來源：中金點睛
作者：李澄寧 賈順鶴
近期，蘋果官網宣布WWDC23將在北美時間6月5日召開。考慮蘋果第一代MR主要面向高端用戶以及開發者，我們認為蘋果或將在今年6月發布首款MR產品，以鼓勵內容及生態開發者進行使用及創作。同時，我們預計蘋果或將在未來發布第二款MR產品，通過更低價格及豐富內容，面向C端消費群體。因此，中金建議關注第一代MR帶來的技術創新對ARVR行情趨勢的引領，以及後續第二代MR備貨及量產帶來的供應鏈彈性。
蘋果MR硬件創新或將引領行業發展趨勢，推動行業出貨持續增長。回顧智能手機時代，iPhone通過多手指觸控交互、聲學馬達、3D Sensing等功能創新以及Uni-Body、玻璃後蓋等外觀結構創新，引用智能手機發展。隨著Meta Quest 2產品發布暢銷，VR出貨已達千萬量級，硬件創新主要以光學及顯示技術為主。我們看好蘋果MR的發布，有望推動VR產品在外觀、功能、應用場景等多領域實現突破，引領VR行業出貨量持續增長。
蘋果MR外觀及功能均有望帶來亮眼創新，關注未來“0-1”發展機會。我們認為蘋果MR硬件創新值得期待：1）雙向透視模式；2）眼動追蹤及面部表情識別；3）玻璃+金屬外觀設計；4）單眼4K矽基OLED；5）全自動無級瞳距調節模組。綜合成本及用戶反饋，我們認為瞳距調節有望被非蘋果品牌導入。已上市產品中，Pico 4系列已全系標配瞳距調節，未來Meta及國內二線VR品牌均有望導入。此外，我們認為矽基OLED隨著國內及韓系供應商量產後，或將實現成本下降，未來亦有望成為VR屏幕升級趨勢。
蘋果MR內容生態先發布局，軟硬件協同打造全新虛擬實境。我們認為軟硬件生態聯動是蘋果區別於其他AR/VR頭部廠商的優勢之一。同時，考慮蘋果App Store有大量第三方內容開發商，我們認為，蘋果MR率先向開發者發布後，有望推動內容生態加速成熟，從而推動軟硬件生態正向循環。
蘋果首款MR產品勢在必發，打造下一個“黃金時代”
Apple MR發布在即，關注頭部廠商新品發布節奏與升級趨勢
蘋果首款MR設備發布在即，市場關注度持續提升。據彭博社消息，蘋果首款MR產品或將成為目前已有VR產品中功能強勁的MR設備。我們預測，蘋果首款旗艦級MR產品有望將於2023年發布，並在2024年發布另一款消費級“廉價款”MR產品，該消費級MR產品價格更為親民。
圖表1：蘋果公司產品矩陣與遠期展望
根據IDC數據，2022年全球AR/VR頭戴設備出貨量迎來近年首次波動。IDC數據顯示，2022年全球AR/VR頭戴設備出貨量為880萬台，同比下降了20.9%。我們認為，在具有挑戰性的宏觀經濟環境背景下，消費者購買力略顯不足，鑒於市場中AR/VR供應商數量有限，且下遊應用仍以遊戲為主，相對較為單一，出貨量短期波動的局勢基本符合市場預期。
伴隨消費電子頭部廠商陸續布局VR領域並積極推進新品發布，2023年VR市場規模有望得到迅速提高。我們預計今年蘋果、三星、索尼、Meta及Pico均有望發布新款VR產品，並通過內容及硬件創新推動應用場景豐富。我們看好索尼在泛娛樂終端的強大實力有望推動VR向遊戲等場景持續滲透，蘋果、Meta及Pico或將持續推進VR產品向辦公場景推進。
圖表2：全球VR硬件設備出貨量
圖表3：2022年VR市場份額
圖表4：關注VR/MR設備頭部廠商新品發布節奏與升級趨勢
圖表5：蘋果MR零部件及模組供應商與BOM預測
蘋果MR一代硬件創新，頂級配置引領產業發展趨勢
圖表6：2022年以來新發布VR產品硬件參數
外觀設計：全方位優化，一體化設計升級用戶體驗
