jī)上均裝有四個追蹤攝像頭，但均為黑白攝像頭，未來有望升級更新為彩色攝像 頭或者更多攝像頭。
▲Quest2（上）&Pico Neo3（下）主板及周邊
▲Pico Neo3黑白攝像頭
未來趨勢：彩色攝像頭支持一體機(jī)AR化的進(jìn)一步發(fā)展。未來的MR產(chǎn)品將真實(shí)世界和虛擬世界融合在一起，需要通過攝像頭將真實(shí)世界捕捉進(jìn)去，這就需要采用彩色攝像頭，進(jìn)而與虛擬世界用類似的色彩融合在一起。
無手柄全身追蹤方案：目前攝像頭布置僅能實(shí)現(xiàn)前方的肢體動作捕捉，即手勢識別方案。通過攝像頭對手部空間位置信息進(jìn)行捕捉，在獲取其位置、形狀等信息后對其進(jìn)行建模，處理后從一體機(jī)屏幕中顯示具體位置。未來在攝像頭能夠?qū)崿F(xiàn)身體下方包括腳部、腿部視覺信息獲取的情況下，即可通過相同的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)無手柄的全身追蹤方案。
智東西認(rèn)為，VR設(shè)備無論如何變化，方向一定是向著“便攜”、“高性能”和“高交互體驗(yàn)”三大方向發(fā)展。所以，電池后置、Micro-OLED+Pancake是必然的趨勢。