VR/AR/脑机接口是集合了微显示、传感器、芯片和算法等多项技术在内的下一代人机交互平台。回顾整个人机交互发展历程，我们看到人机交互的指令输入形式和反馈输出形式都在朝着更低的操作门槛和更高的交互效率演变。当前我们正站在智能手机时代和下一个交互形态的交界处，我们认为尽管VR/AR在输入技术（传感）和输出技术（显示）方面均较上一代交互设备有显著飞跃，但目前仍处于发展的早期阶段。随着元宇宙应用的发展和内容生态的完善，元宇宙对硬件的需求逐步清晰，将推动VR/AR/脑机接口设备的逐步升级，最终有望出现可以和PC、智能手机媲美的下一代硬件。
本期的智能内参，我们推荐华泰证券的报告《人机交互系统是通往元宇宙的入口》，分析VR、AR和脑机接口设备在元宇宙时代的发展趋势。
来源华泰证券
原标题：
《人机交互系统是通往元宇宙的入口》
作者：*乐平等
一、元宇宙场景落地，定义下一代VR/AR/脑机接口升级方向
随着元宇宙应用场景的清晰化，未来VR/AR/脑机接口的发展方向逐渐明确。早期的硬件设备受制于应用场景和内容单一化、用户对硬件设备的体验不完善等缺陷，初代VR/AR并未实现大规模增长。当前时点，我们看到游戏、电商、协同办公、社交、健身、医疗、视频和模拟训练（教育）等元宇宙应用场景正逐渐清晰，这对VR/AR/脑机接口硬件端提出了更高的需求，有望驱动包括微显示技术、三维重建、生物传感器、肌电/脑电处理、全身追踪、空间定位在内的多项底层技术不断完善。
▲元宇宙各大应用场景对沉浸感和交互感的要求
元宇宙时代的应用比移动互联网时代更强调沉浸感和交互感，不同应用对两种效果的侧重各有不同。其中，沉浸感可通过更丰富的音画效果和更多维度的感官交互获得，例如借助场景渲染、沉浸声场、温度模拟、触觉传感等技术营造出逼真的虚拟场景，使大脑产生“身临其境”的感觉；交互感则需借助多样化的输入方式来降低人机交互的操作门槛，例如直接通过识别语音或读取手势来传达指令，无需打字或操作键鼠/按钮，增强互动效率。
、游戏：强调“沉浸感”的元宇宙游戏需要多平台/VRAR/云原生技术作为底层技术支撑
当前游戏已具备元宇宙所拥有的虚拟身份、朋友、经济系统等特点，但未能给玩家完全带来“沉浸感”，硬件方面主要受制于近眼显示和多维感官传感技术不够成熟。未来，元宇宙游戏将朝着更强的沉浸感与更丰富的内容生态方向发展，需要借助成熟的场景渲染和沉浸声场技术增强声画效果，借助全身运动追踪、传感器、空间定位等技术增强临场感。我们认为优质的游戏内容创新将与VR/AR硬件升级互相形成正反馈效应，促进元宇宙游戏生态的发展，并为高性能计算芯片、硅基OLED、MicroLED以及相关设备组装企业带来增量空间。
▲元宇宙游戏发展方向及底层技术
、电商：虚实交融的沉浸式购物模式为近眼显示、AI芯片、传感器带来发展机遇
传统电商平台仍主要以图片和视频等平面化形式展示商品。尽管近年来电商直播、AR试妆等形式兴起，一定程度上弥补了传统电商在购物时较为单薄的观感体验，然而对于服饰等SKU丰富的非标品类商品，用户仍然无法对其进行在线试品。在“在线即在场”的终极需求驱动下，元宇宙时代的电商有望进一步突破物质世界屏障，通过AR/VR/MR等新一代人机交互平台实现视听甚至触觉等多感官交互的购物体验，创造如3D虚拟商场、数字展馆等消费者购买场景。我们认为这一进程主要依赖于近眼显示、三维重建、触觉传感乃至虚拟人等技术的成熟，将为相关微显示、传感器、芯片企业带来增长空间。
▲元宇宙电商有望借助VR/AR/MR实现“在线即在场”的沉浸式购物体验
3、协同办公/社交：借助手势追踪、语音识别、眼动追踪、虚拟化身实现互动感
未来元宇宙办公/社交有望突破物理空间的局限，将带来最接近实地面对面的工作和交友体验，提升办公生产、沟通、协作效率。当前移动互联网阶段的远程办公距离理想模式有一定差距，工作效率与沟通效果仍存在局限性。而元宇宙办公/社交则强调互动感，例如，用户可以全程通过手势操作，即可满足在VR虚拟空间中举手、竖大拇指点赞等功能，显著降低人机交互平台操作门槛，同时实现无距离感互动。这一场景的实现将主要借助手势读取、眼动追踪、语音识别、空间定位等VR/AR底层技术。
4、医疗与健康：VR/AR/脑机硬件将搭载先进生物监测以及脑电信号处理技术
在VR/AR方面，尽管目前已出现了拳击、攀岩、球类运动等辅助健身的应用，欠佳的硬件佩戴体验却限制了用户使用时长。一方面，VR设备的眩晕感仍未完全消除，运动健身应用中高速变换的场景将进一步加剧不适感；另一方面，目前主流VR头显的重量大多在g以上，VR一体机甚至普遍超过g，大大增加了佩戴者运动时的负担。因此，显示技术和轻薄化是硬件厂商重点攻克的方向，我们看好具有超轻薄、高清晰度、低功耗、低延迟等特点的硅基OLED（索尼、视涯等），以及具有无感佩戴且不妨碍正常视线优势的入眼式AR设备（InWith和MojoVision等）的发展机会。