蘋果MR在產品形態上經歷多輪迭代，機身設計體現輕質化需求。據The Information報道，蘋果首款MR機身由金屬+玻璃等輕質材料打造。從機身預測圖與渲染圖來看，MR頭顯較為輕薄，我們認為這與其采用Pancake折疊光路設計有關，Pancake方案能夠大幅減小鏡頭體積，同時還能提升用戶體驗感與舒適度。
蘋果MR頭顯部分配備表冠按鈕，用戶可以通過按鈕轉換實現雙向透視。我們預計蘋果MR一代有望通過表冠（Digital Crown）實現讓設備在虛擬與現實中切換，用戶可以通過該功能實現AR與VR模式切換，感受真實環境與虛擬場景的結合與過渡，從而打開虛實之間的屏障。我們認為，該功能或將成為蘋果首款MR產品功能的重要亮點之一。
圖表7：蘋果MR一代外觀預測圖
圖表8：蘋果WWDC23定檔
攝像頭配置：用量大幅提升，擺脫手柄並實現面部識別及眼動追蹤
蘋果MR配備多個攝像頭和LiDAR傳感器，提升用戶體驗。蘋果MR一代集成度高，配備多顆攝像頭和傳感器。我們認為，蘋果MR一代硬件的高端配置有望樹立起新的行業標桿，成為用戶沉浸式體驗感的典範。
蘋果MR攝像頭與傳感器配合使用，借助AI與機器學習實現虛實完美融合。我們預計，蘋果MR頭顯外部攝像頭將用於追蹤用戶手部活動並分析動作，從而降低對於控製手柄的依賴。同時，產品通過內置攝像頭及紅外等傳感器捕捉用戶表情及眼球實時活動，助力雙向透視及瞳距調節等功能。我們認為，高規格攝像頭與高精度傳感器有望為用戶體驗提供更完整的交互，未來有望在生態平台內部搭建與第三方開發者的助力下實現更加豐富的產品功能與用戶體驗。
圖表9：硬件功能創新可期
圖表10：外部搭載LG AMOLED及多顆攝像頭
機械式可變焦：瞳距調節專利布局廣泛，屈光度調節引領前沿
蘋果MR機械式可變焦技術，精密齒輪模組實現瞳距調節與焦距調節
機械式可變焦顯示技術：通過齒輪模組帶動對焦電機的往復直線運動來控製鏡片到屏幕的距離。機械式可變焦顯示器采用精密齒輪傳動模組來調節VR/AR眼睛的兩組透鏡組件的間距，直至與使用者的瞳距相匹配。配合眼動追蹤、注視點渲染等多種軟硬件技術，模擬出人眼在觀察遠近不同物體時發生的屈光調節和雙目輻輳調節過程，完成視覺清晰成像的目的。我們認為，機械式可變焦通過電機和精密齒輪模組實現焦距調節，與照相機光學變焦技術同源、成熟度高，具備量產優勢。
圖表11：機械式可變焦的技術原理
蘋果MR：專利顯示蘋果MR頭顯未來或使用機械式可變焦技術。2021年，蘋果“Head-mounted device with adjustment mechanism”專利公布，該機製由兩個裝置部分構成，通過兩個裝置部分的斷開與連接允許用戶改變兩個透鏡的位置實現變焦，我們預計蘋果或將搭載機械式可變焦。可變焦調節的主要原理與電腦驗光中通過移動凸透鏡改變光路實現清晰成像接近，《Folded optics with birefringent reflective polarizers》[1]論文中也提出一種通過電機驅動分光鏡調整光線在折射、反射系統中的三折光路，從而實現變焦的光學方案。因此，我們認為蘋果通過電機推動分光鏡有望完成可變焦。
圖表12：Apple MR頭顯使用機械式可變焦技術預測依據
圖表13：精密齒輪模組設計解決部分用戶眩暈痛點
眼動追蹤：搭配多場景使用，打破應用天花板
長期布局完成技術積累與沉澱，蘋果MR有望搭載眼動追蹤技術
眼動追蹤等交互功能的實現基於蘋果長期技術研發積累。蘋果先後完成了多項收購工作，如收購德國眼球追蹤公司SensoMotoric Instruments；面部捕捉技術領域相關公司，瑞典Polar Rose、Faceshift和以色列創業公司RealFace；以色列著名3D傳感器製造商PrimeSense等，完成技術與專利布局。蘋果公司的專利布局與市場收購向用戶交互體驗方向傾斜明顯，我們認為，蘋果首款MR將擺脫物理手柄控製操作，從而有效拓展產品傳統交互形式。
