3D引擎市场格局及应用情况如何？

由美国公司引领的双寡头市场。

1.行业格局：通用引擎份额集中，双寡头引领市场发展

3D 引擎市场份额日趋集中，Unity、Unreal 两大引擎分庭抗礼。随着移动互联网兴 起，移动游戏成为全球游戏市场规模增长的重要驱动力。根据 Newzoo 数据，2012~2021 年，全球游戏市场规模由 706 亿美元增长至 1801 亿美元，CAGR 为 11%，其中移动游戏 规模由 127 亿美元增长至 1063 亿美元，CAGR 达 27%。移动游戏的崛起直接推动 3D 引 擎行业格局的变化： 1. 移动游戏以大量中长尾开发团队为主，其本身往往不具备完善的游戏创作能力， 通用引擎以其易用性和灵活性满足其需要，逐步占领市场； 2. 移动游戏以轻量化休闲类应用为主，简便易用、开发效率高的 3D 引擎更受青睐， Unity 在移动端布局较早，为开发者提供了简单高效的轻量化开发工具，因此在移 动互联网时代获得了较高市场占有率，Unreal 引擎以 3A 巨制为主，随后也在移 动端加入布局。 根据竞核数据，通用引擎市场份额由 2010 年的 14%上涨至 2021 年的 75%，其中 2021 年，Unity 引擎市占率达 49%，Unreal 引擎达 10%，两大引擎占据主要市场地位。

细分结构下两大引擎各有所长，技术方向决定下游应用类型。上文已阐述 Unity 受益 于移动互联网时代浪潮，其抓住了移动游戏的发展趋势，打造更适合中长尾团队的轻量化 游戏开发基础工具，因此市场份额相对领先；而 Unreal 更专注于 3A 巨制的应用场景，其 主要布局在 PC 及主机端，因此成长性相对弱势。根据 Roundhill 数据，截至 2022 年 3 月 31 日，Steam 平台上的 5 万余款游戏中，采用的游戏引擎前三名分别是 Unity（46%）、 自研引擎（26%）、Unreal Engine（12%）。进一步观察 Steam 平台上 Top250 款游戏， 根据 ResearchGate 数据，2021 年其采用的游戏引擎中，Unity、Unreal 分别占 21%、18%， Unreal 在大型游戏的相对技术优势得以显现。

聚焦在产品上来看，Unity 引擎对游戏开发者而言更易上手，其支持 C#、JavaScript 等语言，具有使用简单、易扩展的编辑器，在社区生态上也有着更加活跃的环境便于学习 和交流；而 Unreal 引擎开发难度相对较高，其采用 C++语言开发，编辑器有一定程度的学习门槛但功能强大，在生态上主要以经验丰富的开发者为主。两家收费模式也存在差异： Unity 采用订阅制收费模式，并按用户的收入体量等进行分层级收费；Unreal 一开始对所 有开发者免费使用，在产品生命周期收入超过 100 万美元时，收取 5%的流水分成费用。

2.下游发展：始于游戏，以通用性触达更大TAM

下一代科技互联网爆发前夕，3D 引擎是底层基础软件之一。从科技互联网历史发展 维度看，行业革命性的发展浪潮往往由底层的软硬件技术突破所驱动。现阶段，底层硬件 如 CPU、GPU 等已具备大规模计算能力；AI 在机器视觉和 NLP 领域的表现逐渐接近或超 过人类水平。我们认为，底层技术的发展已推动我们站在了迈向下一代互联网的前沿位置。 我们在《元宇宙：引领未来 20 年科技发展浪潮》（20220216）的元宇宙深度报告中阐述 了下一代科技创新的发展趋势，认为元宇宙的终局是人类基于下一代科技硬件的数字化生 存，3D 数字世界对物理世界的复刻和相互影响。3D 数字世界中，创造出类似物理世界的 场景并能够实现实时交互需要多种能力，包括对现实世界的测量、对物理世界的虚拟化、 虚拟世界的实时运行等。目前，3D 引擎作为能够统筹协调画面渲染、声音处理、物理碰 撞、数据管理等能力的基础软件或将成为下一代科技互联网的通用工具之一。

3D 引擎以实时渲染等通用能力，支撑元宇宙发展。从供给侧看，3D 引擎的发展历程 始于游戏开发，而在这一阶段，软件积累了游戏实时渲染、实时交互，以及游戏开发协同作业的能力和标准。这些在游戏领域的重要能力具备一定程度的通用性，可以自然迁移至 其他行业。从需求侧看，无论是消费还是工业领域，包括但不限于社交、娱乐、工业、制 造等，人类对 3D 实时交互及画面直观呈现的需求长期存在。因此，在硬件算力、软件算 法具备应用条件时，3D 引擎有望以其通用能力支撑未来元宇宙的发展。

短中期维度，我们看到行业内 Unity、Unreal 等头部通用 3D 引擎在游戏领域外，以 实时渲染+实时交互的底层能力持续扩展应用场景，如 AEC 设计场景展示、汽车智能座舱 等；中长期角度，3D 引擎将有望成为元宇宙的底层工具，为消费元宇宙领域的游戏、虚 拟人，以及工业元宇宙的数字孪生等提供解决方案。

