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，國內外眾多公司紛紛在“元宇宙”領域布局，互聯網開啟“元宇宙”轉型窗口期。“元宇宙”在很大程度上依舊是一個未來概念，但離我們并不遙遠，甚至已經來到我們身邊。

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

各互聯網大廠紛紛加入

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”是一個平行于現實世界又獨立于現實世界的虛擬空間，是映射現實世界的越來越真實的數字虛擬世界。

上面的定義是不是已經把你說懵啦，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造的，與現實世界映射與交互的虛擬世界，具備新型社會體系的數字生活空間。”

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生的新型虛實相融的互聯網應用和社會形態，它基于擴展現實技術提供沉浸式體驗，以及數字孿生技術生成現實世界的鏡像，通過區塊鏈技術搭建經濟體系，將虛擬世界與現實世界在經濟系統、社交系統、身份系統上密切融合，并且允許每個用戶進行內容生產和編輯。”

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網”。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字世界。隨著技術發展，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。

元宇宙是基于互聯網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，虛實相融，最終形成物質世界與精神世界的閉環生態。

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。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）、網絡及運算技術（Network）、物聯網技術（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“下一代互聯網”。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，主要涉及擴展現實、全息影像和腦機接口等技術。

• 擴展現實(Extended Reality,XR）是虛擬現實(Virtual Reality,VR)、增強現實(Augmented Reality,AR)和混合現實(Mixed Reality,MR)的總稱，是指通過計算機技術和可穿戴設備產生的一個虛擬和現實組合、可人機交互的環境。在元宇宙起步階段，XR設備是連接虛擬世界與現實世界的入口設備，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，和現實世界沒有任何關聯。
• 增強現實(Augment reality,AR)將現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“增強”信息，也即植入程序中的現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。
• 混合現實(Mix reality,MR)是VR和AR的融合，形成了一個結合現實世界和虛擬世界的可視化環境，在此環境中物理對象和數字對象共存，且可實時交互。
• 全息影像是通過光學的手段呈現物體真實的三維圖像的記錄和再現技術，是計算機技術和電子成像技術結合的產物。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。隨著技術的發展，全息影像技術可以模糊現實世界和虛擬世界的邊界，這將為真正實現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同發展，是實現元宇宙應用規模爆發增長的兩大前提，前者解決的是內容豐富度問題，后者解決的是沉浸感強度的問題。

2.3 網絡及計算技術Network

這里提到的網絡及計算技術不再是傳統意義上的寬帶互聯網和高速通信網，或者說信息傳輸平臺，而是指包含AI、邊緣計算、分布式計算等在內的綜合智能網絡技術，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，人工智能在區塊鏈的智能合約、交互的AI識別、算力的AI和物聯網的數據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容，實現元宇宙的自發生長，通過AI驅動的虛擬數字人將這些內容有組織地呈現給用戶，并對元宇宙內容進行審查，保障元宇宙的安全與合法。

2.5 物聯網技術Internet of Things

虛擬世界與現實世界的連接，離不開大量傳感器、智能終端等物聯網設備實時采集和處理數據，故物聯網（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實世界的橋梁。物聯網經典的三層架構，即感知層、網絡層和應用層，與元宇宙建立緊密聯系。 

5G網絡為物聯網的發展提供了網絡基礎，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網的發展，但有望在5年內得到質的改善。

2.6 區塊鏈技術Blockchain

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

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

Part 03  元宇宙的行業應用—元宇宙+

正如“互聯網+”讓互聯網與傳統行業進行深度融合，創造出了新的發展生態，影響了各行各業，元宇宙也將出現“元宇宙+”，賦能各個行業領域。

• 元宇宙+游戲：游戲制作環境虛擬化、元宇宙化，游戲是元宇宙發展的初級階段
• 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、發布都在元宇宙里進行，同時在元宇宙里產生經濟行為
• 元宇宙+教育：在學校教育、職業教育等領域，VR/AR技術全面應用，在虛擬場景中親身經歷歷史事件等
• 元宇宙+旅游：虛擬景區建設，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、區塊鏈、擴展現實、云計算、5G/6G等不同領域甚至各自為戰的技術融合在一起，令人無比振奮，但以當前的技術水平還不足以實現元宇宙的理想狀態。現在主要依靠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,即數據、算法、算力，其發展水平使得元宇宙目前還不能實現高沉浸感體驗......

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

[1]邢杰.元宇宙通證[M].中譯出版社,2021

[2]王文喜.元宇宙技術綜述[J].工程科學學報，第44卷，第4期，2022.04

[3]清華大學新媒體研究中心.2020-2021年元宇宙發展研究報告[R]

[4]You X H,Wang C X, Huang J, et al. Towards 6G wireless communication networks: Vision, enabling technologies, and new paradigm shifts. Sci China Inf Sci, 2020

[5]什么是元宇宙？為何要關注它？[N].新華社,2021-11-20

[6]北京大學學者發布元宇宙特征與屬性START圖譜[N].光明網．2021-11-19