Unity:元宇宙带来大机会
目前价位我们看好美股Unity,一方面受益于XR行业在苹果Vision Pro上线后的对于产业链硬件和内容应用端的发展,另一方面受益于AI工具套件带来的量价齐升。不考虑Vision Pro推出后对公司开发者数、付费率和ARPU值提升的帮助,仅考虑公司今年推出AI工具以及更换管理层后重归正轨,目标市值为250亿美元,如果考虑Vision Pro推出后推动人类社会进入元宇宙时代,iOS生态开发者平移使用Unity的开发工具,公司市值空间想象巨大。
·苹果Vision Pro初代产品即将发售,推动社会进入空间计算的元宇宙时代,我们正站在元宇宙时代的门槛上。
·Unity是苹果Vision Pro唯一官方宣布的开发合作商,苹果MR帮助unity引进更多开发者,从目前的150万开发者触达到3700万的苹果企业开发者,从而促进Unity主业Create引擎在(游戏+非游戏行业)增长的机会,在后续虚拟世界的运营及推广上,Unity有希望获得更多话语权和更多的利润空间。
·AI产品加速主业,期待提价,实现估值提升。Unity Muse、Sentis和其他套件已经进入了抢先体验和公开测试的阶段,有希望提高联网和付费率。
一、苹果Vision Pro:元宇宙的起点
1、Vision Pro之前,VR/AR产品让人看不到元宇宙的希望
虽然全球VR/AR产品在2020-21年销量明显增长,年出货量突破了1000万台,但是受制于体验不够惊艳,从而难以拓展游戏以外的应用场景,年销量在1000万台碰到天花板,因此靠这些产品,人类社会是不可能进入元宇宙时代的。
1)VR/AR出货量在2020-21年有明显增长,主要因为2019年以来技术发展助力攻克行业痛点,叠加2020年疫情发生推动娱乐需求上升,VR/AR 设备需求量大增但22年开始销量又向下走。
2)根据 Wellsenn XR 数据,21年全球VR设备出货量为1029万台,22年全球VR出货量为986万台,同比下滑4%。2022年全年Meta出货量约为790万台,较2021年下滑约9%;2022年10月份发售的Meta Quest Pro定价较高且体验不及预期,造成整体销量大幅低于预期,2022年整体销量仅为11.2万台,大幅低于目标销量;PS VR、Valve Index等产品销量逐步萎缩。
3)Pico虽然在2022年C端和B端合计贡献了98万台出货量,较2021年增长510%,但依然在2023年进行了大规模裁员。
2022年开始VR/AR设备销量遇到瓶颈的根本原因还是硬件体验遇到瓶颈,以Meta的Quest Pro为例,Meta宣布Quest Pro是首款全彩色混合现实设备,它将实现物理和虚拟世界之间的无缝(Seamless)融合;但实际上Quest Pro的VST透视效果糟糕,方案是两个灰度相机+一个高分辨率RGB相机贴图,导致整体分辨率低,且存在明显畸变。
1)Quest Pro采用了两块倾斜安装的LCD屏幕(向外旋转21°左右),以及Pancake透镜和数字畸变校正算法。在评测中,透过Quest Pro去拍摄视力表,结果连第一行都拍不清楚;而在同样的焦距,佳能相机的拍摄效果要清晰得多。
2)由于Quest Pro使用的是对红外线敏感的跟踪相机,这使得它拍摄任何明亮或发光的东西,画面都会显得发白,而在光线不好的情况下,画面会变得非常嘈杂。近距离物体表现很糟糕,但是距离较远的物体也会发生奇怪的扭曲现象
要想把元宇宙从畅享变成现实,只有提升体验并拓展场景,才能进一步打开产品的空间,从年销量千万台再更上一层楼并且可持续才行。
2、Vision Pro从硬件角度确立了元宇宙的可行性
苹果Vision Pro有着诸多创新且解决了多个之前VR/MR产品的痛点。3499美元的售价虽大幅高于竞品约500美元的价格,但因为苹果的精益求精以及大量创新的技术方案,Vision Pro把产品体验带到一个全新的高度。同时随着产业链的成熟以及销量的增长,我们预判Vision Pro的成本将在未来2-3年内大幅下降。因此,单从硬件产品的体验和未来成本下降角度,Vision Pro真正确立了进入元宇宙时代的可能性。

第一代产品BOM高达1500美元以上,我们判断未来Vision Pro成本不断下降的原因包括但不限于:
1)第一代产品由于苹果采用了很多创新型的技术,所以很多环节都还是产业链初期阶段,良率较低,成本较高;随着新技术导入成熟,良率将上升推动成本下降。
2)苹果在各个环节加入了很多的检测环节,供应商新开发了相关的设备,目前的产线对应每年大几十万台,即便是初代产品较贵,普通消费者以及苹果的开发者也完全可以消化这些产能。随着应用生态的成熟,我们预期下一代产品的销量可以增长到几百万台,而成本随规模的增加预计会有30%的下降空间。
