人机交互系列报告-全景拍摄开启视界新革命

人机交互/中小市值证券研究报告/行业深度报告人机交互系列报告之三：全景拍摄开启视界新革命报告摘要：随着热点事件采用全景摄像直播的不断升温和VR头显设备的逐渐普历史收益率曲线历史收益率曲线视听器材沪深3006%1%2016/12016/22016/32016/42016/52016/62016/72016/82016/92016/102016/112016/122016/12016/22016/32016/42016/52016/62016/72016/82016/92016/102016/112016/12绝对收益相对收益-3.74%-5.13%3M-5.19%-6.28%2.21%-3.47%重点公司联创电子增持水晶光电增持北京君正未评级川大智胜增持相关报告人机交互系列报告之二：VR/AR引领人机(021)20361230djm@nesc执业证书编号:S0550515110002研究助理:马良执业证书编号:S0550116010018(021)20361130mal@(021)20361230lihg@(021)20361241taigl@请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告 7 7 8 10 142.1.新技术革命登场，下一代影像生态初露锋芒 142.2.虚拟现实日趋成熟，全景相机有望受益 162.3.多方资本入局，全景相机融资额不断攀升 183.全景相机产业格局与发展趋势 203.1.产业链已具雏形，性能 203.1.1.硬件架构：区别在于镜头、传感器和处理器 21 21 22 223.1.2.软件服务：核心是全景图像拼接算法 233.1.3.开源建生态，全景相机加速突破 233.2.发展趋势：小型化、一体化、生态化、智能化 233.3.产业格局：相机巨头优势明显，但谈胜负还为时尚早 25 264.1.从运动到全景，立体影像引领新一代相机出现 26 294.3.传感器、处理器与镜头是核心组件 30 31 31 31 32 335.1.4.暴风魔眼 345.1.5.Insta360Nano 35 36 36 375.2.3.JauntONE 38 395.2.5.得图F4 40请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告6.投资建议 416.1.图像传感器及镜头具有较强的投 41 41 42 42请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 10 12 12 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 16 16 17 17 17 17 18 21 21 22 22 23 23 24 26 26图42：2005-2015镜头出货 27图43：2000年-2015年数码相机出货量 28 29请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告 29 29 30 32 32 33 33 34 34 35 35 36 36 37 37 38 38 39 39 40 40 41 41 7表2：三维全景拍摄相对于传统平面拍摄的优势 10表3：全景拍摄和三维建模渲染的优劣势和应用场景 13 19 19 21 21 24 25 27表12：2016年-2020年高端数码相机 28 30 31 31 32 33 34 35 36 37请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告 38 39 40请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告1.全景拍摄：人机交互新阶段全景(Panorama)来源于希腊语，意思是“都能看见”。现在主流的智能手机都有能算是真正的全景，真正的“全景”是指视角范围能够能达到或近似360°×360°（即水平视角360°,垂直视角360°)的球形图像。图1：普通相机拍摄的宽景图图2：全景相机拍摄的全景图全景拍摄技术指的是利用科学技术、专业设备将整个真实的场景映射成全景图像，从而将二维的平面图模拟为三维立体空间，实现虚拟现实浏览，同时，浏览者可以用户可以在全景空间里进行切换，自由地观看“天地万物”。全景拍摄具有全方位、真实性、三维性三大特点。其中，三维性是全景拍摄最重要的特点。表1：全景拍摄的三个特点请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图4：全景拍摄的三个基本特点全景相机，顾名思义就是能够进行全景拍摄的摄影器材。除拍照外，还可以应用于动态影像的拍摄，也被称为全景摄像机。