元宇宙的英文是 Metaverse，Metaverse=Meta（超越）+Universe（宇宙），即超越现实的虚 拟宇宙。“元宇宙”概念是在美国作家尼尔·斯蒂芬森 1992 年的科幻小说《雪崩》中首次提出， 书中讲述了现实人通过 VR 设备与虚拟人共同生活在一个虚拟世界的故事，这个虚拟世界就 是 Metaverse。2021 年 3 月，美国 Roblox 公司首次将“元宇宙”写进招股说明书，2021 年 10 月，Facebook 改名为 Meta 将元宇宙推至风口，引发了全球关注和讨论，2021 年也被称为 元宇宙元年。 元宇宙是人类运用数字技术构建的，由现实世界映射或超越现实世界，可与现实世界交互的 虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间。它以信息基础设施为载体，以虚拟现实/增强 现实/混合现实（VR/AR/MR/XR）为核心技术支撑，以数据为基础性战略资源，构建数字化时空域。

　　回首元宇宙发展历史，1931-1992 年是概念孕育期，在一些书籍信件中被开始提及；1992- 2018 年是形态塑造期，在一些影视游戏作品中，元宇宙的形象得以塑造；2021 年之后，随 着 Facebook 改名 Meta，中国首个元宇宙行业协会成立，行业步入快速增长期。

　　展望元宇宙发展趋势，根据 Gartner 数据，2022 年前后，随着 Web3.0 应用市场和技术发 展，元宇宙开始兴起；2025 年，在新兴元宇宙的综合研究取得进步的同时，元宇宙迈入更高 级；2029 年，在新的虚拟经济下，元宇宙将向互操作、沉浸式体验的新方向发展，逐步走向 成熟。

　　“元宇宙”产业链方面可以分为基础设施层、核心层和应用服务层。其中基础设施层主要包括 通信网络/算力/新技术基础设施等，具体有 5G/6G 网络、数据中心、云计算、区块链、人工 智能等技术；核心层主要包括终端入口/时空生成/交互体验等，具体有 VR/AR/MR/ XR 终端 产品、操作系统、数字孪生、脑机接口等技术；应用服务层主要包括消费端/行业端/政府端应 用服务等，具体有数字人、数字货币、虚拟社交/办公/主播/游戏/医疗/教育、NFT、城市规划 等应用。整个“元宇宙”产业链涉及的行业非常广泛，有望对相关行业带来新的变革和发展 机遇。

　　根据赛迪智库数据，在元宇宙产业链中，不论是基础设施层、核心层还是应用服务层，众多 国外企业已经有所布局，包括微软、谷歌、苹果、三星、英伟达、Meta、亚马逊、IBM 等。

　　整个元宇宙共包含 7 层要素，每层要素则对应不同的技术和应用，分别如下：1）基础设施： 5G、WiFi 6、云计算、芯片等；2）人机交互：可穿戴设备、感知交互；3）去中心化：边缘 计算、区块链等；4）空间计算：开发引擎、XR 等；5）创作者经济：设计工具、商业交易 等；6）发现：广告网络、社交等；7）体验：游戏、电影、购物、运动等。

　　元宇宙在发展过程中，有 6 大核心技术作为支撑，总结为 BIGANT。拆开来看 分别是 B=Blockchain，区块链技术；I=Interactivity，交互技术；G=Game，电子游戏技术；A=AI， 人工智能技术；N=Network，智能网络技术；I=Internet of things，物联网技术。在 6 大支撑技术下，有分别有多个细分技术作为支撑，大量的新技术为元宇宙的发展和实现提供了重要 保障。

　　元宇宙共包括 4 大核心特征，分别是沉浸式体验、虚拟身份、虚拟经济和虚拟社会治理，只 有满足了所有 4 大核心特征的，才算是一个完整的自维持、自发展、自演进的元宇宙。

　　从用户角度出发，元宇宙的体验好坏很大程度上在于沉浸感受，元宇宙沉浸式交互技术目前 能够实现部分沉浸，可以通过虚拟移动、运动轨迹、沉浸声场等方式实现 4K/8K 级别的交互，算力依赖中心云和边缘云。 未来无线接入、渲染方式、交互方式、端边云融合等技术突破将加速沉浸式交互解决方案的 升级，交互方式将从手柄、手势、语音指令等升级为触觉反馈、脑机交互，下行带宽从 20Mbps 升级到 4Gbps 以上，端到端时延从 40ms 以上降低至 8ms，沉浸感将从初级沉浸升级到部 分沉浸，再到深度沉浸，最终实现完全沉浸，整体用户体验将实现质的飞跃。

　　根据 2022 年 Gartner 技术成熟度曲线，可以看到元宇宙仍处于创新触发期，10 年后将会步 入稳定期。因此我们认为元宇宙将有望在近几年实现快速发展，新技术将不断升级迭代，新 产品将不断推陈出新，行业有望迈入高景气时代。