3)第一代产品中成本占比最高的便是Micro OLED屏幕,目前大尺寸Micro OLED只有索尼供应,良率也较低。苹果后续大概率会引入中国的视涯等供应商,随着越来越多的产品上Micro OLED屏幕以及越来越多的供应商参与,这块成本可以得到大幅的下降。
4)通过初代版本的Pro命名预计苹果还会出一个cost down版本,由于初代Vision Pro也展示了很多炫技的功能,相关的摄像头、结构件的用量也较多,cost down版本可以做进一步删减,但核心的显示和交互方面功能预计不会有太大变化。所以这一款产品我们认为完全可以做到800-1000美元的BOM,对应1500-2000美元的售价,进一步打开销量的空间,推动相关共用零部件成本的下降。

3、Vision Pro从软件生态角度确立了元宇宙的可行性
作为移动互联网时代的霸主,苹果苹果建立了一个横跨办公、生活、娱乐、社交等涵盖了人们日常生活方方面面的内容的生态圈(Apple’s Eco-system),为用户提供了从苹果电子产品到它所提供的软件系统和服务相结合所产生的一个闭环的动态使用模式。
1)根据 CCS Insight 公布的最新预测信息,2023年年底 iPhone 活跃设备数量超过 13 亿台。
2)在苹果2023年全球开发者大会(WWDC)上,苹果宣布了iOS系统相关数据,其中截至22年注册苹果开发者总数3697万人,App Store中在线App总数量超178万个,平均每周访问App Store的用户数超6.56亿,平均每周下载App数量超7.47亿。
参照智能手机的普及史,它在普及初期没有一个杀手级应用,抖音微信这种产品都是智能手机普及后才成为爆款的。在一个行业普及初期,他的杀手级应用本质上是一个百花齐放的应用环境,有的人为了玩游戏买,有的人为了虚拟助理买,有的人为了观影买,有的人为了沉浸式体验买。而苹果目前Vision Pro在做的,就是复制当年iPhone普及的历史,丰富VR/AR应用环境,通过它完善的产品生态来丰富,降低开发者前期一次性开发带来的入不敷出问题,让开发者可以多平台赚钱;它降低开发门槛,让开发者用最熟悉的环境开发,让开发者用最简单的方式开发。
因此苹果是最有可能建立一个新的元宇宙软件与内容生态。
二、苹果为什么选择Unity作为独家开发合作伙伴
1、Unity是市占率第一的游戏引擎
移动游戏开发引擎的竞争,主要集中在Unity、Unreal 2家,Unity目前是市场占率第一位的游戏引擎。据Unity官网显示,截至2023年7月在iOS、安卓等平台的APP store、Google play的最赚钱的1000位游戏中市占率达到70%。
Unity引擎在游戏领域核心优势在于三点:兼容性、易用性与社区生态。
1)兼容性:
Unity的“一次创建,随处部署”(create once and deploy anywhere)是一个关键功能。因为行业更多地转向跨平台游戏(例如原神的三端打通),Unity的“一键跨平台开发”可以确保其客户的内容可以到达广泛的受众,而无需将大量资源分配给特定于平台的代码和要求,此外,其深入的合作伙伴关系确保其客户的内容将能够在下一代游戏平台上运行,而无需额外的规划,开发者在一个平台开发的游戏可以一键同步到其他平台,打通 Windows 与 Mac,Android 与 iOS。
目前 Unity 合计支持平台已达到28个,包括iOS、安卓、PC、Mac、Linux、switch、PlayStation、 Xbox 等游戏平台,也支持大众最感兴趣的 XR 平台,包括苹果最新的 Vision Pro,国内的PICO,包括Arcore、Arkit、Magic Leaps,更适合手游的开发,引擎跨平台支持性更好。

2)易用性:
Unity简单易上手、轻量化,更贴近移动端开发者的习惯。Unity开发门槛较低,Unity的程序员用人成本也会比Unreal的低不少。且Unity开发周期较短,且拥有低代码产品,如可视化编程工具 Bolt 可以支持开发者不必编写代码,使用可视化的拖放图来创建游戏机制,因此可以使艺术家与游戏开发工作者专注于游戏的设计,减小开发成本。
3)社区生态:
Unity覆盖从游戏开发、游戏发行与后续运营上中下游全产业链条。
在开发端,Unity引擎有着巨大的用户基数,是整个生态的流量入口。由于存量的游戏的开发与发布通过Unity引擎,后续游戏的更新都需要从Unity平台进行,不可能脱离其底层架构,使得Unity具有较强的用户粘性与极高的可持续性。
