全球最火兩款VR一體機拆解報告!Quest 2和Neo 3誰是VR一哥?| 智東西內參

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在VR市場,Pico可以說是國產VR一體機效能最強體驗最好的產品,而Oculus VR是綜合性能最強的VR一體機,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裝置,從整體外觀、光學結構、核心零件和網路速度四方面對比了兩款裝置。

本期的智慧內參,我們推薦方正證券的報告《Pico & Quest VR拆機: Pancake 化 & MR 化》,從兩款VR裝置的細節看未來VR發展趨勢。

來源 方正證券

原標題:

《Pico & Quest VR拆機: Pancake 化 & MR 化

作者: 楊曉峰 陳杭

一、整體外觀:電池後置是趨勢

Oculus Quest2和Pico Neo3整體都是由頭戴主機和兩隻手柄組成,定位方案也是攝像頭捕捉手柄的追蹤光環。頭戴主機包括輸入裝置(攝像頭、麥克風)、輸出裝置(螢幕、鏡片、麥克風)、內部運算、蓄電鋰電池等。

手柄包括追蹤光環、遙杆(方向)、按鍵(功能)、 扳機(確認)、側按鍵(抓取),手柄內有乾電池倉。

Pico Neo3前蓋相比Quest2額外增加了一個散熱口幫助散熱,同時電池後置也是兩者在外觀上的明顯差異。

Quest2(右)&Pico Neo3(左)外觀對比

Pico Neo 3的面罩設計更加寬大,配搭舒適度 更高。和Quest 2相比上端凹口更寬、更淺。

Pico Neo3(上)與Quest2(下)面罩外觀對比

Pico Neo3(上)與Quest2(下)面罩外觀對比

Pico Neo3將電池移出主機,通過連線線置於腦後位置,因此雖然整體重量與Quest2接近,但正面主機重量只有440g(官方395g),後部220g,腦後重量的平衡,能顯著降低面部和鼻部壓力。外移後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,側按鍵和正面板機組成。手柄追蹤光環環繞手柄換裝部分外側,使用時可發出難以觀測的弱光,暫時是一種通用的識別方案。手柄內部具有陀螺儀感測器,輔助視覺定位方案。

Pico Neo3手柄拆解俯視、右側、左側、正面檢視

後置電池方案顯著提高佩戴舒適度,實際佩戴時,Quest2所採用的前置電池的方案導致主機有明顯的下墜,產生視覺效果不清晰,眼部、額頭承受壓力的不良體驗。同時減少一體機的減重要求,為更大的電池容量提供設計上的基礎。

未來,“手勢識別”或迎來“無手柄”方案。手勢識別方案可能進一步減小VR使用裝置上的束縛,增強使用沉浸感。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,隨後開放了開發者 SDK。2020年5月19日,Oculus Quest正式釋出了手動跟蹤更新,更新版本為v17,去掉了特性和 SDK中的預覽標籤。

2022年4月,Meta升級Quest 2的手部追蹤能力,涵蓋追蹤連續性、手勢支援和效能的優化,實現遮擋、 高移動速度、手遮手場景下的手勢識別。

二、光學結構“Pancake化”

目前在VR一體機上使用的光學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:其特點是低散光,但需要使用更大的顯示 螢幕和更厚的光學元件,導致裝置非常笨重;

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致低對比度和解析度的降 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裝置變得更加輕巧,但同時其 光效顯著的受到影響,對螢幕亮度有更高的要求(需要採 用發光能力更強的螢幕方案),成像距離縮短到24mm。

▲Pico Neo3透鏡部分資料實測

Pancake光學方案通過摺疊光路,壓縮成像距離可達40%-60%,鏡片也更加輕薄。Pancake技術所面臨的制約因素正在減弱:之前Pancake並未大量在一體機採用,是因為1)光線利用率低,需要螢幕有較高亮度;2)需要更高的光路精準度。