短期成长具备高确定性，实时渲染拓宽应用边界

头部通用 3D 引擎由游戏出发，拓展应用场景。从短期角度看，行业内两大头部引擎 Unity 及 Unreal 目前已由游戏市场逐步拓展到建筑设计、电影创作、数字孪生等下游应用 领域。3D 引擎本身所提供的实时渲染能力，可以帮助上述行业实现更加直观的场景呈现 以及动态的实时交互，给予客户更佳的开发体验和更强的工程交付能力。

游戏：缩短开发周期，降低开发成本。现阶段游戏制作需要游戏引擎的支持。除两大 通用引擎 Unreal 、Unity 引擎外，各大游戏公司针对自家特点，也分别打造自研引擎，如 EA 的寒霜、育碧的 Anvil、网易的 NeoX、Messiah 以及腾讯的 Quicksilver 等。3D 引擎 在游戏领域的应用大大降低制作复杂度，开发者通过简单的调用已封装好的功能模块即可 实现复杂功能，缩短游戏开发周期，降低游戏开发成本。

建筑：概念设计可视化，更直观地展示成果。在建筑设计领域，工程师完成项目设计 需花费时间成本，另外如何将相关成果通过可视化方式呈现给客户也是行业所面临的痛点 之一。利用 3D 引擎所提供的渲染能力，建筑设计师无需担心光照贴图、物理渲染等问题， 在软件操作层面实现了流程简化，在成果展示方面也可以实现更加直观生动的可视化效果 以及实时交互，如扎哈建筑事务所利用 Unreal Engine 探索打造了相关项目的开发和展示。

汽车：行业初探索，打造智能座舱人机交互。汽车座舱向智能化方向不断演进，智能 座舱未来有望成为人机交互的主要媒介之一，其在空间体验、屏幕联动、语音&手势交互 等方面不断进步。小鹏汽车与 Unity 展开合作，在 G9 系列上打造了 3D UI 人机交互系统， 其可以将车辆周围信息实时投射于车机屏幕上，提供更全面的场景信息；可以观察车辆自 身状态，通过人机交互实现对车身的控制。我们认为，3D 引擎作为基础工具有望推进汽 车行业智能化发展，在智能座舱、人机交互等方面提供底层支持。

电影：技术突破，高精度渲染打造逼真场景。电影行业对画面渲染的精细度要求严格， 精细度低、画面失真将会导致观众难以产生代入感。随着 3D 引擎在光线追踪、刚体运动等技术的进步，渲染效果越发真实，促进电影行业 CG 技术的突破。如星球大战利用 Unreal Engine 实现金属外壳反光、阿凡达 2 与 Unity 旗下 Weta Digital 合作打造水下世界。

中长期发展看下一代互联网，3D 交互赋能创新应用

前瞻布局元宇宙，通用能力触达更大 TAM。从中长期角度看，随着硬件算力提升、软 件算法突破，元宇宙将推动下一代互联网的科技革命浪潮，3D 引擎或将推动消费元宇宙 领域发展，如云游戏、虚拟现实行业；以及工业元宇宙领域，如数字孪生等。3D 引擎行 业将从游戏开发基础软件的定位转向下一代互联网实时渲染及交互的底层通用软件。 云游戏：供需共同推进行业发展，云游戏走下“云”端。云游戏行业逐步进入大众视 野，爆款游戏云化及云原生游戏备受关注。从需求侧看，云游戏的发展主要受游戏用户对 游戏画面的精细程度提出更高要求推动，模型面数越高，游戏画面细节越丰富，用户的沉 浸体验感就越强。移动端游戏由于硬件条件限制，具有强烈的云化需求；而端游为降低对 硬件设备的依赖，对云游戏也提出相应要求。 从供给侧看，技术能力的升级使云游戏迎来了黄金发展时期：1）5G 通信技术使网络 带宽负载及网络传输能力得到大幅提升，云端到终端的数据传输得到效率保证；2）云计 算技术快速渗透，云端实时计算能力大幅提升；3）3D 引擎为创作者提供了基础开发工具， 实时渲染及实时交互技术愈发成熟，云游戏高清画面呈现能力得到大幅提升。云游戏行业 的发展已具备了技术上的可行性。

目前，云游戏的商业模式主要分为三类：时长费用与会员组合制、周期订阅制、免费 和内购组合制。时长费用与会员组合制按照用户游戏时常进行计费，并收取会员费用；周 期订阅制按照周或月等周期进行收费；免费和内购组合制一般对游戏道具进行收费。目前 云游戏的商业模式仍处于初期探索阶段，随着云端算例成本的下降、消费端对客户消费习 惯的培养，云游戏的经济模型将有望逐步改善。

云游戏空间逐渐释放，中国市场有望实现高增长。根据 Newzoo 数据，2019~2021 年，全球云游戏市场规模分别为 1.52 亿美、6.69 亿美、15.71 亿美元，Newzoo 预测 2024 年，这一数字将达 65.32 亿美元，三年 CAGR 达 60.8%，市场迅速成长。中国 5G 覆盖率 程度高，同时互联网渗透率较高，未来云游戏赛道有望在中国实现快速发展。根据中国信 通院预测，2022 年，中国云游戏市场收入将达 79.2 亿元，2025 年将达 342.8 亿元，三年 CAGR 为 63.0%，略高于全球云游戏增速。