其次开发者社区的Unity Asset Store是游戏开发者的UGC平台,用户在平台上不仅可以获取资源,还可以获得收入。有了收入变现,开发者更有动力分享和创作,正循环下,也会吸引更多的开发者加入Unity生态,也促进更多游戏公司选择Unity成为第一引擎。
最后在发行和运营端,因为Unity此前主要的货币化依赖于广告(Grow Solutions收入占比六成),众多游戏开发者既有投放广告的需求、也有靠广告变现的IAA游戏需求。因此Unity可以整合这些流量资源,吸引广告主,为开发者解决变现。因此,Unity打造了高基数用户+高粘性+高可持续性的产品生态。
2、Unity拥有最多的XR开发者,是3D内容的基础设施
游戏引擎市场空间不大,却是3D和XR内容开发的基石。Unity在XR领域布局较为领先,且并不仅仅局限于游戏,在汽车设计、智能座舱设计、制造工程、仿真速度、孪生元宇宙里面都有广泛的应用。
得益于Unity比较轻、跨平台的引擎生态,Unity能很好的支持Vision Pro、Quest、Pico等的内容开发,因此拥有最多的XR开发者。早在2016年 Unity 首席市场官(CMO)Clive Downie就表示,70%的VR项目都是基于Unity 引擎打造的。Oculus与三星合作研发设计的Gear VR的应用内容中,使用Unity 开发的内容占比高达90%;AR方面,则有91%的 HoloLens内容是基于Unity引擎开发。2022年6月官方数据表示全球超过60%的AR/VR体验使用Unity 开发。在Oculus Quest上,Unity Games占据了 2022 年 7 月最受欢迎游戏的80%,以及最畅销游戏的72%。
Unity MARS是Unity发布的业内首款智能化MR及AR内容创作工具,Unity MARS 将环境和传感器数据引入创意工作流程,为各地的AR创作者提供了专门的工具和简化的工作流程,将响应迅速、位置感知的 AR 体验交付给用户。Unity MARS为XR开发提供了一种新的设计语言,允许开发者描述、制作前所未有的大型应用,大大降低了XR开发门槛。
在2023年11月的Unite大会上,Unity也正式宣布与 Meta 建立全新的合作伙伴关系。一方面,二者将通过合作把 Unity游戏引入Facebook和Messenger的即时游戏(Instant Games),该功能将于明年年底推出测试版;另一方面,Unity将正式推出适用于 Quest 平台的 AR Foundation,为 Meta Quest 3 增加更多构建混合现实(XR)游戏和体验的功能。24年初计划推出的Unity 6引擎将全面提升性能,为XR提供更加深入支持。
使用Unity引擎开发的应用,每个月的下载量达到了50亿次。Unity在元宇宙跟数字孪生领域的占比也非常高。除了游戏主业之外,全球前十大汽车厂商都在使用Unity,国内头部新势力的造车企业像蔚小理等公司也都在用Unity做汽车中控屏的3D内容、UI等等。
类比2D时代的设计基础软件Adobe的发展,Unity会成为3D内容时代非常重要的基础型设计软件,拥有很大增长空间。在 2021年第3季度业绩会上,Unity曾表示,截至2021年11月,虚拟世界仅有2%的内容是3D的。数字孪生产业中,Unity所处的位置属于承上启下,一边将各式3D模型数据导入自己的引擎当中进行渲染处理,一边将其数字资产对接到各类传统平台和XR平台。在2D向3D元宇宙转换的进程中,Unity作为泛3D内容的的基础设施,扮演着重要的角色。除引擎的SaaS收费外,在虚拟世界的运营及推广上,Unity有希望获得更多话语权和更多的利润空间。
3、苹果Vision Pro与 Unity 建立深度合作伙伴关系
苹果在2023全球开发者大会上发布其第一款MR头显Vision Pro,会上苹果宣布与Unity合作,帮创作者跨入空间计算的时代。
目前苹果官网上,Vision OS的开发者工具套件的核心推荐是:Xcode + Reality Composer + Unity,对Unity评价是:“我们知道有一个庞大的开发者社区一直在使用Unity的创作工具来构建令人难以置信的3D体验,我们非常高兴他们可以为Apple Vision Pro开发应用程序。基于Unity的应用和游戏可以在Apple Vision Pro本地运行,从而可以使用突破性的vision OS功能,包括低延迟透视和高分辨率渲染。我们非常期待看到大家创建出令人难以置信的体验。”