由于单个相机镜头的视角范围小于全景相机能够在水平和垂直方向同一时刻拍摄，再通过全景拼接软件处理，生成图5：传统相机的水平拍摄图6：全景相机的球形拍摄拍摄全景图像大致可分为两步：首先，捕捉全方位实景图像；其次，将采集的第一种：直接利用鱼眼光学镜头、凸面反射光学镜头等专用广角成像设备，一次摄取足够大的视场角的图像。其原理依据仿生学(鱼眼构造)采用物理光学的球面请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图8：鱼眼镜头的光学设计结构最好的解决方法就是将多台普通镜头相机拼装成一个相机阵列，同步拍摄真实场景图9：360Heros的多镜头全景相机PRO10HD图10：360Designs的多镜头全景相机EYE所以都需要全景图像拼接技术对拍摄的局部场景进行实时拼接。全景图像拼接算法基本原理是：根据图像重叠区域的对应关系和图像空间变换模型来对图像进行配准，然后利用图像融合技术将每个时刻的多通道画面进行无缝拼接。其中，最关键请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图11：全景图像拼接算法流程图和传统拍摄相比，全景拍摄具有视角广、三维立体效果、自由度大、节约资源等优异特性，改变了人们观看事物的方式，让人机交互更自然。全景拍摄和传统拍摄都可以起到记录和展示的作用，区别在于记录和展示的方式不同，传统拍摄视角摄通过扩展拍摄视角以及图像处理技术，呈现的图像是全方位3D立体人类肉眼观察到的世界在同一维度，改变了传统的交互方式，给人以身临其境的代表2：三维全景拍摄相对于传统平面拍摄的优势请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图12：普通安防监控需要多台传统相机图13：全景安防监控只需要一台全景相机但是三维建模的制作需要大量的人力物力，特别是希望达到非常真实的程度时。而全景拍摄是实景拍摄，真实性强，更能够生动逼真地还原客观世界。全景相机的拍摄和制作相对来说简单方便、周期短、成本低，这也就决定了全景拍摄的应用场景表3：全景拍摄和三维建模渲染的优劣势和应用场景容易受到操作人员的影制作周期长，人工成本请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图14：三维建模渲染的游戏画面图15：全景相机拍摄的全景照片到三维立体的感觉，这是一般图片和三维建模都无法达到。全景相机的这个优异特图17：利用全景相机进行两会VR直播全景相机的使用场景不仅仅局限在VR影视制作，基本上包含所有现在需要实景拍摄的地方，例如旅游休闲、安防监控、电子商务展示、全景航拍、科学技术研请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告表4：全景相机的使用场景VR影视制作全覆盖，但这样容易造成穿帮问题。而一台全景相机就能够完成360°的影像录制工相比于原有多角度拍摄灾区图片，需要做成像预处理，标记拍摄位臵，嵌入G据。针对行业应用研发的全景相机，自动记录GPS数据，对拍摄地图18：全景相机用于智能电网布局图19：全景相机用于灾后救援请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告2.1.新技术革命登场，下一代影像生态初露锋芒码相机销量的快速下滑，主要原因是智能手机拍摄能力的长足进步引致的替代效应，但是更深层次的原因是像素、分辨率在往高处发展的时候面临瓶颈，传统用相图20：1951-2015每年相机出货量图21：2014-2016每月数码相机货运量史从文字变成了更加生态的画面，尤其是数码相机的出现，人类的生而且交互内容与真实场景割裂开来的，更自然的交互内容应该是给人为，传统相机市场销量的快速下滑，预示着平面视频时代正在迅速地退出历史的舞请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图22：人机交互显示（输出）内容的演变路径图23：相机演化历程请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告2.2.虚拟现实日趋成熟，全景相机有望受益手级应用出现快速激活市场。从资本动向来看，投资的热潮VR影视有可能先于游戏在C端中普及开来。主要是基于1）VR影视拥有更为迎的内容是VR影视。其中，巨幕电影占比最高，超过八成，相对而言，女性用户图26：VR重度用户使用频次图27：中国VR重度用户偏好的内容类型请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图28：VRAPP活跃用户规模图29：典型VR平台内容数量图30：NextVR用虚拟现实直播职业棒球比赛图31：两会记者用全景相机直播请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告（3）VR影视更符合手机盒子头显的硬件设备配只要放入手机即可观看。根据IDC对于VR市场调查报告来看，在2016年的解决眩晕、呕吐等问题。