來源:傳感器技術,謝謝
編輯:感知芯視界 Link
蘋果公司近日宣布,其首款混合現實(MR)頭顯Vision Pro定于2月2日在美國正式發售。或許是希望與Meta拉開距離,蘋果在發布該款產品時,并沒有將其定義為“元宇宙”設備,而是提出了一個新的“空間計算”概念。通俗理解,空間計算的核心是將虛擬世界與現實空間進行融合,在XR(VR/AR/MR)、3D技術、機器視覺、物聯網、傳感、AIGC等技術的加持下,用戶可利用MR頭顯等終端,更加身臨其境地與數字內容和空間環境進行互動。從這一技術概念出發,傳感器在空間計算中將扮演關鍵的環境感知和數據采集角色。通過傳感器對大量空間參數的感知,再與處理器、網絡、顯示以及諸多AI算法的軟硬件深度協同。不過,近年來,VR行業進入低谷,蘋果Vision Pro發售,是否能夠帶動一波XR等空間計算概念類產品的熱銷,進而帶動各傳感器等領域的發展?
XR設備傳感器年復合增長率有望達到14%
秘密研發七年、延期發布三次、庫克時代最重磅的創新產品、傳奇設計師Ive主導的最后一款蘋果硬件……發售之前Vision Pro的期待值就已拉滿。在VR行業落入低谷期的當下,人們都在期待蘋果的入場可以引爆市場。
對此,國際科技行業研究機構Omdia半導體研究高級分析師楊哲認為,Vision Pro可以說是目前蘋果公司內部最重要的一個產品,無論是從視聽體驗、人機交互模式,還是空間操作系統、內容生態這幾個方面,都給行業提供了可供學習和借鑒的經驗。蘋果公司作為全球科技的領軍企業,在目前XR行業的低谷時期,發售這款產品也為行業帶來了曙光,增強了從業者對XR未來發展潛力的信心。一些消費者也重新關注XR產品。這些情況都將會在短期內推高市場的熱度。
但是即便如此,XR行業也不會在一夜之間出現一個大爆發。Vision PRO有可能帶來了一些超出預期的用戶體驗,可是受限于目前過高的定價,以及內容供給等方面的因素,短時間內Vision PRO還很難在消費級市場上做到普及的。
事實上,目前包括Vision Pro在內的XR頭顯產品,還存在著一些難題沒有解決。首先,在硬件層面,目前的XR設備依然顯得有些笨重,無法適應用戶長時間的佩戴和戶外行動。同時設備待機時間仍比較短,用戶長時間使用眩暈和不適感在多數產品中依然存在。在內容層面,游戲和影音娛樂仍是XR設備的主要的應用場景。雖然Vision Pro在發布時蘋果提出要將應用場景擴展到工作和社交領域,但是消費者在短的時間內還很難改變傳統工作模式。
另外,一款XR產品想要獲得成功,離不開龐大應用生態和開發者的支持。Vision Pro打造的空間計算概念,對很多軟件開發者來說都是一個全新的挑戰,考慮到前期的銷量可能不會太高,很多開發者都不敢貿然投入。即便蘋果聯合了一些大型第三方內容平臺對Vision Pro設備進行開發和適配,但是與手機iOS生態相比還有差距。再者XR目前的產業鏈還比較分散,僅憑蘋果一家不可能做到短時間內完善整個產業鏈。整個行業從設計、生產到銷售,效率還不夠高。也因此,此次Vision Pro的發售更像是一次預告。蘋果為業界展示了一個未來的可能性,通過它會吸引一些應用的開發者參與進來,重新激活這個賽道,也會給XR行業指出一個發展方向,吸引一些從業者朝這個方向努力。
具體到傳感器方面,楊哲認為由于Vision Pro初期的銷量不會太高,預計2024年的銷量不會超過40萬臺,而傳感器在Vision Pro中的設備成本占比不高,約在8%~10%之間。因此,單一Vision Pro產品的發售,對整個傳感器市場的規模帶動作用將比較有限。目前,傳感器在消費領域的主要份額還是在智能手機應用之上。
但是正如前面所言,Vision Pro有可能引領行業的一個趨勢,未來新的XR設備中傳感器的價值量有可能越來越高。Omida預測,從2022年到2027年,XR設備傳感器的市場規模,年復合增長率將達14%。
實時性、精確度要求超越手機傳感器