Unity已经开放Unity Vision OS beta项目测试,将vision OS与Unity深度整合,适用于所有Unity Pro、Unity Enterprise 和 Unity Industry 的订阅用户。订阅用户可以直接从Package Manager下载vision OS支持包,并开始构建适用于Apple Vision Pro设备的体验,帮助开发者将现有游戏/内容迁移到vision OS系统。为开发者提供教程、模板和示例应用,开发者可通过加入 Unity的Vision OS beta 计划,进行Vision OS平台内容创作。

4、推出Unity Poly spatial率先布局空间计算,与Vision Pro生态深度绑定
苹果的Vision Pro展现了一个全新的空间计算世界,无需控制器,可调节沉浸感。Vision Pro不断将现实世界与虚拟世界融合在一起,结合VR沉浸、全彩直通和增强现实覆盖,提供一种可以复制周围世界到完全摆脱世界的体验。
对此,Unity全新推出体验开发套件Spatial Creation,Poly Spatial技术与vision OS之间的深度集成,应用程序可以在共享空间中与其他应用程序一起运行,并且通过将Unity的创作工具与Reality Kit的托管应用渲染相结合,开发者将能轻松使用Unity在苹果Vision Pro上创作沉浸式的内容。
Vision OS具有共享空间和沉浸空间的概念,在共享空间中,多个应用程序窗口可以共存。而在沉浸空间中,开发者的应用程序接管并且是唯一可见的应用程序。因此苹果的MR内容主要是创建两种不同类型的应用程序:沉浸式和窗口式,这两种应用程序都可以通过使用Unity的Poly Spatial进行开发。
用Unity在vision OS 上创建沉浸式的空间体验主要有三种途径:
1)Vision Pro支持移植Unity的VR应用和游戏,或者创建一个全新的沉浸式体验,将玩家的环境替换为内容开发者自己的环境。用Unity Poly Spatial移植现有应用或开发新应用非常简单直接,只需几步就能看到项目运行在vision Pro上。这种创建方法类似于现有创建VR游戏的方法,可以很容易地建立vision OS游戏库。而且因为使用通用渲染管线(URP),支持注视点渲染foveated rendering等特色功能,图形显示体验会显著改善、更加逼真,是完全沉浸的VR体验。而且因为手部跟踪和手势识别取代VR控制器的特点是Vision Pro脱颖而出的关键。Unity的XR Interaction Toolkit带有手部追踪功能,也可以用 Unity Input System 的内置系统手势,借助XR Hands 软件包获取原始的手关节数据,用于自定义的交互设计。例如,已经在Apple Arcade众筹成功的游戏《What the Golf?》就已经在利用Poly Spatial平台移植到vision OS系统。

2)使用透视通道(Pass-through)将内容混合,创造将数字内容与现实世界融合的沉浸式体验。这是与Meta Quest系列类似的AR体验。
3)在共享空间中通过透视(Pass-through)同时运行多个沉浸式应用程序窗口。Unity Poly Spatial技术将在苹果Vision Pro的Shared Space里驱动与其他应用并排运行的Unity内容。这种方法可以将现有的移动游戏、桌面游戏和各种应用程序引入vision OS,也是苹果在Vision Pro发布预告片中展示的NBA 2K的体验。用户可以调整窗口的大小及其在空间中的位置。这是让现有移动端和桌面端应用直接登陆 vision OS 最简单直接的方法,也是vision OS内容的默认模式。然而该窗口本质上是一个2D空间,就像在Xbox Series X或PS5上观看电视屏幕玩游戏一样。







三、元宇宙对Unity的机会
1、量:iOS开发人员转过来,将是现有游戏开发市场的数十倍
目前iOS生态中开发者人数是Unity开发者人数的十倍以上,随着Vision Pro的推出,iOS开发者选择Unity作为工具来开发MR应用,这将大大增加Unity的开发者席位,理论上对于Unity来说市场空间扩大了十倍。
1)Unity 在2020年活跃的开发者MAU是140万,付费人数18万,付费率13%,预计2023年Unity活跃开发者人数240万,付费人数33万,付费率也14%。
2)如上文所述, 2022 年 App Store 透明度报告中数据,截至2022 年,苹果 App Store有178万款应用,有3697万开发者,90%+是小型开发者(苹果个人开发者99美元/年,企业开发者299美元/年),10%企业开发者,全是付费开发者。