從近期已釋出及將要釋出的主流VR產品來看,Pancake方案的使用將成為未來VR一體機的主流透鏡方案。

Pancake一體機與菲涅爾一體機厚度對比

近期已釋出與將要釋出的VR一體機光學方案

目前市面上大多數VR眼鏡多使用LCD螢幕,依靠背光源照亮畫素, 尤其在高環境光的環境下,所以其亮度較低,通常只有500nit左右;由於Pancake光學方案,光線需要經過多次折射才能實現顯示屏和鏡頭距離更低情況下,達到同樣的進入人眼的面積。因此光利用率通常較低,僅為10-20%,LCD螢幕亮度可能無法滿足該方案。採用Pancake光學方案需要更強發光亮度的螢幕如Micro OLED、Mini-LED等。

Pancake光學方案產品的顯示屏材質

Pico Neo 3和Quest 2在瞳距上都採用了3檔的齒輪齧合的手動調節方案。Neo 3的瞳距分別為58mm 、63.5mm、69mm,Quest 2的瞳距分別為58mm、63mm、68mm。

市面上還有無極調節的瞳距調節方案,即在規定範圍內的任意大小均可使用,其中創維數字 PANCAKE1支援59-68mm的無極調節,arpara AIO 5k支援56-72mm的無極調節。

Pico Neo3(下)&Quest2(上)的瞳距調節方案

Pico&Quest聲音裝置:揚聲器分佈於頭顯兩側。Quest 2和Neo 3目前揚聲器音質、響度上仍有提高空間。

Quest2(右)&Pico Neo3(左)電池、揚聲器位置對比

未來趨勢:頭顯的清晰度解析度仍需提高。Pico Neo 3螢幕雙眼解析度為 3664*1920,單眼解析度為1832*1832,視場角為 98°。根據前文所述的原理計算,Pico Neo 3的PPD = 1832/98 = 19,其1°單位視線範圍內的畫素量 =π*(PPD / 2)2 = 274。

Oculus Quest 2雙眼解析度與Pico Neo 3相同,視 場角為101°,PPD = 1832/101 = 18,略低於Pico Neo 3。

Pico Neo 3部分引數指標

三、核心零件:“晶片&攝像頭”決定效能

拆機後觀察到的主機內部來看,Neo 3和Quest 2在佈局上非常類似。中部是一個風扇散熱器;散熱器下方是一體機的主機板;攝像頭分佈在四個角落。相比較而言,Quest2 多了保護槓,且擁有一塊銀色金 屬材料固定件,更加緊湊,但是重量也相應提升。

Quest2(左)&Pico Neo3(右)主機內部對比圖

Quest 2的在散熱上有更多準備。由於Quest 2的電池放置於頭顯外殼內側,與主機距離較近,散熱負 擔重。因此其採用導熱性更好的金屬片面板提高散熱效能,同時散熱風扇中Quest2的散射器採用扇形結構,更有利於散熱。

Quest2(左)&Pico Neo3(右)散熱風扇正反面對比圖

尺寸資料:Pico Neo3主機板長度為98mm,寬度為44mm;Quest2主機板長度為96mm,寬度為36mm 。

Pico Neo3(上)&Oculus Quest2(下)主機板對比圖

主機板對比:均採用主流高階VR晶片驍龍XR2。

攝像頭:採用四黑白攝像頭,有望提升“數量和色彩”。Neo 3和Quest 2頭戴主機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)主機板及周邊

Pico Neo3黑白攝像頭

未來趨勢:彩色攝像頭支援一體機AR化的進一步發展。未來的MR產品將真實世界和虛擬世界融合在一起,需要通過攝像頭將真實世界捕捉進去,這就需要採用彩色攝像頭,進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:目前攝像頭佈置僅能實現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資訊進行捕捉,在獲取其位置、形狀等資訊後對其進行建模,處理後從一體機螢幕中顯示具體位置。未來在攝像頭能夠實現身體下方包括腳部、腿部視覺資訊獲取的情況下,即可通過相同的技術手段實現無手柄的全身追蹤方案。

智東西認為,VR裝置無論如何變化,方向一定是向著“便攜”、“高效能”和“高互動體驗”三大方向發展。所以,電池後置、Micro-OLED+Pancake是必然的趨勢。

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