　　根据元宇宙的构成要素，人机交互是探索元宇宙的入口，其中的关键技术包括虚拟现实、增 强现实、混合现实和扩展现实（VR/AR/MR/XR），这些技术有望性地改变人们的交互方 式，成为通往元宇宙的关键入口。 虚拟现实（Virtual Reality）技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利 用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的 偶系统，使用户沉浸到该环境中。主要产品包括 Meta Quest Pro、PICO 4、索尼 PlayStation VR2、华为 VR Glass 等。

　　增强现实（Augmented Reality）技术，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相 应图像、视频、3D 模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行 互动。随着随身电子产品 CPU 运算能力的提升，增强现实的用途将越来越广。主要产品包 括 Google Glass，Magic Leap One 等。

　　混合现实（Mixed Reality）技术，既包括增强现实和增强虚拟，它是虚拟现实技术的进一步发展，该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起 一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。主要产品包括微软 HoloLens 2 等。

　　扩展现实（Extrended Reality，XR）技术，是指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真 实与虚拟组合、可人机交互的环境，是 AR、VR、MR 等多种形式的统称。三者视觉交互技 术融合，实现虚拟世界与现实世界之间无缝转换的“沉浸感”体验。

　　全球 VR/AR 产业链主要国家和地区主要集中在美国、欧洲、中国和日本，其中美国以研发、 技术创新和丰富的娱乐内容创作为主，欧洲以学术研究、高精度研发和多样化内容为主，中 国和日本则在组装、硬件制造以及快速成长的研发方面见长。

　　XR 产业链长，包括硬件、软件、内容、应用、5G、AI、区块链等，其中硬件部分包括核心 器件、感知交互、终端、配套外设等，软件部分则包括系统软件、开发工具等，内容包括制 作、分发，下游应用分为消费级和企业级，消费级包括影视、游戏、社交购物等，企业级应 用则包括医疗、教育、工业制造等。

　　XR 的发展离不开关键技术的持续突破和创新。从端、管、云的架构来看，其中“端”包括以 近眼显示技术和感知交互技术，近眼显示技术主要围绕光学系统和显示器件技术升级来进行， 感知交互技术则强调与近眼显示、渲染计算、内容制作、网络传输等关键领域的技术协同。 二者主要围绕硬件画质不清晰、视角场受限、头部晕眩等痛点，力求带来更优质的沉浸式体 验。“管”主要指网络传输技术，利用 5G 网络速率高、延时低和带宽大的特点，推动 XR 应 用快速落地。“云”端主要包含渲染计算和云端内容制作与分发。云化渲染聚焦云网边端协同 渲染，能够解决实时海量数据处理的问题，实现硬件终端的轻量化与独立化。

　　从谷歌 2012 年发布 AR 眼镜 Google Glass 至今，VR/AR 的发展先后历经了技术发展期、 资本狂热期、低谷退潮期以及行业复苏期。2012 年谷歌发布 AR 眼镜 Google Glass 带领行 业迈入技术发展期；2014 年 Facebook 收购 Oculus 则引起了产业界和资本界的普遍关注， 索尼、HTC、三星等智能终端大厂纷纷加码布局 XR 产业；在 2017 年行业投资过热后，由 于产品技术成熟度不够，用户使用体验不好，导致销量不理想，2018 年全球 VR 销量下滑至 350 万台，AR 销量下滑至 26 万台，行业进入低谷期；随着 2019 年全球 5G 正式商用， VR/AR 被重新重视起来，2020 年初居家办公、教育需求激增，伴随着相关技术不断完善、 应用逐渐丰富以及 Meta Quest Pro、PICO 4 等新品发布，行业迎来复苏，2023 年苹果有望 发布 MR 设备，将有望引领 XR 终端设备开启新一轮消费电子热潮。

　　全球 VR/AR 市场出货量方面，由于过去 10 年行业周期波动较大，VR/AR 设备出货量也呈现波动态势。根据 IDC 数据，2021 年全球 VR/AR 设备出货量合计 1123 万台，VR/AR 设备 出货量分别为 1095/28 万台；受宏观经济环境和厂商提价等因素影响，2022 年全球 VR/AR 设备出货量下降 20.9%至 880 万台，其中 VR/AR 设备出货量分别为 853/27 万台。随着宏观 经济预期修复，IDC 预计 2023 年全球 VR/AR 设备出货量有望同比增长 31.5%，未来数年都 将保持 30%以上增速，预计 2026 年出货量将达到 3510 万台。

　　VR 作为新一代消费电子代表性产品，涉及上游技术及零部件众多，未来如果想在 C 端大范 围普及推广，成本的降低和用户体验的提升是必然趋势，而在提升用户体验方面，高分辨率、 大视场角、轻薄小型化一直是行业在努力的方向。 在提升用户体验方面，光学和显示则是影响最直接的零部件。

　　VR 光学技术按照光路设计可以分为垂直光路、折叠光路、复合光路以及特定光路四种方案， 其中垂直光路包括非球面透镜和菲涅尔透镜，折叠光路包括 Pancake 和液晶偏振全息，复合 光路包括多叠自由曲面和异构微透镜阵。