3)分类别看,iOS app商店中游戏占比65%,在3D转换进程中,这些开发者可能会进行2D内容的3D化,或是开发新的 3D 内容。
2、价:基本盘游戏增速稳定但商业化难,压制成长空间与估值
Unity增长主要依赖引擎的销售和全球互联网广告的增长。但这两块都遇到了增长瓶颈。
1)如果引擎占游戏流水的2.5%(参考Unity最新标准2.5%,Unreal的标准高达5%),2022/2025年游戏引擎则有46/52亿美元的市场规模。而如果参考Unity 2023年预计收入22亿美元,如果按照70%的市占率推演,则全行业市场应该31亿美元。综合来看,我们认为游戏引擎行业规模在30到40亿美元
2)随着全球游戏行业增速的放缓,游戏开发者数量接近瓶颈,大客户引擎使用席位增长放缓,在XR终端渗透率提升之前增速预期平稳,引擎增长主要来自非游戏行业比如汽车。
3)全球互联网广告行业则与宏观经济有着更高的关系,公司近年来增长主要靠收购,包括2022年并购weta,2023年并购iron source。而在Grow广告业务,依赖于Unity引擎开发者生态的增长,如果没有其他的并购案例,预期与互联网广告行业保持一致的趋势。
由于游戏大盘增长的停滞和格局的稳定,引擎商业化变现的难题,Unity并不能像美股saas公司那样给较高的估值。
1)商业化依赖于广告收入,增长依赖于并购。
2)引擎商业化变现是难题,Unity付费的引擎客户1000+家,主要以游戏厂商为主,大量个人小开发者不联网并不付费,且盗版严重。
3)公司在商业化执行能力上一直很差,很多盗版或者免费的开发者使用用于制作10万美金以上收入的游戏,并没有支付订阅费用,Unity法务部门也没有一一追债。150万的游戏开发者却只有不到10亿美金的引擎收入。
3、价:元宇宙作为新市场和全生态,提供商业模式向收入分成进化的可能性,继而提升估值
我们认为Unity在当前的增长空间受限、引擎商业化难题和估值压制情况,在元宇宙时代将得到改变。
1)如上文所述,iOS生态的开发者数量是Unity现有开发者的10倍以上,拓宽了增长空间。
2)iOS生态也好、Vision Pro生态也好,游戏仅仅是其中的一部分,开发者的需求是多样化的,并不是全部的应用都像游戏那样内容为王,从而导致开发工具在内容面前议价能力低;很多细分的需求,比如办公、工具等,产品能快速推出并抢占市场最重要,这给Unity带来了提升付费率的机会。
3)游戏的开发特性是在正式发售前,没有人能对该款游戏的收入规模与生命周期做出明确的预判,因为Unity更倾向于对小游戏开发者收费而不是分成,小游戏开发者更倾向于采纳盗版来降低成本;而iOS生态里很多APP其实在开发的时候就可以预见到未来的盈收能力,这给了Unity去谈分成模式的动力,因为更有确定性了。
4)一旦市场看到Unity变现与空间问题得到改进,公司估值空间也将跟随打开。
四、投资建议
1、市值的底:84亿美金
悲观假设下,Unity的引擎收入主业壁垒受到Runtime fee提价的严重影响,除了此前的游戏不能改变引擎有强粘性,开发者仍需要用Unity开发以外,新上线的游戏均有50%的倾向转向其他小引擎比如Unreal或者Cocos,带来Unity长期引擎收入几乎不再增长,即使MR和AI也对公司几乎没有任何增量。因此,23年引擎收入的预期8亿美元,给予7x PS,则为56亿美元。广告业务部分14亿美元,给2x PS,28亿美元,合计84亿美元。也相当于此前23年指引的整体收入的3.7x,24年收入26e的3x。
2、市值目标空间
不考虑Vision Pro给公司带来开发者、付费用户数的提高,仅考虑公司今年推出的AI新产品在原有客户群中推动付费率提升和ARPU值提升,Unity目标价看到250亿美元。假设如下:
1)Create引擎业务25年有希望实现22亿美元,给10xPS,220亿美元,Create收入2年CAGR40%。
2)AI功能进一步提高Unity的易用性,Muse在付费用户中渗透率达到30%,ARPU额外提高到1800美元(1700+30*12*0.3=1808美元)
3)Runtime fee风波影响完全在公司治理改革中消化,提价成功且有效提高付费率,从目前的14%提升到25年的16%。
4)Grow广告业务同步增长10%,17亿美元,给2x PS,34亿美元,2年CAGR 10%。