而VR影视尤其是全景图片、全景漫游、和传统影视的区别就在于它能够身临其境的沉浸感，要营造出这种沉浸感不仅需要还原真实的世界，而全景拍摄的工具是全景相机。因此，全景相机是VR影视的基逐渐成为VR头显设备之后的投资热点，投资额快速上升造、工业、监控等领域的全景相机被越来越多地被应用到生活娱乐领域，市面上的全景相机日益丰富，目前，全球范围内已经有六十多款全景相机。基图32：各式全景相机请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告VR大厂密集布局，相机巨头使出洪荒之力。自2014年以来，以Google、Facebook、三星为首的一些VR大厂公进行研发，以抢占市场先发优势，资本市场角逐愈演愈烈。不管是佳能、尼康还是卡西欧、理光，国际上主流的相机厂商们都已经全使出洪荒之力，纷纷通过全景相由于这些大厂商在技术基础和经济基础方面具有一定的表5：国外VR大厂和相机巨头公司纷纷布局全景相机公司OZOXperiaEyeRicohTHETASKeyMission360XperiaEyeEX-FR200绝大部分分布在美国和中国；从融资的数额上看，美国全景相机初创公司的融资额表6：国内外主要创业公司投融资情况投资方Comcast、麦迪逊广场花园公司（MSG）、RSEComcast、麦迪逊广场花园公司（MSG）、RSEVentures、时代华纳、中信国安、网易、华人文化JauntVRABC请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告Lytro格雷洛克合伙人、安德森-霍洛维茨和恩颐投资元（暴风魔眼）（Eyesir）（Insta360）UpanoVRZMer兹曼3.全景相机产业格局与发展趋势3.1.产业链已具雏形，性能不断提升和软件两部分构成。硬件方面主要是全景拍摄设备，包括轨道、云台、支架、无人如果说传统用相机的出现让历史从文字变成了更加生态的画面，那么，全景相机则将这种平面的画面变成身临其境的动态化记录。全景拍摄作为一种新的人机交互方式，从时间上和空间上解放了用户，极大地丰富了人机交互的显示内容，未来产业从终端到生态环境、商业模式，都将发生重大革新。全景相机作为下一代影像场空间将是千亿级以上。当然，目前全景相机存在诸多问题，例如畸变、分辨率不问题都可随着技术进步逐渐解决，进而走进千家请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告3.1.1.硬件架构：区别在于镜头、传感器和处理器全景相机和传统相机的内部硬件构造类似，主要由镜片、图像传感器、图像处理芯片、滤光片等零部件构成，最核心的部件还是图像传感器等核心光学器件。全图33：三星Gear360拆解正面示意图图34：三星Gear360拆解背面示意图表7：两种镜头全景拍摄方案的优缺点一次摄取足够大的水平角度用时对多个镜头间的配准要有很多优势。变焦镜头是指可用一款镜头覆盖多种焦距的镜头，使用非常方便，是表8：根据聚焦方式全景相机根据用途分成三类请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图35：加速计传感器全景图像，然后通过软件算法还原真实图像。但是这带来一个问题，就是同样的感光器件上所容纳的市场越大，单个物体所占有的像素就会越小，势必导致分辨率大大降低。这就必须要增加感光器件自身的分辨率，但是分辨率增加的能力提出了严峻的挑战。而且，拍摄的实景图像在实时拼接请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图38：理光全景相机ThetaS配臵了FPGA3.1.2.软件服务：核心是全景图像拼接算法能直接拍摄到360度全视场图像的问题，所以需要全景图像拼接技场景进行实时拼接。全景图像拼接算法的优劣不仅影响最终全景图像的效果，还将影响系统资源占有率、码流、带宽和存储。可以说，目前全景拍摄的最大的瓶颈就将一组具有重叠区域的低分辨率或小视角图像，经过一定的处理技术，组合成一幅高分辨率、大视角的新图像，组合后的图像包含拼接前图像拼接是图像拼接的一个特例，具体地讲，由于时，直接输出线性平面图，则失真很小，图像的效果也很好，但是全景视角都接近360度，如果直接输出线性平面图像，则会出现很严重的失真现象，根本无法显示全部全景图像。所以，相较于普通的图像拼接，全景图拼接的复杂度要3.1.3.开源建生态，全景相机加速突破全景相机技术开发难度大、成本高、周期长等，单个的开发者们能够根据这些数据，做出调整，研发出更好的系统和硬件，并Facebook正式将全景摄像机Surround360的硬件组装图和后期拼接软件放到了Github上，向全球开发者开放其成果。我们认为随着越来越多的企业进入全景相机研发这个领域，在资金的驱请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告表9：全景相机发展趋势未来全景相机的体积会越做越小，形态又可能和手机上的摄像头一样，集成时代特征之一。