用户渗透率仍待提升，ARPPU 成长性可观。根据 Newzoo 数据，2021 年，全球云游 戏付费玩家数为 0.24 亿人，占位于可获取云服务地区用户数的 4%，占游戏市场总玩家数 量的 0.8%，云游戏尚处早期发展阶段，付费用户渗透率有较大提升空间。另一方面，2021 年，0.24 亿的付费用户支撑起全年 15.71 亿美元的云游戏收入，ARPPU 达 66.3 美元，反 映出用户在云游戏中的投入价值较高。我们认为，随着云游戏内容侧的日益丰富、技术升 级带来日益优化的用户体验有望继续推动 ARPPU 值的提升，进而推动行业规模的发展。

云游戏的发展离不开底层技术的支持，实现优秀用户体验的背后需要：1）大规模实 时渲染能力；2）实时交互反馈能力。作为画面渲染以及实时交互的重要基础工具，3D 引 擎持续赋能行业发展，有望受益于云游戏未来市场规模的逐步成长。 虚拟现实：AR/VR 硬件设备快速放量，国内外大厂纷纷布局。作为元宇宙的硬件入 口，国内外大厂纷纷布局 AR/VR 设备，以 Meta 的 Quest 系列、Pico Neo 系列为代表的 VR 一体机已进入出货高峰期。我们在《从 Pico 出发，中国 VR 整机的挑战与机遇》 （20220823）报告中对全球 VR 设备出货量进行了预测，我们预计 2022/2023/2025 年全球 VR 出货量分别有望达 1400/2000/5000 万台。AR 设备端受限于技术发展，出货量规模 相对较小，根据 Wellsenn XR 预测，2022/2023/2024 年全球 AR 出货量有望达 36/100/400 万台。

现阶段 AR/VR 产品处于初始阶段到普及阶段的过渡期，行业正向下一代智能终端方 向演进。回顾移动时代手机设备的发展路径，我们认为底层算力、硬件技术以及应用生态 是影响行业发展的重要因素。近期的 XR 设备正处于由可用向好用方向发展的过渡期。从 底层算力来看，目前芯片主要由高通提供，未来苹果 XR 产品可能搭载自研芯片，更高的 算力表现有望驱动更多精细化应用场景；从硬件层面看，光学、显示、传感等技术已完成 了初步升级，相关技术正不断向更加轻便易用的方向演进；应用生态方面仍以娱乐休闲为 主，并拓展至工业等应用场景，我们预计未来将会出现更多 XR+场景的出现赋能行业成长。

D 引擎赋能 XR 平台应用发展，Unity、Unreal 率先布局。XR 领域应用内容的运行 离不开 3D 内容的实时渲染与交互，3D 引擎作为基础工具持续赋能相关应用的开发。两大3D 引擎巨头均已布局相关赛道：Unity 打造 Unity Mars 开发工具，专门用于生产 AR 内容， 其具备简易的工作环境及定制化模块等功能；Unreal 引擎与一众 AR/VR 厂商进行合作， 打造 XR 设备内容创作平台。

数字孪生：连接数字与现实的桥梁，政策端积极布局技术发展。数字孪生是企业数字 化的关键技术之一，在设计、制造、诊断、维护、优化等方面提供解决方案，为企业节约 开支的同时提升生产效率，促进数字经济与实体经济的融合发展。我国多部门相继出台相 关文件，推进数字孪生发展布局。2021 年，我国将数字孪生技术写入“十四五”规划， 作为建设数字中国的重要发展方向。

数字孪生城市快速发展，中国市场位居全球前列。根据前瞻产业研究院数据，我国2020 年智慧城市市场规模达 14.9 万亿元，占全球规模的 22.7%，仅次于美国和西欧地区。前 瞻产业研究院预测 2022 年我国智慧城市规模将达 25 万亿元，2014~2022 年 CAGR 达 55.27%。根据 IDC 数据，2020 年我国智慧城市市场支出规模达 259 亿美元，相关投资 2016~2021 年 CAGR 达 19.3%。

工业数字孪生应用场景率先落地，3D 引擎提供可视化解决方案。目前，工业数字孪 生应用集中于工厂的可视化监控、产品设计仿真、设备运维等方面，在汽车领域为自动驾 驶训练提供解决方案。宝马基于 Unity 引擎开发了在虚拟环境下的道路交通数字孪生场景， 对其自动驾驶进行人工智能训练和测试，提高系统研发效率，3D 引擎在工业数字孪生领 域实现商业化应用场景落地。

3D 引擎所提供的渲染及实时交互能力是数字孪生所需的必要能力之一，以 3D 引擎为 技术底座的数字孪生有望持续赋能智慧城市、智慧轨交、工业互联网等应用场景。3D 引 擎有望受益于以数字孪生为代表的智慧应用的长期发展。