考虑Vision Pro新终端带来的新市场,Unity与苹果MR的合作进一步扩大Unity的开发者用户、实现新终端布局的跃迁。假设未来Unity在3700万的苹果开发者中依然保持70%的市占率份额,拓展到办公等非游戏领域,Unity的正版联网率在AI功能推动下提升到30%,付费率因为不仅仅用于游戏,提升至20%,付费用户将达到3700万*70%*30%*16%=155万人,是现有付费用户数的五倍,即使不考虑ARPU值和估值的提升,对公司市值空间的推动也是巨大的。
附录一:Vision Pro的创新硬件环节介绍
1、Micro OLED:分辨率高、体积小,适用于近眼显示场景
在显示层面,Vision Pro主显示屏采用Micro OLED,单眼分辨率达到4K,这是市场上首次出现使用Micro OLED实现双目8K效果的产品。相比之下,其他厂商大多采用LCD或者Mini LED背光+LCD,且分辨率较低。此前市场上分辨率较高的Pico 4配备2个2.56 英寸的显示屏,分辨率为4320*2160,仅达到 4K+的清晰度水准。但相比LCD屏幕(单块价格约为20-40美元),Micro OLED屏幕价格较高(单片价格在300美元以上)。
Micro OLED以单晶硅片为衬底,相比传统OLED所使用的玻璃基板,单晶硅背板具有更高的载流子迁移率,显示像素微小化、精细化,具有分辨率高、体积小等特性,应用于微型显示面板,适用于近眼显示场景。
1)高分辨率:据CSDN 数据显示,人眼正常视力下极限角分辨率为60PPD,VR设备削弱纱窗效应需要实现角分辨率在30PPD以上,像素密度达到2000-4000PPI。据 Arpara数据显示,Micro OLED分辨率可实现3000PPI,较Fast LCD实现大幅提升,可以显著提升VR设备的角分辨率,从而有效增强VR设备的显示效果。
2)高刷新率:据VR陀螺数据显示,VR 设备减弱眩晕感需要刷新率提高至150-240Hz以上。据VR compare数据显示,目前主流VR 设备所采用的Fast LCD显示技术,反应速度为毫秒级,刷新率在90Hz左右;而Micro OLED反应速度为微秒级,刷新率可达到120Hz,有望改善运动模糊现象,消除闪烁现象,从而有效减缓使用VR头显的眩晕感。
3)体积小、轻量化、低功耗:据OLED industry数据显示,Micro OLED以单晶硅芯片为基底,像素尺寸为传统显示器件的1/10,有效提升像素密度;同时减少器件的外部连线,重量相比传统显示器件减少50%以上。此外,据TOPWAY数据显示,由于Micro OLED为自发光技术,无需背光源,功耗约为LCD的30%-40%,进一步提升整机续航能力。


2、3P Pancake光学方案
Pancake折叠光路是目前VR设备的主流光学方案,苹果也不例外采用了该方案。相比传统VR显示光机(菲涅尔和非球面),Pancake折叠光路设计可以大幅减小厚度,其核心原理是图像源进入半反半透功能的镜片之后,光线在镜片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返,最终从反射式偏振片射出。
相比PICO双镜片的方案,苹果采用了3片镜片,从而实现更好的光学效果。相比于1P、2P Pancake设计,3P Pancake光机模组不仅能带来更高的清晰度、更小的畸变以及色差之外,经过多次折返其厚度还能进一步缩短。但劣势也比较明显,会增加工艺难度以及物料成本、重量,可见在光学方面,苹果为了实现最好的视觉效果,选择了工艺最难的方向。

3、交互操作:摆脱手柄,通过眼动追踪以及裸手操作
在人机交互层面,Vision Pro支持裸手操作、眼动、表情和肢体动作等多种交互方式,没有配备手柄,只需通过注视来浏览应用图标,轻点选择、轻扫滚动或者发出语音指令,即可进行相关操作,交互体验相对直观。12个摄像头+5个传感器+6个麦克风的高端配置为交互提供支持支撑。而Pico 4、Meta Quest 3仍保留了传统的手柄交互方式,以“头显+手柄 6DoF交互”为主。
一直以来VR追寻自然交互技术的脚步一直未停,但由于成本与技术之间难以平衡,很多好的交互概念便一直停留在设想环节,因此VR手柄便是目前主流的交互方式。苹果每一次新品发布都会伴随交互方式的革新,如Mac的鼠标、iPhone的多触点功能、iPad的Apple Pencil再到如今的Vision Pro的眼球、手势与语音。正是因为有了每一次的交互革新,设备的潜能才真正被挖掘出来。
