元宇宙技术
技术上,在传统互联网的基础上,元宇宙在沉浸感、参与度、永续性等多方面提出了更高的要求,因此将会由许多独立工具、平台、基础设施、协议等来支持其运行。随着AR、VR、5G、云计算等技术成熟度提升,元宇宙有望逐步从概念走向现实。
元宇宙目前处于技术积累期,成熟形态道阻且长。互联网连接、社交网络生态、AR/VR全套沉浸技术的成熟是元宇宙实现的前提
一、元宇宙底层技术
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内容生产:人工智能、数字孪生
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认证机制:区块链
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数据处理:人工智能、云计算
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虚拟界面:拓展现实、机器人、脑机接口、可植入生物芯片
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网络环境:5G/6G
二、元宇宙的通信基础:5G、6G
应用场景:XR设备要达到真正的沉浸感,需要更高的分辨率和帧率,因此需要探索更先进的移动通信技术以及视频压缩算法。5G的高速率、低时延、低能耗、大规模设备连接等特性,能够支持元宇宙所需要的大量应用创新。
发展趋势:目前,基于5G的“杀手级应用”还未出现,因此市场需求度和渗透率还不高。元宇宙有可能以其丰富的内容与强大的社交属性打开5G的大众需求缺口,也许要等到6G突破才能真正达到支持元宇宙庞大数据流和处理能力。
三、元宇宙的算力基础:云计算
应用场景:云储存、云计算,特别是云渲染:目前大型游戏采用客户端+服务器的模式,对客户端设备的性能和服务器的承载能力都有较高要求,尤其在3D图形的渲染上完全依赖终端运算。要降低用户门槛、扩大市场,就需要将运算和显示分离,在云端GPU上完成渲染。因此,动态分配算力的云计算系统将是元宇宙的一项基础设施。
发展趋势:NVIDIA Omniverse:云端图形设计与计算平台,将元宇宙的概念用于开发端。Epic Cloudgine:为虚幻引擎提供面向元宇宙中海量实时交互式内容的云计算能力。
四、元宇宙的虚实界面:拓展现实、机器人、脑机接口
应用场景
拓展现实包括VR(虚拟现实)、AR(增强现实)、MR(融合现实)。
VR:提供沉浸式体验,通过全面接管人类的视觉、听觉、触觉以及动作捕捉来实现元宇宙中的信息输入输出。
AR:则在保留现实世界的基础上叠加一层虚拟信息。
MR:通过向视网膜投射光场,可以实现虚拟与真实之间的部分保留与自由切换。
机器人:通过实体的仿真肉身成为连通元宇宙的另一种渠道。
脑机接口:技术的应用正在成为科技巨头争夺的焦点,目前主要应用于医学领域。
发展趋势
AR技术在开发者生态的大力扶持下产生了大量优秀产品。MR则是微软提出的标准,产品为HoloLens。元宇宙有望以UGC内容生态为XR航而言注入活力,打破其内容贫乏的瓶颈。元宇宙激活VR内容生态:VR、无人机、智能手机、可穿戴。VR元年后的第五年,其应用仍然局限于极客人群和专业应用领域。目前的两个瓶颈:技术差距,内容少,价格不是最主要因素。元宇宙的发展将会极大激活VR内容生态,技术在资本的推动下将获得跨越式突破发展。
五、元宇宙的生成逻辑:人工智能
应用场景
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内容生产:智能生成不重复的海量内容,实现元宇宙的自发有机生长
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内容呈现:AI驱动的虚拟数字人将元宇宙的内容有组织地呈现给用户
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内容审查:对元宇宙中无法以人工完成的海量内容进行审查,保证元宇宙的安全与合法
发展趋势:为了在元宇宙中实现最大限度的自由,AI技术需要从传统的决策树和状态机向更高级的深度学习、强化学习发展,从而营造随机生成、从不重复的游戏体验,摆脱人工脚本的限制,允许玩家自由探索、创造。
六、元宇宙的世界蓝图:数字孪生
应用场景:数字孪生即在虚拟空间内建立真实事物的动态孪生体。借由传感器,本体的运行状态及外部环境数据均可实时映射到孪生体上。该技术最初用于工业制造领域,而元宇宙需要数字孪生来构建细节极致丰富的拟真的环境,营造出沉浸式的在场体验。
发展趋势:Gartner预计数字孪生市场将从2019年的38亿美元增长到2025年的358亿美元,复合年增长率为45.4%。国内主要产品:华为河图Cyberverse、百度DuMixAR51World。
未来数字世界或虚拟世界将比物理世界大上数千倍,工厂和建筑都将有一个数字孪生体模拟和跟踪它们的实体版本。——NVIDIACEO黄仁勋。
七、元宇宙的认证机制:区块链
应用场景:基于去中心化网络的虚拟货币,使得元宇宙中的价值归属、流通、变现和虚拟身份的认证成为可能。具有稳定、高效、规则透明、确定的优点。此外,NFT(非同质化代币)由于其独一无二、不可复制、不可拆的特性,天然具有收藏属性,因此可以用于记录和交易一些数字资产,如游戏道具、艺术品等。例如:《加密猫》是早期基于NFT逻辑的游戏,每只猫都独一无二的特征组合,可用于交易、收藏。《Roblux》的虚拟货币Robux与法币的汇率。
发展前景:数字货币市场、NFT交易市场的兴起,带动区块链从技术向价值创造延伸,为未来元宇宙闭环经济体系建设创造基础。