机内实时拼接是全景相机的一个必要条件，未来所有的拼接及格式转换工作皆由机器完成，无需连接电脑进行进一步操作，机器可以实包括分享、增值运营与服务等。只有形成一个完整的生态链，产业才能健康随着人工智能技术的快速进步，未来任何电子产品都将智能化，全景相机也不例外。例如可以利用人工智能技术自动寻找最优的效果设臵，帮助“主人”全景相机软硬件体系仍旧不够完善。硬件方面目前国内大部分的全景拍摄技术厂商只是结合自己的镜头和镜片参数，根据海外的开源版本做了修改和定制，真正具有核心技术的厂商比较少，主要原因是拼接算法的，即便是最简单的缝合，也需我们认为全景相机生态的发展路径与传统的数码相机的发展路径类似：第一阶段：以技术革命为主要驱动力，以良好体验的产品的出现为爆发点，以普通的自制全景内容、简单的展示类项目为主。第二阶段：全景相机在VR影视领域取得突破和软件完全成熟之后，全景相机的应用从VR影视制作延伸至其他垂直领域，有可能像数码相机一样，消费级集成在手机等便携式终端之上，专业级和消费级旗图39：全景相机有望在2018年开始进入高速发展通道请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告3.3.产业格局：相机巨头优势明显，但谈胜负还为时尚早资本的动向已经表明，全景相机之战已经开始。尽管全景相机领域已经有了来越多的企业进入全景相机这个领域，产品迭代也会越来越快，市场竞争也会愈演景相机发展情况并不均衡。传统相机巨头由于在光学领域积累经验多年，相较全景相机领域的初创公司，各大相机巨头们拥有明显优势，但是他们想要在全景相机领域延续当年的辉煌仍然面临着诸多挑战。然而创业公司们也仍然在VR产业链的配合、内容制作、产品价格以及产品推进速度等多个方面也拥有后发优势。因此，目表10：传统相机巨头拥有的优势和挑战VR技术目前仍然处于早期阶段，其技术特点、产品等等，相继研发出不同种类的全景相机，追赶势头强劲。尽管中国传统相机技术水平和日本、德国和美国存在一定的差距，但是目前全景相机行业才刚刚起步，优质外，安防监控等领域也有望成为未来发展的潜力领域。请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告4.1.从运动到全景，立体影像引领新一代相机出现元。目前行业内主要以个人和小型创业团队为主，越来越入的厂商均发布了第一代产品，从绝对销量上来讲仍旧处于萌芽期，但是借鉴数码运动相机发展快速，广角镜头魅力初现。全景相机与传统数码相机最大的区别来源于广角镜头畸变带来的立体化影像，运动相机的兴起为全景相机日后的发展奠剧以及定价失误等原因，全球的市场占有率下降至47.5%。图40：全球各运动相机品牌市场份额占比图41：运动相机关注度机刚问世时，技术与制造工艺的限制使得市面上几乎都是高价的数码相机，与此同后，传统的数码相机的销量开始不断下降。然而，数码相机市场的萎缩主要体现在请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告储存和分享也更加方便。因此在和卡片机的竞争中优势明显。低端数码相机市场自2009年开始负增长，增长率在2013年到底谷底。但是手机便实现的功能相对有限，因此难以完全替代单反相机等高端拍额被智能手机不断蚕食的同时，摄影爱好者以及从业人员将成为相机市场的主力消图42：2005-2015镜头出货量与相机出货量增长率年全球镜头出货增速均略高于同年相机增长，两者增长率的差值主要归因于低端相销售额（亿元）请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告机价格的加权平均结果。假设高端数码相机国行均价为4000人民币，低端数码相图43：2000年-2015年数码相机出货量与增长率相机销售量在近几年将继续下行，并有望在2018-2019年达到谷底。目前高端相机销售额的下滑已经企稳，全球相机市场的单价从2013年已经开始回升，我们认为这是由于高端相机销售占比不断增长造成的。随着运动相机和全景相机的推广表12：2016年-2020年高端数码相机市场和低端数码相机市场出货量与销售额（千台）（千台）相机/摄像机总市请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图44：传统相机与数码相机出库量变化图图45：数码相机渗透率参照运动相机和数码相机的产业发展情况，我们认为10年是相机产业从旧一产品的迭代，全景相机将在2025年完成对数码相机/摄像机市场40%份额图46：全景相机市场销量预测请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告4.3.传感器、处理器与镜头是核心组件产业摄像模组占据重要位臵。