“空間計算”概念覆蓋的范圍更廣。它的提出與發展,對于傳感器行業不僅在市場層面,在產品技術層面也將帶來更多更深刻的影響。據官網介紹,Vision Pro外部有多達10個攝像頭(2個主攝像頭、4個向下的攝像頭、2個原深感攝像頭和2個側面攝像頭),以3D立體方式感知用戶和環境,內部還有4個紅外相機,可以跟蹤用戶的眼睛并對虹膜進行3D掃描,幫助設備驗證用戶身份。
Vision Pro上還集成了激光雷達掃描儀,可以捕捉用戶周圍環境的3D視圖;多個加速度計和陀螺儀可以幫助其跟蹤運動和傾斜,實現6個自由度的跟蹤;內置的麥克風可以執行語音檢測和空間音頻功能。隨著人工智能的發展,語音越來越成為人機交互的核心。
傳感器在消費領域的爆發得益于智能手機的流行。隨著AIoT的發展,傳感器正在展開新一輪浪潮,如智能手表、TWS耳機,以及XR設備等。與手機應用相比,以Vision Pro為代表的XR設備對傳感器正形成一些新的需求趨勢,包括人機交互時的實時性、精確度等,單個設備使用占比也會更高。
首先,XR的攝像頭的主要應用在于對設備進行空間定位,和對用戶動作的捕捉。雖然它也會用到1-2顆可見光傳感器拍攝外界環境,但是與智能手機相比,其對圖像清晰度、分辨率畫質的要求都要低得多。因此,目前XR攝像頭的方案多為采用紅外感應傳感器等,主要進行眼球追蹤、手勢識別、面部識別等。
慣性傳感器也是XR設備集成的主要類型,包括加速度計,陀螺儀等。手機慣性傳感器主要用于實現屏幕旋轉、計步、游戲控制等檢測。而在XR設備上面,慣性傳感器的重要性更高,對精度和實時性的要求也更高,主要用于頭部運動的捕捉等。如果傳感器的精度和實時性不夠,會直接導致用戶使用中產生眩暈。
慣性傳感器集成多個測量維度也是XR頭顯中存在的一個重要趨勢。比如把三軸加速度計和三軸的陀螺儀結合起來可檢測六個自由度 (6DoF)的運動,甚至再加上三軸磁力計,這樣就可以檢測到9個自由度(9dof)。同時,XR領域目前也存在多傳感器融合的趨勢,通過對不同傳感器的數據進行比對,可以得出一個最優結果。
行業發展需提升戰略高度“再認識”
隨著蘋果Vision Pro等相關XR設備的持續發展,相關市場必將獲得消費者的認可。可以參考的市場包括,當前VR/AR設備的銷售量級為1000萬臺左右,家用游戲設備的銷售量級為2000萬臺左右,智能穿戴設備的銷售量級在4000萬臺左右。在此發展過程中,中國傳感器企業能夠獲得的市場機會有多少?
楊哲認為,目前VR設備用到的傳感器類型是比較多的,包括圖像傳感器、MEMS麥克風、激光雷達、ToF傳感器、慣性傳感器、光學傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器,等等。國內傳感器企業目前在聲學領域如MEMS麥克風、CMOS圖像傳感器以及光學傳感器領域具有一定優勢。這些企業在智能手機和消費電子領域已經取得一定的市場份額。這些企業也有望在XR市場的回暖中受益。另外一些廠商,如傳感器封測廠、光學模組等,也會享受到XR市場爆發的紅利。但是,在一些精度要求比較高的慣性傳感器領域,國內廠商的實力相對較弱。目前各大XR廠商主要還是以采購國外產品為主,歐美日廠商如意法半導體、博世、 TDK等占據了絕大部分的市場份額。
國內傳感器行業的特點是企業數量比較多,但是往往規模較小,缺乏核心競爭力,產品也以中低端為主。因此,一方面需要國家在政策加大支持,另一方面企業也要加大在人員、資金方面的投入,甚至包括在一些基礎學科上加大投資。
中國傳感器與物聯網產業聯盟副理事長郭源生在演講中也指出,傳感器行業入門門檻高、壁壘高,投資大、風險大。國家需要把傳感器發展提升到一個戰略高度進行“再認識”。同時還要進行產業化發展的頂層設計,需要有相應的產業扶持政策和相應的人力、物理資源配置,打造傳感器產業生態體系,形成國家層面的傳感器產業集群,以集群化方式發展傳感器產業,形成有效的合力,避免資源分散、體系不全。
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審核編輯 黃宇
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