作者 ｜ 曹姿娟  韓金金，單位：中國移動智慧家庭運營中心質量測試部

Labs 導讀

“元宇宙”作為一個新興的概念受到了社會各界的廣泛關注，國內(nèi)外眾多公司紛紛在“元宇宙”領域布局，互聯(lián)網(wǎng)開啟“元宇宙”轉型窗口期?！霸钪妗痹诤艽蟪潭壬弦琅f是一個未來概念，但離我們并不遙遠，甚至已經(jīng)來到我們身邊。

Roblox上市，成為元宇宙概念第一股Facebook轉型元宇宙，更名為Meta一下子元宇宙火出科技圈

各互聯(lián)網(wǎng)大廠紛紛加入

元宇宙社會大有轉瞬即到之勢

人們對它的討論熱火朝天

那么元宇宙到底是什么？

支持元宇宙的技術有哪些？

元宇宙可以應用在哪些場景？

我們一起來看看！

Part 01  什么是元宇宙？

元宇宙（Metaverse）概念最早起源自美國小說家Neal Stephenson在1992年出版的科幻作品《雪崩》（Snow Crash）。在這部小說構建的世界中，人們可以擁有自己的虛擬替身，這個虛擬的世界就叫作“元宇宙”。

元宇宙這一概念在2021 年才逐步走進大眾視野，目前它還沒有完全統(tǒng)一的定義。關于元宇宙最具代表性的定義是：“元宇宙”是一個平行于現(xiàn)實世界又獨立于現(xiàn)實世界的虛擬空間，是映射現(xiàn)實世界的越來越真實的數(shù)字虛擬世界。

上面的定義是不是已經(jīng)把你說懵啦，讓我們來看看專家們怎么說。

北京大學陳剛教授和董浩宇博士這樣定義元宇宙：“元宇宙是利用科技手段進行鏈接與創(chuàng)造的，與現(xiàn)實世界映射與交互的虛擬世界，具備新型社會體系的數(shù)字生活空間。”

清華大學新聞學院沈陽教授這樣定義元宇宙：“元宇宙是整合多種新技術而產(chǎn)生的新型虛實相融的互聯(lián)網(wǎng)應用和社會形態(tài)，它基于擴展現(xiàn)實技術提供沉浸式體驗，以及數(shù)字孿生技術生成現(xiàn)實世界的鏡像，通過區(qū)塊鏈技術搭建經(jīng)濟體系，將虛擬世界與現(xiàn)實世界在經(jīng)濟系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合，并且允許每個用戶進行內(nèi)容生產(chǎn)和編輯?！?/p>

為了方便理解，筆者認為可以把元宇宙當做是“AR/VR眼鏡上的下一代互聯(lián)網(wǎng)”。想象一下，當你戴上AR/VR眼鏡，所見的虛擬世界是如此真實，從視覺和聽覺兩個維度全方位帶你沉浸式體驗一個全新的數(shù)字世界。隨著技術發(fā)展，虛擬世界還可以為用戶提供嗅覺、觸覺感知，在虛擬世界中，我們可以逛街、娛樂、工作、學習，說的再直白點，就像在玩沉浸式劇本殺。

AR/VR/XR技術打開了虛擬世界和真實世界共生的元宇宙大門，傳統(tǒng)的二維人機交互變成了三維，沉浸式的體驗將突破感官的束縛。隨著技術的發(fā)展，三維虛擬世界將重構人們的工作生活方式，大量工作和生活行為將在虛擬世界發(fā)生，這會帶來一場人類社會的巨大變革！說元宇宙是下一代人類社會也不為過。

元宇宙是基于互聯(lián)網(wǎng)應用場景的一次全面的、革命性的升級，它基于交互技術、人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等技術來構建，其本身并不是一種技術，而是一種社會形態(tài)，虛實相融，最終形成物質世界與精神世界的閉環(huán)生態(tài)。