相机/摄像机的核心组件是相机模组，占据80%以上的成本，组成结构主要包括：镜头(LENS)、图像传感器(SENSOR)和数字信号图47：手机、单反、全景相机模组构成参照数码相机与摄像机的部件成本结构，我们近似估计全景相机中图像处理器表13：数码相机/摄像机部件成本占比存储设备存储及控制器请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告理光thetaFujitsuMB91696AM--三星DRIMe5sVR领域，都对其有很大的依赖性。根据产品使用场景以及性能价格来划分，可以表15：全景相机的分类目5.1.代表性消费级全景相机理光（Ricoh是日本著名的办公设备及光学机器制造商，世界五百强企业，主要产品包括影印机、传真机、打印机等文仪器材，文档解决方案，以及轻便型数请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图街景，还可以用于直播。不仅如此，理光还为ThetaS推出了表16：理光THETAS的主要参数5376×2688JPEG、MP4、MotionJPEG图48：理光THETAS的整体外观图图49：使用理光VR眼镜观看全景照片作为高科技企业的龙头之一，三星在全景相机领域也像头，能拍摄360度全景3D影像，并将各摄像头所拍摄到的内容拼接到一起，合请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告设备”三星Gear360。Gear360也是一款辨率最高是3840×1920，可以拍摄近4K的画质和2K/60fpsYoutube平台分享。机身没有全景拼接处理能力，需要传输到三星手机或电脑上操表17：三星Gear360的主要参数7776×3888JPEG、MP4图50：三星Gear360的整体外观图图51：三星Gear360的实拍图请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告表18：柯达PixProSP3604K的主要参数4K(2880×2880)30fps48×50×52.5mm图52：柯达PixProSP3604K的整体外观图图53：柯达PixProSP3604K拍摄的全景图5.1.4.暴风魔眼请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告发布会，正式向公众发布第一代全景相机产品暴风魔眼。暴风魔眼是一款入门级的脚架获得更佳的拍摄体验。暴风魔眼不仅可以拍摄720远程直播、家庭监控、上传分享等功能。用户拍摄的全景视频和图片，不仅可以在本地手机上浏览观看，还可以直接上传至魔眼VR全景社区。该社区面向所有用户表19：暴风魔眼的主要参数75×75×67mm图54：暴风魔眼的整体外观图图55：使用暴风魔眼进行航拍5.1.5.Insta360Nano请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告头拍摄全景图片/视频，再进行实时拼接，可拍摄3K分辨率的全用户即可通过Insta360Nano在直播平台上进行全景直播。用户也可以通过表20：Insta360Nano的主要参数3040×152070±5g图56：Insta360Nano的整体外观图图57：Insta360Nano适配iPhone进行全景拍摄5.2.代表性专业级全景相机请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告该摄像机开发了基于网页的后期处理软件程序，能将每个摄像头所拍摄的画面合成表21：FacebookSurround360的主要参数图58：FacebookSurround360的整体外观图图59：Surround360拍摄的全景短片5.2.2.诺基亚OZO请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告表22：诺基亚OZO的主要参数2K×2K图60：诺基亚OZO的整体外观图5.2.3.JauntONE公司表示，这款相机是端对端的硬件及软件解决方案，不是为普通视频拍摄玩请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图62：JauntONE的整体外观图图63：JauntONE全景拍摄美国职业棒球比赛记载拍摄，分辨率为4K（4096×2048拍摄内容可在机内实时拼接生成高清全景在2016年里约奥运会赛场，中国奥运军团和国内多家主流媒体就采用了完美表23：完美幻境Eyesir的主要参数视频分辨率4K（4096×2048）30fps请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告输出格式MP4和JPEG格式图64：完美幻境Eyesir的整体外观图图65：人民日报采用Eyesir全景相机进行拍摄5.2.5.得图F4表24：DETUF4的主要参数6500×325024FPS4K（3840×1920）60FPSMOV/MP4请务必阅读正文后的声明及说明全景相机/行业深度报告图66：DETUF4的整体外观图图67：DETUF4全景直