圖表14：眼動追蹤對於提升VR體驗具有重要意義
眼動追蹤技術搭配多應用場景交互，多技術路線發展打破VR應用天花板
眼動追蹤作為VR產品最重要的交互方式之一，通過綜合方案提升沉浸感。隨著消費者對VR體驗要求的不斷提高，眼動追蹤開始由早期的外設配件逐步發展成為VR的集成配置，並逐漸在消費級設備上實現搭載。我們認為，眼動追蹤方案未來有望在VR設備中實現普及。我們認為眼動追蹤技術在VR中主要運用於：注視點渲染、屈光度校正、眼控交互、目標識別、虹膜識別等場景。
與機械式變焦相結合，眼動追蹤或將實現大規模應用。眼動追蹤是機械式可變焦、畸形矯正多項重要VR技術的基礎。眼動追蹤是通過捕捉用戶的眼球運動軌跡，精準算出用戶的目光停留在設備屏幕區域，進而實現瀏覽、控製等功能。機械式可變焦技術需要與眼球運動相結合，以達到移動透鏡實現清晰成像的目的。眼動追蹤可以讓用戶在虛擬世界中實現社交中的眼神交流，擁有更真實的體驗感。另外，眼動追蹤還能用來捕捉用戶情緒。比如根據瞳孔的大小變化，清晰量化用戶使用時所有心理活動和生理反應，用以判斷產品的用戶吸引力。
圖表15：眼動追蹤技術路線
光學方案：3P Pancake方案，輕薄化里程碑式突破
蘋果MR使用Pancake方案，頭顯輕薄化改善用戶體驗
蘋果MR預計采用3P Pancake光學方案，產品輕量化優勢凸顯。據The Information報道，蘋果MR一代采用3P Pancake折疊光路，可以實現超短焦光學成像，產品重量與體積進一步優化。Pancake折疊光路使光學系統更加緊湊，預計蘋果MR一代頭顯重量較Meta Quest Pro減輕近60%。我們認為，折疊光路技術的發展有望推動超薄VR產品的持續優化。
Pancake方案下用戶視場角拓展，蘋果MR成像質量取得優化。據The Information報道，蘋果MR一代視場角有望達120°，顯著高於當前市場主流VR產品規格，基本實現雙眼視野全覆蓋。當前市場主流的 Pancake方案多為兩片式，而蘋果MR一代或將應用三片式方案，通過優化光路設計進一步提高成像質量。我們認為，該技術具備較大量產潛力，目前是超短焦光學的主要解決方案。
圖表16：折疊光路原理圖
圖表17：菲涅爾透鏡和Pancake方案的對比
折疊光路技術的成熟應用有望帶來VR設備里程碑式的體驗提升
► 特點#1：折疊光路實現分辨率與視場角突破。據Semiconductor engineering數據顯示，用戶雙眼視場角超200°。而目前市場的主流VR頭顯設備選用菲涅爾透鏡方案，視場角平均在90-110°區間，用戶的沉浸體驗受限。據Oculus首席科學家表述，菲涅爾透鏡的理論上限為單眼4K分辨率和FOV 140°，而折疊光路技術有望實現視網膜分辨率和FOV 220°。我們認為，折疊光路技術的成熟有望進一步提升VR設備的整體體驗。
圖表18：雙眼視場角範圍
圖表19：菲涅爾透鏡（左）與折疊光路（右）
► 特點#2：折疊光路實現頭顯設備輕薄化。對比市面上的主流VR頭顯產品，HTC Vive Pro 2和Oculus Quest 2采用菲涅爾透鏡方案，重量為785/503g，厚度為73.5/80.1mm；而Huawei VR Glass和Arpara VR采用折疊光路方案，重量為166/200g，厚度為26.6/30.0mm。搭載折疊光路方案的VR頭顯設備重量和厚度顯著低於搭載菲涅爾透鏡方案的產品。因此我們認為，折疊光路技術的成熟將會顯著改善VR頭顯的佩戴舒適度。
圖表20：搭配菲涅爾透鏡方案和Pancake方案的頭顯重量對比
