元宇宙——它是怎样的新世界

想不到918

【导语】元宇宙是一个虚拟世界，是现实世界的平行世界。本质上是互联网的具象化，从发展上来看，会从一个个的小世界开始，解决现实世界的一些需求和体验。
1，元宇宙是什么
元宇宙是一个虚拟世界，是现实世界的平行世界。我认为两个世界的关系是：两个世界相互连通，虚拟世界帮助现实世界改善生产效率，现实世界的反馈帮助虚拟世界系统逐步完善，形成一个正向反馈，如：
教育/会议：实时音视频交互方式的提升，获取比现实世界更好地协作交互体验。
智慧交通：虛拟世界中训练A!算法，再反馈到现实世界中应用。
智能制造：先通过虚拟建模，验证再进行生产，降低生产。
科学仿真：通过逐步构建和逐步完善的仿真模拟环境，降低现实世界中模拟成本，如空间探索，危险实验等。


接入端是现实世界和虚拟世界的连接器。
云计算是整个虚拟世界的基础设施底座。
虚拟世界则是以引擎系统，社交系统，金融系统为基础，构建的无数小世界和大世界的组合。
2，元宇宙的接入端
我们把虚拟世界的接入端划分为三代。
第一代接入端


第一代接入端包含传统的PC端，移动端，Web端，操控方式与传统游戏方式基本相似；
对于用户而言，学习成本趋近于零，终端基本普及，不需要额外投入；
解决了基本的视觉和听觉问题，沉浸感比较差。
第二代接入端


第二代接入端则是现在逐步走入大众视野的各种VR眼镜，未来可能会在这个基础上扩展一些穿戴设备，解决触觉反馈问题。
对于用户而言，这时一种全新的操作方式，初期会存在场景和操控体验适配问题，比如走动范国，眩晕，在场景中卡住等问题。
虽然Oculus Quest已经将VR眼镜价格打到3000人民币以下，但是内容比较欠缺，一般用户购买意愿不强，离普及还有比较长的路。
这代终端相较于上一代，有更好的视觉和听觉体验，触觉体验也会逐步完善。
当当前第二代接入端还存在很多需要改进的地方，比如：
目前一般VR 眼镜 FOV 在 90°-110° 之间，人眼分辨能力大概为 60PPD。VR 眼镜单眼分辨率需要达到 6K 像素。
高速移动场景，至少需要 60帧，一般场景需要达到 30帧。
目前 VR 眼镜重量相对较重，对于用户会产生一定负担，影响体验。
而要解决这些问题，第二代接入端在硬件和软件上还有较大的改进空间，比如人的清晰视界一般为60°，展示的时候可以降低非清晰视界的渲染效果，降低终端对硬件的需求，配合这种能力需要引入头动和眼动预测。


第三代接入端


第三代接入端，我们认为是通过脑机接口接入，意识进入虚拟世界，操控和现实别无二致（就像梦境一样）。
第三代接入端会存在较高的购置成本，用户通过第三代接入端，可以获得完美的视觉，听觉，触觉，味觉，嗅觉，甚至更高层次的感官，用户很难区分现实世界和虚拟世界，甚至可能在虚拟世界中实现永生。
当前处于第一代接入端向第二代接入端过渡阶段，需要通过第一代接入端积累相关应用内容，通过内容驱动第二代甚至第三代接入端成熟和普及。
3，元宇宙社交和金融系统


虚拟世界作为一个平行世界，人们会在这个世界工作和生活，会形成虚拟世界的社交和金融系统。
用户在虚拟世界中会存在很多的社交关系，如家人、朋友、同事和陌生人，并在日常的工作和生活中产生大量的数据和资产，如数字资产、数字货币和个人数据等，这一系列数据和资产又会和用户的数字身份绑定，并分散存储在为用户提供虚拟世界相关服务的提供商系统中用户如何方便地使用这些数据和资产，并且确保可信（无法篡改）的在虛拟世界中流转(可携带）。为了避免应用平台垄断和利益冲突，这里就需要一个中立机构利用区块链技术，对个人数据和资产的指纹进行保存，并根据用户授权进行使用认证，而这个中立机构最终很可能是政府机构。
4，元宇宙的引擎系统


引擎系统当前主要解决的问题是用户在虚拟世界中的视觉和听觉问题。
用户通过交互引擎和虛拟世界交互，虛拟世界通过 Al 系统控制系统其他部分的运转，物理引擎负责模拟物理属性，如碰撞，人走动时的头发，衣物的飘动，水波动，运动时的摩擦力，阻力重力等等。这三者相结合形成对世界元素影响，如改变物体的移动方向，移动速度或是形变。这些改变会传导给引擎系统的图像和声音生成系统。
引擎的图像生成系统会结合世界中的光照，物体的材质（反射，透光），纹理，渲染出用户视角所看到的图像，形成视觉。
引擎的声音生成系统会结合世界中的音源，音源的传播属性，渲染出用户位置所听到的声音，形成听觉。
我们基于以下几点预测整个引擎系统会基于分布式边缘算力和低时延传输网络进行构建云端渲染系统，用户的接入端则是一个控制指令采集＋视频播放器：
云上丰富的算力资源，能做到更高的渲染画质；云上链路带宽大，路径短，模型加载快，渲染启动时间会比端渲染快。
端侧不用加载3D模型，APP的体积和内存更小，CPU消耗降低，降低用户的终端投入成本，提升用户体验。
对客户端只有较小的侵入性，降低客户端对硬件的适配工作(GPU，特殊的着色器，模型格式等），也降低了开发者的学习和使用成本。
云端应用版本迭代对客户端无感知，避免旧版应用客户端长期在线的维护成本，灰度范围和蓝绿验证可控。
目前云端渲染时延己能做到 70ms 以下，已能满足普通应用延迟体验，未来还有改进空间。
5，元宇宙的构成


元宇宙本质上来说是互联网的具象化，从发展上来看，会从一个个的小世界开始，解决现实世界的一些需求和体验，如：基于小世界的会议中，用户可以面对面交互，协作。而不是简单的多方视频通话。
基于小世界的科学仿真，可以模拟现实中难以构建的环境（如太空），可以改变物理参数，低成本地获取更多实验数据。这些小世界相当于是一个个的 APP，由于技术门槛较高，初期可能会由大公司对外提供，逐步变成平台级服务，由大公司提供基础技术，小公司或创业者根据细分领域需求，基于平台构建越来越多的小世界。这些平台会形成一个个孤岛，最终这些孤岛逐步打通形成大世界，而每个孤岛则变为一个个世界分区，大世界变成一个全新的互联网（元宇宙）。
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