在生物监测方面，当前随着心率监测、血氧检测技术的成熟，已有部分智能手环和手表产品中引入了医疗级功能，我们认为向着更专业的医疗设备进化将是智能穿戴重要发展方向。未来，智能穿戴产品有望大规模搭载ECG心电图以及无创血糖检测等新功能，针对老年群体、慢病群体提供更专业的服务，这也对血糖、血氧等生物监测技术提出了更高的要求。长期来看，人机交互硬件在医疗与健康领域有望拓展到服务神经系统和肌肉系统瘫痪的患者（如脑、脊髓疾病、中风、外伤等），这一需求将为脑机接口技术创造可观的发展前景。
▲生物检测与辅助健身场景
5、视频：VR/AR技术带来高沉浸感的流媒体观赏体验
传统影视作品、长视频与短视频仍主要通过电视、影院、视频平台等媒介传播，受制于平面化的表现形式，内容的表现力仍有较大提升空间。元宇宙时代，观众有望使用先进VR/AR设备更沉浸地观看电影、现场实况、音乐会等内容，娱乐性与体验感将迎来质的飞跃。目前包括Netflix和爱奇艺在内的长视频平台已对“元宇宙+视频”的落地做出了积极探索，例如Netflix为美剧《怪奇物语》推出VR体验，爱奇艺推出主打观影功能的手机盒子。借鉴移动互联网时代对短视频生态的孵化历程，元宇宙作为互联网的下一站，也为视频创作提供了新的可能性，例如通过建模、动作捕捉、人工智能制作出的虚拟人物能够参演影视剧集，影视与视频内容创作有望迎来新的高光期。
6、模拟训练/教育：将实现虚拟空间中对实体环境的仿真映射
模拟训练是指将现实中的场景复刻到虚拟世界中，应用于*事训练、工业设计、教学训练、安全应急演练等较为复杂或具有高危险系数的领域。工业领域中，制造业企业将在仿真虚拟空间中充分利用各类数据，优化工业生产环节中的设备工艺和作业流程。*事和安全应急领域均有进行模拟演练的需求，未来有望在虚拟场景开展更大规模和更复杂的*事和应急训练，实现节省训练成本、提高安全性的目的，如曼恒科技研发出上海浦东机场的VR火灾应急演练系统，使用VR和5G云渲染技术模拟机场火灾突发事件及机场消防员在危险场景下如何开展消防应急救援，帮助提升机场系统整体应急能力。鉴于模拟训练用途的特殊性，其对沉浸感和交互感的要求相对而言较低，无需依赖高端硬件设备加成，目前已有曼恒科技、壹传诚等企业实现了商业化。
二、AR/VR：下一代人机交互平台
VR是VirtualReality（虚拟现实）的缩写，指计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术，在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，能使用户具有身临其境的沉浸感，具有与环境完善的交互作用能力的一种崭新的人机交互手段。
目前常见的VR由头戴式显示设备和手柄组成。其中，头戴式显示设备集成了显示、计算、传感器等设备，通过将人对外界视觉、听觉的封闭，并由左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，引导用户产生一种身在虚拟环境中的立体感。而手柄则负责辅助追踪使用者手的位置、提供交互使用的按键，以及简单的触觉震动反馈。
VR头显经历VR盒子、VR头盔、VR一体机三阶段，爆款产品持续主导硬件消费市场。Q全球VR产品出货量达.6万台，同比增长36.4%，其中OculusQuest出货量占75%，持续主导市场。从04年开始，行业销量由爆款产品主导的特点仍然没有变化（05-07年三星VR盒子、06-08年PSVR、09年至今Oculus一体机）。
▲VR历史销量：VR盒子、VR头盔、VR一体机持续迭代
▲主流VR产品比较
0年VR将迎来一波创新技术潮流，MetaVR产品迎来升级，苹果推出高端产品。根据digitimes，推测Meta下一代VR升级产品将于明年推出，将引入pancake光学模组和更多传感器，以实现产品轻量化，并升级手势识别、眼动跟踪等功能；而苹果也将在0年底推出一款高端VR方案，这款高端产品能够会重新定义VR这个产品形态。我们预计这款产品将配备Micro-OLED显示屏，复合菲涅尔透镜pancake方案，全彩影像透视、搭载更多传感器，为消费者带来全新混合现实体验。
Pancake短焦光学是公认的下一代VR升级方向，使VR头显更加轻薄。在Meta较早的pancake技术专利中，我们可以看见一个显示组件包括具有四分之一波片和部分反射表面的第一透镜、具有反射偏振器的第二透镜和显示器，实现头显的轻薄化。我们认为，苹果同样在探索使用三个菲涅尔透镜堆叠，形成轻薄透镜组的方案。改进光学透镜后的VR产品将实现轻薄化，头显重量或由原来的g降低至00-g。
Meta下一代VR产品与苹果MR产品将会增加传感器，主要是摄像头的种类与数量。高通在其