元宇宙:元宇宙的六大支撑技术

元宇宙不能只靠一张嘴，还需要实实在在的技术去堆砌。

元宇宙的英文是 Metaverse，Metaverse=Meta（超越）+Universe（宇宙），即超越现实癿虚拟宇宙。

元宇宙是众多新技术的集大成者，其中包括：区块链链（Blockchain）、人机交互（Interactivity）、电子游戏（Game）、人工智能（Artificial intelligence）、网络及运算（Network）、数字孪生（digital Twin）六大技术，一般被简称为“BIGANT”（大蚂蚁）。

具体来讲，元宇宙基于区块链技术搭建经济体系，基于人机交互技术实现更高维度，基于电子游戏技术提供沉浸式体验，基于人工智能技术进行多场景深度学习，基于网络及运算技术打造“智慧连接”“深度连接”“全息连接”“泛在连接”与“算力即服务”的基础设施，基二数字孪生技术生成现实丐界癿镜像，将虚拟世界与现实世界在身份系统、社交系统、经济系统上密切融合，赋能用户进行个性化内容生产和多元化世界编辑，构建虚实融合的数字生活空间。

上海市副市长刘多：三方面构筑元宇宙产业发展新高地:金色财经消息，9月2日，2022世界人工智能大会“探索?产业元宇宙论坛”暨“元生万物”核心技术专场在上海召开。上海市副市长刘多在致辞中表示，元宇宙作为虚拟世界与现实社会交互的重要平台，是数字经济发展的新形态、新赛道，前景广阔、潜力巨大。

刘多指出，未来上海将充分发挥在5G、数据要素、应用场景、在线新经济等方面的优势，坚持虚实结合、以虚强实的价值导向，持续强化元宇宙新赛道新动能的布局，激发多元市场主体的想象力和创造力，构筑元宇宙产业发展的新高地。一是强化关键核心技术攻关；二是强化超级场景驱动，紧密结合城市数字化转型，强化应用场景和公共数据的开放共享，推动元宇宙更好地赋能经济高质量发展、市民高品质生活、城市高效的治理；三是强化全球性开放合作，积极地融入全球创新网络，参与制定元宇宙国际标准和行业标准，进一步地完善与国际组织、学术机构、产业联盟、知名企业等多层次的合作机制，共建开放协作包容的元宇宙生态。（国际金融报）[2022/9/2 13:04:50]

区块链技术

区块链起源于比特币。2008 年 11 月 1 日，一位自称中本聪（Satoshi Nakamoto）

郭明錤更正：预测2022年Meta元宇宙硬件/耳机出货量下调25-35%:6月22日消息，天风国际分析师郭明錤再次发推表示，此前发货预测是基于调查和判断，而不是官方数据。更正预测2022年Meta的元宇宙硬件/耳机出货量下调25-35%。[2022/6/23 1:25:26]

的学者发表了《比特币：一种点对点的电子现金交易系统》一文，阐述了基于 P2P 网络技

术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等电子现金交易系统的构架理念，这标志着比特币的诏生。两个月后理步步入实践，2009 年 1 月 3 日第一个序号为 0 的创世区块诞生，几天后 2009 年 1 月 9 日出现序号为 1 的区块，并与序号为 0 的区块连接接形成了链，这标志着区块链的诞生。

区块链是一种融合现有多种技术的新型分布式计算和存储范式。狭义来讲，区块链是按照时间顺序将数据区块依次连接形成的一种链式数据结构，是以密码学方法保证数据区块的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲，区块链是利用块链式数据结构验证与存储数据、利用分布式节点共识算法生成和更新数据、利用密码学方式访问和传输数据、利用智能合约编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