眼动追踪一直都是AR/VR产业有待攻破的一大技术难题,近两年在很多新发布的AR/VR设备中已经可以看到,越来越多的产品搭载了眼动追踪技术,但整体体验上并不是很流畅,甚至有的都没有发挥这一技术的能力。在眼动追踪部分,苹果采用了4个摄像头,与此对应的Quest Pro仅使用2个。从目前Vision Pro的参数与体验者的评价来看,Vision Pro在技术上完全做到了快与准,甚至都未看到有相关视线定位不准或视线抖动的情况。同时,其眼动追踪也做到了非常自然,用户的眼睛注视图标然后双指捏合,即可打开新的应用,眼睛在菜单栏停留一段时间会自动弹出二级菜单。
在AR/VR刚兴起时,业内就几乎确认了裸手交互是未来AR/VR的发展趋势,只是要想做好手势交互的确认度,是一项极大的技术难题。也正由于技术的受限,裸手交互这一方式就一直都未被完整的发挥出来。由于Vision Pro配备了四颗用于手势识别的摄像头,可以检测腰部以下的手势,用户还可以把手放在膝盖上进行操作,甚是轻松自如。还值得一提的是,Vision Pro已经可以实现虚拟键盘打字的方式。

4、双目独立IPD瞳距调节
不同于Pico等厂商使用的双目一体IDP调节, 苹果初代MR将使用双目独立IPD瞳距调节,双目独立IPD调节模组可以分别针对左/右眼不同的单眼瞳距进行独立调节,更好的缓解眼部疲劳。目前Pico等厂商使用的双目一体式IPD调节,单品价值量在80元左右,而苹果使用双目调节IPD调节价值量预计达到150元。
通过齿轮模组带动对焦电机的往复直线运动来控制镜片到屏幕的距离。机械式可变焦显示器采用精密齿轮传动模组来调节VR/AR眼睛的两组透镜组件的间距,直至与使用者的瞳距相匹配。配合眼动追踪、注视点渲染等多种软硬件技术,模拟出人眼在观察远近不同物体时发生的屈光调节和双目辐辏调节过程,完成视觉清晰成像的目的。
未来焦距调节系统有望引入以解决近视问题,目前近视问题仍然需要专门配置蔡司磁吸式镜片吸附在设备中。

5、M2和R1的双芯片方案
苹果Vision Pro的双芯片方案也是目前MR设备(主要指VR)中首次出现的方案。苹果Vision Pro不仅配备了PC级性能的M2芯片,还有一颗为MR量身定制的R1芯片。上述讲的高分辨率Micro Oled显示以及流畅的眼动追踪及裸手操作都离不开底层芯片的计算支持。
苹果M2芯片的任务是运行与操作,简而言之就是可以让用户通过头显打开应用程序,运行应用程序,当时苹果首代自研PC芯片M1亮相就惊艳四座,如今用于MR设备上也体现出性能和功耗的优势,而竞品主要使用高通的芯片,计算能力上相当于手机和PC的差距。R1处理器则负责来自交互传感器的几乎所有信息。这些传感器包括12个摄像头,5个传感器和6个麦克风,传感器将其感测到的任何内容转换或数字化为数字数据输入。R1芯片接收输入数据进行实时处理,以生成塑造混合现实环境的输出数据。
对运算比较高的主要来自实现VST的两个4K RGB摄像头,这是实现高清VST效果的关键,并且其长时间属于运行状态。Quest Pro上仅搭载1个1600万像素的RGB,所以传输到眼镜中的现实画面清晰度较低。
Vision Pro支持虚拟和现实环境无缝切换。与其他产品直接从虚拟一键切换到现实的效果不同的是,Vision Pro通过旋钮实现精准丝滑的渐变效果。而为了实现这个效果,协处理器中RGB VST的处理需要一直工作,即便在纯虚拟环境下也处于工作状态,以便为用户随时切换。双4K RGB摄像头以每秒60帧频率不断拍摄,为数据处理带来了庞大的计算量,以及相应的功耗,所以作为协处理芯片,R1的制程达到了5nm。
R1可以在12毫秒内处理来自这些传感器的输入数据,苹果此处所指应为物理延迟,所谓的物理延迟也就是传感器出来经过协处理器,到直接上屏的时间。但是上屏幕之前算法必须要做补偿,算法不补的延迟称为物理延迟,算法补完后称为入眼延迟。据了解,如果使用Meta这种不经过协处理器的情况下,经过CPU、GPU处理,物理延迟约30-40ms,物理延迟越大,算法补出来的效果就会稍微有点欠缺。所以苹果物理延迟做到极致以后,它算法补出来的效果就会特别的好,这也是为什么VST效果几乎感觉不到延迟的主要原因。

附录二:Unity AI产品介绍
Unity目前公布了两款AI解决方案:Muse和Sentis,有希望进一步提高游戏开发效率,实现真正的提价。
Unity Muse是提供游戏内容创作的AI能力支持平台,可加速游戏、数字孪生等3D应用程序和体验的实时创建,帮助开发者只需自然语言输入,即可在Unity编辑器上创建任意内容。Muse 的终极目标是让用户能在 Unity 编辑器里借助文字提示或草图等自然输入创作任何内容。
