0元宇宙导论

123457373

• 2022-09-01
  
• 元宇宙更像是开启四维空间的一扇门，在三维空间中，加入了时间轴，可以对一个三维场景进行动态的推演，也可以对历史进行回溯；
  
• 同时元宇宙也是开启了链接现实时间和虚拟世界的桥梁，通过虚拟现实设备，将虚拟世界和现实世界进行连接，并开启交互；
  
• 支撑“元宇宙”的六大技术支柱BIGANT(大蚂蚁)包括：区块链技术（Blockchain）、交互技术（Interactivity）、电子游戏技术（Game）、人工智能技术（AI）、网络及运算技术（Network）、物联网技术（Internet of Things）。
  
• 六大技术全景图
  
  
  
  • 正如互联网经济是架构在IT相关技术基础之上，元宇宙的崛起离不开庞大技术体系的支撑。我们研究了业界对元宇宙技术体系的各种分析和论述，总结提炼出支撑元宇宙的六大技术支柱，这应该是目前对元宇宙技术体系最全面的概括。我们把这六大技术支柱的英文组合成一个比较有意思的缩写BIGANT，趣称为“大蚂蚁”，你可以想象这是来自元宇宙的大蚂蚁。其实蚂蚁是非常有意思的动物，单只蚂蚁的智商很低，但一大群蚂蚁构成的小社会具有很高的智慧：它们可以调节温度、建构出复杂的蚁穴结构、管理真菌农场、照管蚜虫牧场，它们可以组建分工复杂的军队、运用多种战略战术作战。令人吃惊的是，成员数量越多，蚂蚁的群体智慧就越高。
    
  • 支撑“元宇宙”的六大技术支柱BIGANT包括：区块链技术（Blockchain）、交互技术（Interactivity）、电子游戏技术（Game）、人工智能技术（AI）、网络及运算技术（Network）、物联网技术（Internet of Things）。这六大技术体系，既是六座技术高塔，也是六条技术英雄们的宽广财富之路。
    
  • （一）区块链技术Blockchain区块链是支撑元宇宙经济体系最重要的基础！元宇宙一定是去中心化的，用户的虚拟资产必须能跨越各个子元宇宙进行流转和交易，才能形成庞大的经济体系。通过NFT（非同质化通证）、DAO、智能合约、DeFi等区块链技术和应用，将激发创作者经济时代，催生海量内容创新。基于区块链技术，将有效打造元宇宙去中心化的清结算平台和价值传递机制，保障价值归属与流转，实现元宇宙经济系统运行的稳定、高效、透明和确定性。
    
  • （二）交互技术Interactivity人体交互技术是制约当前元宇宙沉浸感的最大瓶颈所在。交互技术分为输出技术和输入技术。输出技术包括头戴式显示器、触觉、痛觉、嗅觉甚至直接神经信息传输等各种电信号转换于人体感官的技术；输入技术包括微型摄像头、位置传感器、力量传感器、速度传感器等。复合的交互技术还包括各类脑机接口，这也是交互技术的终极发展方向。人眼分辨率为16K，这是没有窗纱效应的沉浸感起点。如果想要流畅平滑真实的120Hz以上刷新率，即使在色深色彩范围都相当有限的情况下，1秒的数据量就高达15GB。所以单就显示技术而言估计得3年左右才能达到这个水平，前提是其他关键模组还得跟得上。目前包括Oculus Quest2在内的大部分产品只支持到双目4K，刷新率从90Hz往120Hz，还只是较粗糙的玩具级。
    
  • （三）电子游戏技术Game这里所说的电子游戏技术既包括游戏引擎相关的3D建模和实时渲染，也包括数字孪生相关的3D引擎和仿真技术。前者是虚拟世界大开发解放大众生产力的关键性技术，要像美图秀秀把PS的专业门槛拉低到现在普通百姓都能做一样，只有把复杂3D人物事物乃至游戏都拉低到普罗大众都能做，才能实现元宇宙创作者经济的大繁荣。后者是物理世界虚拟化数字化的关键性工具，同样需要大幅把门槛拉低到普通民众都能操作的程度，才能极大加速真实世界数字化的进程。这里面最大的技术门槛在于仿真技术，即得让数字孪生后的事物必须遵守物理定律、重力定律、电磁定律、电磁波定律，例如光、无线电波，必须遵守压力和声音的规律。电子游戏技术与交互技术的协同发展，是实现元宇宙用户规模爆发性增长的两大前提，前者解决的是内容极度丰富，后者解决的是沉浸感。元宇宙与游戏有一定相似，需要用到电子游戏技术，这就与游戏相关专业有关，比如游戏设计专业、数字媒体技术专业等等。相关人才需要掌握游戏引擎开发、3D建模、计算机图形学等等专业知识。
    
  • （四）网络及运算技术Network这里的网络及运算技术不仅是指传统意义上的宽带互联网和高速通信网，还包含AI、边缘计算、分布式计算等在内的综合智能网络技术。此时的网络已不再只是信息传输平台，而是综合能力平台。云化的综合智能网络是元宇宙最底层的基础设施，提供高速、低延时、高算力、高AI的规模化接入，为元宇宙用户提供实时、流畅的沉浸式体验。云计算和边缘计算为元宇宙用户提供功能更强大、更轻量化、成本更低的终端设备，比如高清高帧率的AR/VR/MR眼镜等。元宇宙庞大的数据量，对算力的需求几乎是无止境的，好在英业达、台积电等半导体厂商不断在成倍推高算力上限。最新的好消息是，霍尼韦尔提出了新的摩尔定律承诺：5年内每年将其量子计算机商业产品的量子量提高一个数量级！元宇宙还需要用到网络及运算技术，确保元宇宙可以支撑起大量用户的并行网络访问，同时做到极低延迟。这就要求相关人才掌握5G/6G网络技术、云计算、空间定位算法、边缘计算等等知识，这些技术与通信工程、网络安全、计算机科学与技术等等专业有关。
    
  • （五）人工智能技术AI人工智能技术在元宇宙的各个层面、各种应用、各个场景下无处不在。包括区块链里的智能合约、交互里的AI识别、游戏里的代码人物、物品乃至情节的自动生成、智能网络里的AI能力、物联网里的数据AI等，还包括元宇宙里虚拟人物的语音语义识别与沟通、社交关系的AI推荐、各种DAO的AI运行、各种虚拟场景的AI建设、各种分析预测推理等。元宇宙会用到人工智能技术，来为元宇宙中大量的人工场景提供技术支撑，这就与人工智能相关的专业有关，要求相关人才掌握机器学习、深度学习、智能语音技术、自然语言处理以及计算机视觉等方面的知识。比如机器学习提高元宇宙中的系统和NPC的智慧化程度，智能语言技术可以实现元宇宙中用户与用户、用户与系统之间的交流。
    
  • （六）物联网技术Internet of Things物联网技术既承担了物理世界数字化的前端采集与处理职能，同时也承担了元宇宙虚实共生的虚拟世界去渗透乃至管理物理世界的职能。只有真正实现了万物互联，元宇宙实现虚实共生才真正有了可能！物理网技术的发展，为数字孪生后的虚拟世界提供了实时精准持续的鲜活数据供给，使元宇宙虚拟世界里的人们足不出网就可以明察物理世界的秋毫。5G网络的普及为物联网的爆发提供了网络基础，但电池技术、传感性技术和AI边缘计算等方面的瓶颈依然制约了物联网的大规模发展，可望5年左右会有质的改善。