Part 02  元宇宙的技術底座 

前面提到的元宇宙本身并不是一種技術，而是多種尖端技術融合后形成的一種社會形態(tài)。那元宇宙的技術底座到底有哪些呢？目前比較全面的說法是“BIGANT”，趣稱為“大螞蟻”，是六大技術的英文組合，包括：區(qū)塊鏈技術（Blockchain）、交互技術（Interactivity）、電子游戲技術（Game）、人工智能技術（AI）、網(wǎng)絡及運算技術（Network）、物聯(lián)網(wǎng)技術（Internet of Things）。知道了這些技術，也能更好地理解為什么稱元宇宙為“下一代互聯(lián)網(wǎng)”。下面我們來一起看看。

2.1 交互技術

交互技術是元宇宙虛實世界融合的基石，主要涉及擴展現(xiàn)實、全息影像和腦機接口等技術。

• 擴展現(xiàn)實(Extended Reality,XR）是虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,VR)、增強現(xiàn)實(Augmented Reality,AR)和混合現(xiàn)實(Mixed Reality,MR)的總稱，是指通過計算機技術和可穿戴設備產(chǎn)生的一個虛擬和現(xiàn)實組合、可人機交互的環(huán)境。在元宇宙起步階段，XR設備是連接虛擬世界與現(xiàn)實世界的入口設備，將人機交互從二維過渡到了三維。
• 虛擬現(xiàn)實(Virtual reality,VR)為用戶提供感官上的沉浸式體驗，但用戶所感受到的一切都是計算機生成的，和現(xiàn)實世界沒有任何關聯(lián)。
• 增強現(xiàn)實(Augment reality,AR)將現(xiàn)實場景與虛擬場景相結合，在應用AR技術的時候，會在特定場景激發(fā)“增強”信息，也即植入程序中的現(xiàn)實世界的特定畫面或信息。例如，當通過設備識別和判斷出GPS、體感、二維、三維或人臉等識別對象時,將相關信息疊加在識別對象上并顯示。
• 混合現(xiàn)實(Mix reality,MR)是VR和AR的融合，形成了一個結合現(xiàn)實世界和虛擬世界的可視化環(huán)境，在此環(huán)境中物理對象和數(shù)字對象共存，且可實時交互。
• 全息影像是通過光學的手段呈現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)技術，是計算機技術和電子成像技術結合的產(chǎn)物。全息影像技術是真正的三維立體影像，用戶在不借助可穿戴設備的情況下，就可以在不同的角度裸眼觀看全息影像。隨著技術的發(fā)展，全息影像技術可以模糊現(xiàn)實世界和虛擬世界的邊界，這將為真正實現(xiàn)元宇宙打下堅實的基礎。
• 腦機接口是通過識別大腦信號，直接對大腦活動過程中腦信號進行編碼和解碼，突破了身體的限制，也是交互技術的終極發(fā)展方向，充滿了想象空間。

交互技術是制約當前元宇宙沉浸感的最大瓶頸所在，目前只能算是發(fā)展的初級階段，未來還有很長的路要走。

2.2 電子游戲技術Game

這里提到的電子游戲技術包括游戲引擎相關的3D建模和實時渲染，以及數(shù)字孿生相關的3D引擎和仿真技術。游戲引擎是建設元宇宙的重要構建工具，有助于降低游戲設計者及開發(fā)者建立虛擬場景的難度，使他們無需從基礎做起，可以相對輕松地開發(fā)出更加接近真實世界的線上虛擬場景。

電子游戲技術與交互技術的協(xié)同發(fā)展，是實現(xiàn)元宇宙應用規(guī)模爆發(fā)增長的兩大前提，前者解決的是內(nèi)容豐富度問題，后者解決的是沉浸感強度的問題。

2.3 網(wǎng)絡及計算技術Network

這里提到的網(wǎng)絡及計算技術不再是傳統(tǒng)意義上的寬帶互聯(lián)網(wǎng)和高速通信網(wǎng)，或者說信息傳輸平臺，而是指包含AI、邊緣計算、分布式計算等在內(nèi)的綜合智能網(wǎng)絡技術，是一個綜合能力平臺。