圖表21：搭配菲涅爾透鏡方案和Pancake方案的頭顯厚度對比
顯示方案：Micro OLED搭配多種顯示，性能優勢顯著
蘋果MR搭載定製Micro OLED屏幕
蘋果MR或將搭載單眼4K Micro OLED屏幕，高分辨率、亮度優勢明顯。據彭博社報道，蘋果MR一代將使用索尼Micro OLED技術，該技術具有高分辨率、高刷新率、體積小輕量化、顯示對比度高等性能優勢。我們認為，Micro OLED的突出性能是解決現存Pancake光學模組效率低的理想方案，展望未來，Micro LED等先進顯示技術的商用化值得關注與期待。
Micro OLED，也稱矽基OLED，創新性的實現半導體和OLED的結合，在性能上優勢明顯：
高分辨率：據CSDN數據顯示，人眼正常視力下極限角分辨率為60 PPD，VR設備削弱紗窗效應需要實現角分辨率在30 PPD以上，像素密度達到2,000-4,000 PPI。而據Arpara數據顯示，Micro OLED分辨率可實現3,000PPI，較Fast LCD實現大幅提升，可以顯著提升VR設備的角分辨率，從而有效增強VR設備的顯示效果。
高刷新率：據VR陀螺數據顯示，VR設備減弱眩暈感需要刷新率提高至150-240Hz以上。據VR compare數據顯示，目前主流VR設備所采用的Fast LCD顯示技術，反應速度為毫秒級，刷新率在90Hz左右；而Micro OLED反應速度為微秒級，刷新率可達到120Hz，有望改善運動模糊現象，消除閃爍現象，從而有效減緩VR頭顯的使用眩暈感。
體積小、輕量化、低功耗：據OLED industry數據顯示，Micro OLED以單晶矽芯片為基底，像素尺寸為傳統顯示器件的1/10，有效提升像素密度；同時減少器件的外部連線，重量相比傳統顯示器件減少50%以上。此外，據TOPWAY數據顯示，由於Micro OLED為自發光技術，無需背光源，功耗約為LCD的30-40%，進一步提升整機續航能力。
Micro OLED已具備初步量產能力，成為現階段高端VR設備顯示技術的首選。目前已發布的5K VR頭顯Arpara VR和Shiftall Megane X，均搭載Micro OLED屏幕。據Yole數據顯示，相比LCD屏幕（單塊價格約為20-40美元），Micro OLED屏幕價格較高（單片價格在300美元以上）。我們認為，隨著Micro OLED量產能力的提升帶動屏幕成本的下降，Micro OLED有望在更多的VR設備上搭載。據DSCC數據預測，2026年VR顯示屏幕中Micro OLED出貨量占比將達到30%。
圖表22：VR顯示屏幕的核心參數
圖表23：VR顯示方案總結一覽
蘋果MR生態布局，軟硬件協同打造全新虛擬實境
蘋果或將打造全新虛擬現實系統“xrOS”及第三方應用商店
在軟件生態方面，蘋果MR一代或將搭載全新虛擬現實操作系統“xrOS”及應用商店。我們預計蘋果MR或將搭載全新操作系統“xrOS”，交互主界面與iOS較為相似，系統內置照片、郵件、Safari、日歷、健康等常見應用。我們認為蘋果MR系統與應用未來或將與多移動終端平台打通，使用者有望體驗更具交互性的軟件生態平台。
在軟硬件協作方面，蘋果MR或將引領多設備聯動潮流。硬件生態聯動是蘋果區別於其他AR/VR頭部廠商的一大優勢，蘋果生態之間的多設備聯動有望為用戶提供全方位交互體驗。我們認為，透過蘋果的一項名為“用於XR系統的多設備連續互通”的專利申請不難看出，多設備聯動玩法或為使用者帶來史無前例的探索互動體驗。
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