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全球最火兩款VR一體機拆解報告!Quest 2和Neo 3誰是VR一哥?

發(fā)布人:傳感器技術(shù) 時間:2022-09-07 來源:工程師 發(fā)布文章
Quest 2和Neo 3誰更勝一籌?

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在VR市場,Pico可以說是國產(chǎn)VR一體機性能最強體驗最好的產(chǎn)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設(shè)備,從整體外觀、光學結(jié)構(gòu)、核心零件等方面對比了兩款設(shè)備。本期我們推薦方正證券的報告《Pico & Quest VR拆機:Pancake 化 & MR 化》,從兩款VR設(shè)備的細節(jié)看未來VR發(fā)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


01.

整體外觀電池后置是趨勢Oculus Quest2和Pico Neo3整體都是由頭戴主機和兩只手柄組成,定位方案也是攝像頭捕捉手柄的追蹤光環(huán)。頭戴主機包括輸入設(shè)備(攝像頭、麥克風)、輸出設(shè)備(屏幕、鏡片、麥克風)、內(nèi)部運算、蓄電鋰電池等。手柄包括追蹤光環(huán)、遙桿(方向)、按鍵(功能)、 扳機(確認)、側(cè)按鍵(抓?。直鷥?nèi)有干電池倉。Pico Neo3前蓋相比Quest2額外增加了一個散熱口幫助散熱,同時電池后置也是兩者在外觀上的明顯差異。

圖片▲Quest2(右)&Pico Neo3(左)外觀對比

Pico Neo 3的面罩設(shè)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。

圖片▲Pico Neo3(上)與Quest2(下)面罩外觀對比

圖片▲Pico Neo3(上)與Quest2(下)面罩外觀對比

Pico Neo3將電池移出主機,通過連接線置于腦后位置,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),后部220g,腦后重量的平衡,能顯著降低面部和鼻部壓力。外移后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(cè)按鍵和正面板機組成。手柄追蹤光環(huán)環(huán)繞手柄換裝部分外側(cè),使用時可發(fā)出難以觀測的弱光,暫時是一種通用的識別方案。手柄內(nèi)部具有陀螺儀傳感器,輔助視覺定位方案。

圖片▲Pico Neo3手柄拆解俯視、右側(cè)、左側(cè)、正面視圖

后置電池方案顯著提高佩戴舒適度,實際佩戴時,Quest2所采用的前置電池的方案導(dǎo)致主機有明顯的下墜,產(chǎn)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(shè)計上的基礎(chǔ)。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(shù),隨后開放了開發(fā)者 SDK。2020年5月19日,Oculus Quest正式發(fā)布了手動跟蹤更新,更新版本為v17,去掉了特性和 SDK中的預(yù)覽標簽。

2022年4月,Meta升級Quest 2的手部追蹤能力,涵蓋追蹤連續(xù)性、手勢支持和性能的優(yōu)化,實現(xiàn)遮擋、 高移動速度、手遮手場景下的手勢識別。


02.

光學結(jié)構(gòu)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 屏幕和更厚的光學元件,導(dǎo)致設(shè)備非常笨重;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(dǎo)致低對比度和分辨率的降 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設(shè)備變得更加輕巧,但同時其 光效顯著的受到影響,對屏幕亮度有更高的要求(需要采 用發(fā)光能力更強的屏幕方案),成像距離縮短到24mm。

圖片▲Pico Neo3透鏡部分數(shù)據(jù)實測

Pancake光學方案通過折疊光路,壓縮成像距離可達40%-60%,鏡片也更加輕薄。Pancake技術(shù)所面臨的制約因素正在減弱:之前Pancake并未大量在一體機采用,是因為1)光線利用率低,需要屏幕有較高亮度;2)需要更高的光路精準度。從近期已發(fā)布及將要發(fā)布的主流VR產(chǎn)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。