元宇宙要求可隨時隨地無縫接入的低時延高速連接服務，而目前5G的端到端延遲可以控制在10毫秒，預計6G時延將減少到5G的十分之一，傳輸速率將達到5G的50倍。6G無線通信網(wǎng)絡有望提供更高的傳輸速率、更低傳輸時延、更高覆蓋率、超大連接密度和亞毫秒級的時間同步，將在元宇宙中大顯身手。

2.4 人工智能技術AI

人工智能技術在元宇宙中無處不在，包括：機器學習、機器人技術、自然語言處理、生物識別技術、計算機視覺，為元宇宙帶來全新的真實感。

對于技術，人工智能在區(qū)塊鏈的智能合約、交互的AI識別、算力的AI和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)AI等技術中都有應用。對于應用場景，借助人工智能技術生成海量非重復內(nèi)容，實現(xiàn)元宇宙的自發(fā)生長，通過AI驅動的虛擬數(shù)字人將這些內(nèi)容有組織地呈現(xiàn)給用戶，并對元宇宙內(nèi)容進行審查，保障元宇宙的安全與合法。

2.5 物聯(lián)網(wǎng)技術Internet of Things

虛擬世界與現(xiàn)實世界的連接，離不開大量傳感器、智能終端等物聯(lián)網(wǎng)設備實時采集和處理數(shù)據(jù)，故物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things,IoT）承擔了元宇宙中海量設備的前端采集與處理職能，是連接虛擬世界與現(xiàn)實世界的橋梁。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典的三層架構，即感知層、網(wǎng)絡層和應用層，與元宇宙建立緊密聯(lián)系。 

5G網(wǎng)絡為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了網(wǎng)絡基礎，但傳感器技術、電池技術和AI邊緣計算等方面的問題制約了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，但有望在5年內(nèi)得到質的改善。

2.6 區(qū)塊鏈技術Blockchain

元宇宙一定是去中心化的，用戶的虛擬資產(chǎn)須能跨越各個元宇宙應用進行流轉和交易，才能形成龐大的經(jīng)濟體系，而去中心化技術的典型代表就是區(qū)塊鏈。

借助區(qū)塊鏈技術和應用，構建元宇宙去中心化的清結算平臺和價值傳遞機制，從信息互聯(lián)邁向價值互聯(lián)，技術加碼擁抱創(chuàng)作者經(jīng)濟時代。

Part 03  元宇宙的行業(yè)應用—元宇宙+

正如“互聯(lián)網(wǎng)+”讓互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)進行深度融合，創(chuàng)造出了新的發(fā)展生態(tài)，影響了各行各業(yè)，元宇宙也將出現(xiàn)“元宇宙+”，賦能各個行業(yè)領域。

• 元宇宙+游戲：游戲制作環(huán)境虛擬化、元宇宙化，游戲是元宇宙發(fā)展的初級階段
• 元宇宙+會議、展覽：虛擬會展的場景布置、會展舉行元宇宙化
• 元宇宙+廣告：廣告的制作、發(fā)布都在元宇宙里進行，同時在元宇宙里產(chǎn)生經(jīng)濟行為
• 元宇宙+教育：在學校教育、職業(yè)教育等領域，VR/AR技術全面應用，在虛擬場景中親身經(jīng)歷歷史事件等
• 元宇宙+旅游：虛擬景區(qū)建設，讓游客在元宇宙中感受真實的旅游活動
• 元宇宙+......

Part 04  結語

元宇宙這一概念把人工智能、區(qū)塊鏈、擴展現(xiàn)實、云計算、5G/6G等不同領域甚至各自為戰(zhàn)的技術融合在一起，令人無比振奮，但以當前的技術水平還不足以實現(xiàn)元宇宙的理想狀態(tài)?，F(xiàn)在主要依靠XR設備進入元宇宙，該設備笨重且價高，長時間佩戴還會讓人不舒服。除此之外，人工智能三要素,即數(shù)據(jù)、算法、算力，其發(fā)展水平使得元宇宙目前還不能實現(xiàn)高沉浸感體驗......

我們正處于新一輪科技大爆炸時代，讓我們理智、清晰地認識和迎接這個充滿想象力的元宇宙吧！

參考文獻

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