引言元宇宙的本质是虚实融合，XR是虚实融合关键入口方式，5G为XR业务和元宇宙发展提供重要动力。本文将首先提出从XR到元宇宙演进的三个阶段，然后分析XR当前产业进展，最后阐述5G+XR面临的挑战并提出发展建议。
从XR到元宇宙演进的三个阶段
第一阶段：虚实相连。以AR/VR（含视听觉）的形式，建立现实世界到元宇宙的初级入口。该阶段以沉浸式的视觉体验加速元宇宙的进化，并提供简单的交互指令接口。目前，面向消费者市场，典型业务有XR云游戏、XR视频等；同时在文旅、线上展会、远程培训、在线教育等细分市场有较多应用。此类业务为部分沉浸式业务，交互性相对较弱。 VR游戏
VR文旅
第二阶段：虚实共生。现实世界和元宇宙之间的连接进入了进阶的阶段，具体体现在强调多感官（含视听觉+动/触觉）的人与人、人与环境虚实互动。入口不再局限于视觉辅助交互指令的方式，而是引入了多感官的入口，如视觉+触觉的多模态XR入口。环境中的“物”也会通过动态环境重构的方式虚拟进入元宇宙，从而在元宇宙中可以反映真实环境，在元宇宙中进一步实现人与真实环境中的“物”的交互。由于多模态XR和环境重构的引入，虚拟世界变得更真实，还将改造物理世界的生产过程，工作生活也逐步向元宇宙迁移。多模态XR业务为深度沉浸式业务，具有较强的交互性，可支持超高清视频，动/触觉及多用户交互等特征带来了多模态同步、多用户同步、更低时延和更高可靠性需求。第三阶段：虚即是实。现实世界和元宇宙之间连接的终极阶段，人分不出虚拟世界和现实世界的差别。用户在虚拟世界的占比将进一步提高，VR实现完全沉浸式，AR可成为类似手机一样的通用设备（如作为可穿戴设备长时间佩戴）。此类业务为完全沉浸式业务，具有强交互性，新增了虚拟空间（包括环境空间和人物）的感知和构建，带来了更大上下行带宽和更低时延需求。随着虚拟呈现技术的进一步发展，全息成像技术将使人们摆脱了眼镜的束缚。后期脑机接口的交互技术将上传整个大脑到虚拟空间，从而彻底摆脱物理躯壳的束缚。
目前XR产业发展主要处是在第一阶段虚实相连阶段。XR产业链环节众多，涉及内容应用、系统软件、网络服务、终端整机、芯片器件。国内外科技巨头竞相布局硬件赛道，期望以XR硬件销量抢占元宇宙入口，硬件市场在XR产业链中占比约为27%，内容应用相对薄弱。早在2012年谷歌发布Google Glass，AR/VR行业迎来第一波创业和投资热潮。中间由于设备造价、用户体验等原因，未能形成规模化应用。随着Meta积极布局元宇宙、Oculus推出行业标杆头显产品Quest2，VR产业重回升势，市场迎来规模化发展拐点，发展态势良好。国内外科技巨头积极进军元宇宙新风口，2021年全球VR头显出货量首超1000万台。2022年全球VR头显出货量986万台，较2021年下滑4%（但2022年国内VR设备出货量220万），市场增速未达到预期，行业回归理性。考虑到目前pancake光学方案、眼动跟踪等技术正在快速成熟，VR头显未来2-3年将进一步轻薄化，能够有效提升用户体验，对于VR市场未来的预期依旧向好。AR行业进入启蒙期，从B端向C端市场拓展AR产品，3到5年有望彻底打开C端市场，旗舰产品市场期望高。2022年全年AR出货量合计42万台，较2021年增长50%，主要增长贡献来自于消费级AR眼镜的增长，包括中国的Nreal、Rokid、雷鸟、影目、米家蜂巢、Dream Glass、亮亮视野、联想、李未可等，合计贡献了全球2022年约50%的AR眼镜销量。苹果预计2023年6月发布首款MR头显式设备。
MWC 2023发布多款AR眼镜产品
（一）内容方面：规模体量较小，目前XR应用主要聚焦于视频、游戏、教育场景，其他领域内容涉及较少，尚未真正触及大众需求痛点。内容提供商与设备供应商接口兼容性差，开发者需跨平台适配，内容生产碎片化。XR应用程序需要和不同类型的XR设备进行适配，导致内容开发成本高、兼容性测试时间长，阻碍市场快速发展。建议针对XR内容碎片化、内容和硬件设备难兼容等问题，制定内容、平台和硬件之间的标准化接口设计。（二）网络方面：XR对于网络下行带宽、确定性时延、容量和可靠性提出全新要求；随着XR从现阶段“虚实相连”向后续”虚实共生”演进，数据流从视听觉到视听觉+触觉扩展，图像分辨率从4K向8K演进，用户感受从半沉浸式到完全沉浸式发展，应用场景从室内向室外发展，以及随着业务普及用户数量增加，移动网络将面临速率、时延、覆盖、容量等方面挑战。为满足XR业务的超低时延、超大带宽、超强虚实同步、超实时交互等方面的要求，建议加速推进基于5G+XR业务的智能感知、跨层优化、连接增强等技术及产业的成熟，更好的保障XR的业务的体验。（三）测评方面：目前尚未形成面向XR的网络性能评测方法。一方面业务体验偏主观感受，尚未有量化评价方法。语音以及视频均已形成标准化的质量评测方法，XR作为3D视频交互类业务，缺乏相应的评价体系。另一方面，RAN层面缺乏面向XR体验的无线网络关键指标体系，以及统一的测量方法，导致问题难以定位，无法对症下药解决影响业务体验的RAN侧关键问题。建议建立完善的评估标准和指标体系，定义通信网络指标与影响业务体验指标的映射模型和评估标准，实现问题快速定位定界，助力XR业务普及和应用推广。（四）终端方面：XR终端目前主要存在设备重、头显续航时间短等问题。当前一体机为XR消费级产品主流形态，效果尚不完美。目前VR头显采用的光学成像方案主要为菲涅尔透镜，成像距离远、光学元件厚，以及配置大容量电池等因素，导致头显设备体积笨重，用户佩戴舒适度差。此外，VR一体机屏幕、高性能芯片功耗较高，续航时间在3~4小时左右。综上，针对XR头显佩戴舒适度差、头显续航时间短等问题，仍需研制轻量化XR终端，同时推动产业研发集成5G能力的 XR一体机头显产品。
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