圖片▲Pancake一體機與菲涅爾一體機厚度對比

圖片▲近期已發(fā)布與將要發(fā)布的VR一體機光學方案

目前市面上大多數(shù)VR眼鏡多使用LCD屏幕,依靠背光源照亮像素, 尤其在高環(huán)境光的環(huán)境下,所以其亮度較低,通常只有500nit左右;由于Pancake光學方案,光線需要經(jīng)過多次折射才能實現(xiàn)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屏幕亮度可能無法滿足該方案。采用Pancake光學方案需要更強發(fā)光亮度的屏幕如Micro OLED、Mini-LED等。

圖片▲Pancake光學方案產(chǎn)品的顯示屏材質(zhì)

Pico Neo 3和Quest 2在瞳距上都采用了3檔的齒輪嚙合的手動調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)的瞳距調(diào)節(jié)方案,即在規(guī)定范圍內(nèi)的任意大小均可使用,其中創(chuàng)維數(shù)字 PANCAKE1支持59-68mm的無極調(diào)節(jié),arpara AIO 5k支持56-72mm的無極調(diào)節(jié)。

圖片▲Pico Neo3(下)&Quest2(上)的瞳距調(diào)節(jié)方案

Pico&Quest聲音設(shè)備:揚聲器分布于頭顯兩側(cè)。Quest 2和Neo 3目前揚聲器音質(zhì)、響度上仍有提高空間。

圖片▲Quest2(右)&Pico Neo3(左)電池、揚聲器位置對比

未來趨勢:頭顯的清晰度分辨率仍需提高。Pico Neo 3屏幕雙眼分辨率為 3664*1920,單眼分辨率為1832*1832,視場角為 98°。根據(jù)前文所述的原理計算,Pico Neo 3的PPD = 1832/98 = 19,其1°單位視線范圍內(nèi)的像素量 =π*(PPD / 2)2 = 274。Oculus Quest 2雙眼分辨率與Pico Neo 3相同,視 場角為101°,PPD = 1832/101 = 18,略低于Pico Neo 3。圖片▲Pico Neo 3部分參數(shù)指標


03.

核心零件芯片&攝像頭決定性能
拆機后觀察到的主機內(nèi)部來看,Neo 3和Quest 2在布局上非常類似。中部是一個風扇散熱器;散熱器下方是一體機的主板;攝像頭分布在四個角落。相比較而言,Quest2 多了保護杠,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(yīng)提升。

圖片▲Quest2(左)&Pico Neo3(右)主機內(nèi)部對比圖

Quest 2的在散熱上有更多準備。由于Quest 2的電池放置于頭顯外殼內(nèi)側(cè),與主機距離較近,散熱負 擔重。因此其采用導(dǎo)熱性更好的金屬片面板提高散熱性能,同時散熱風扇中Quest2的散射器采用扇形結(jié)構(gòu),更有利于散熱。

圖片▲Quest2(左)&Pico Neo3(右)散熱風扇正反面對比圖

尺寸數(shù)據(jù):Pico Neo3主板長度為98mm,寬度為44mm;Quest2主板長度為96mm,寬度為36mm 。

圖片▲Pico Neo3(上)&Oculus Quest2(下)主板對比圖

主板對比:均采用主流高端VR芯片驍龍XR2。攝像頭:采用四黑白攝像頭,有望提升“數(shù)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。

圖片▲Quest2(上)&Pico Neo3(下)主板及周邊

圖片▲Pico Neo3黑白攝像頭

未來趨勢:彩色攝像頭支持一體機AR化的進一步發(fā)展。未來的MR產(chǎn)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,這就需要采用彩色攝像頭,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:目前攝像頭布置僅能實現(xiàn)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信息進行捕捉,在獲取其位置、形狀等信息后對其進行建模,處理后從一體機屏幕中顯示具體位置。未來在攝像頭能夠?qū)崿F(xiàn)身體下方包括腳部、腿部視覺信息獲取的情況下,即可通過相同的技術(shù)手段實現(xiàn)無手柄的全身追蹤方案。VR設(shè)備無論如何變化,方向一定是向著“便攜”、“高性能”和“高交


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