在宣传片当中,用户在Unity编辑器界面输入“做一个后空翻”,Muse就会制作一个完整的角色后空翻动画。你还可以用Muse快速创作Sprite资产,比如更换房顶的颜色,则可以直接选中房顶区域,在对话框里输入想要的颜色,AI就会自动改变房顶颜色。过去几年,Unity依赖文本编程,而其他编辑器更倾向于视觉编程,而Unity的重文本特性在这种情况下反而成为巨大的优势。现在有了类似Unity Muse这样的工具,使得这种ChatGPT类似的交互方式更加可用、高效,可以帮助开发者更好地使用这种交互方式。因此,随着时间的推移,这两者的结合将扩大用户群体,吸引更多的创作者。
Unity Sentis赋予开发者将 AI 模型导入游戏和应用程序中的能力。Sentis是允许AI模型嵌入到游戏或应用程序的Unity引擎中,并可在移动端、PC等任意平台设备的边缘运行。由于此项功能在用户设备上运行,因此不存在与云中模型托管相关的复杂性、延迟或成本。它可以让开发者为自己的游戏或者应用在Unity Runtime里嵌入一个AI模型,直接在终端用户平台增强游戏玩法或者其他功能。“这是首个且唯一的将AI模型嵌入实时3D引擎的跨平台解决方案,因此你可以一次构建并嵌入你的模型,使其可以在多个平台上运行,从移动到PC,从网页到任天堂Switch以及索尼PlayStation等流行游戏主机。由于你在用户的设备上运行程序,因此在云托管模型不会带来复杂性、延迟或成本。”
Unity希望会有很多很好的AI模型融入传统的游戏开发流程里面,用更高维的指令生成动作,无论在任何平台都可以比较顺利的调用,创造出游戏的更多玩法。官方介绍中就包括以下几种:
Unity Asset Store提供包括Atlas(3D素材生成)、Convai(NPC智能化)、Inworld AI(支持多模态个性和情境感知的完全交互式角色创建)、Layer AI(快速生成风格一致的游戏模组)、Leonardo AI(生成式AI内容制作套件)、LMNT(AI语音)、Modl.ai(简化游戏测试)、Polyhive(AI纹理处理套件)、Replica Studios(AI文本生成语音)、Zibra AI(多用途无代码工具集,实时模拟和逼真物理效果提升虚拟世界沉浸感),提供AI驱动的智能NPC、AI生成的视觉特效、纹理、2D sprite和3D模型、语音生成、AI游戏内测等支持开发者创作。以上通过审核的解决方案安全可靠,支持最新的Unity版本,也可扩展定制。
此外,Unity 正式推出面向开发者的软件市场 AI Hub,为 AI 软件研发者和游戏研发商提供了一个更加便利的 AI 软件交易平台。AI Hub 中的解决方案涵盖了一系列功能,包括生成式 AI 解决方案、AI/ML 集成解决方案(用于将项目连接到 AI 供应商)、行为 AI 解决方案(开发者在游戏世界中创建行为的工具,从寻路和敌人逻辑到非玩家角色响应)。
对于一些创作者担心他们的内容在未经同意的情况下被用于AI模型训练,Unity曾表示Unity将通过添加更多数据来改进其模型,但“绝不是拿别人的艺术作品然后用来训练,我们将确保创作者拥有完全的控制权,他们了解正在发生的事情,这是透明的,我们为人们提供正确的选择”。

Unity大会上,Unity的两款AI工具已经进入了抢先体验和公开测试的阶段,用户试用反馈良好。在 AI 辅助工具的加持下,游戏创作门槛不断降低,受益于Unity引擎的易用性及各平台兼容性好的特点,预计Unity 将在AI浪潮中占据优势,扩大获客范围,各项业务产生飞轮效应,拥有较大收入增长潜力。
Unity Muse的订阅费为30美元/月。开发者目前可以每月30美元的订阅费用参与到Unity Muse的抢先体验阶段,目前开放了三大功能的试用,包括通过聊天机器人交互式获取Unity使用资源并生成代码、使用AI生成高精细度的2D与3D纹理、生成2D精灵图等。而在后期,Unity还计划为开发者提供更多类型数据的AI生成,包括:角色动画生成、角色行为定义、快速的3D场景原型搭建。且Muse使用的训练集由Unity自有版权的材料训练,因此不必担心引发版权担忧。
Unity Sentis此前也已经进入公开测试阶段,面向开发者进行广泛试用,将在2024年随Unity 6引擎推出。该产品主要起到将AI模型与游戏产品的桥接的功能,游戏的用户可以通过Sentis将通用的ONNX格式AI模型接入Unity Runtime之中,供游戏软件调取使用,进而为游戏加入文字转语音、智能NPC等基于AI模型的功能。开发者通过Unity Sentis可将复杂AI数据模型引入Unity。从23年11月开始,Unity还会对订阅客户免费增加云资产库、开发者工具和AI工具功能。所有的用户都可以使用Unity Sentis。

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