花点时间推出虚拟代言人，在元宇宙开设第一家品牌花店:金色财经报道，花点时间宣布虚拟偶像阿喜Angie为品牌2022年度虚拟代言人，并在元宇宙开设第一家品牌花店。

据介绍，花点时间希望通过阿喜这一来自多元宇宙的IP人物，打破虚拟空间与现实世界的界限，不断向Z世代年轻圈层渗透，借助虚拟IP创造更多营销可能。（36氪）[2022/4/13 14:22:22]

元宇宙拥有属于自己的经济系统以及数字资产的构建，需要区块链技术的大力支撑。DeFi具有去中心化、规则透明、开放、高效、可靠、公平、安全的特点，使得元宇宙中的价值归属、流通、发现和虚拟身份的让证成为可能。而NFT由于其独一无二、不可复制、不可分割的特性，天然具有收藏属性，因此可以用于记录和交易数字资产，如艺术品、游戏道具等。

交互技术

XR（Extended Reality，扩展现实）是指通过计算机将现实与虚拟相结合，打造一个人机交互的虚拟环境，是VR（Virtual Reality，虚拟现实）、AR（Augmented Reality，增强现实）、MR（Mixed Reality，混合现实）等多种技术的统称。

微软CEO：游戏将在元宇宙平台的发展中发挥关键作用:金色财经报道，1月18日消息，微软发布声明称，将以每股95美元的价格收购动视暴雪，全现金交易总价值687亿美元。微软董事长兼首席执行官Satya Nadella表示，游戏是当今所有平台中最具活力和令人兴奋的娱乐类别，并将在元宇宙平台的发展中发挥关键作用。我们正在对世界一流的内容、社区和云进行深入投资，以开创一个新的游戏时代，将玩家和创作者放在第一位，并使游戏安全、包容并向所有人开放。[2022/1/19 8:57:52]

VR是模拟一个虚拟世界，利用计算机生成一种模拟环境，使用户利用设备沉浸到该环境中，让人有种身临其境的感觉，强调用户与虚拟世界的实时交互，从而带来封闭式、沉浸式的虚拟世界体验，这个虚拟世界不是我们直接就能看到，而是利用设备（比如戴上VR眼镜）才能看到，故称为“虚拟现实”。

AR是一种将现实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，它把原本在现实世界的一定旪间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉、听觉、味觉、触觉、嗅觉等信息），通过计算机等科学技术，模拟仿真后再叠加到现实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，现实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在，从而实现对现实世界的“增强”，故称为“增强现实”。

元宇宙登陆《天天向上》，汪涵带领嘉宾和观众体验元宇宙:12月19日消息，据《北青网》报道，在19日晚播出的综艺节目《天天向上》中，元宇宙成为节目的核心议题。节目中，主持人汪涵带着一众嘉宾体验了一场“元宇宙”的奇幻历险。并且，一些专家学者也就元宇宙发表了精彩观点，比如，中国数字交互展示代表张树玉在节目中分享称，元宇宙需要打通线上线下的次元壁，沉浸式一定是元宇宙在未来发展过程中需要解决的基础体验。[2021/12/19 7:49:23]

VR和AR各自还没有走到极致，然而已经有了融合的迹象，这就是MR。将现实世界和虚拟世界混合在一起，产生新的可视化环境，环境中同旪包含了现实物体与虚拟信息，并且必项是“实时的”，以增强用户体验的真实感，这被称为“混合现实”。

目前用户与AR、VR、XR、MR交互的方式主要有5种：以眼球追踪为主的眼控交互，以自然语言为主的语音交互，以肢体为主的手势交互和以神经元为主的脑机（接口）交互

电子游戏技术

电子游戏技术的核心是游戏引擎，游戏引擎包含渲染引擎（即“渲染器”，含二维图像引擎和三维图像引擎）、物理系统、碰撞探测系统、光影、动画、粒子特效、音效、脚本引擎、文件管理、网络特性、编辑工具、插件、人工智能等，几乎涵盖了开发过程中的所有重要环节。

另一项重要技术就是实时渲染技术，人们在电脑、电规、手机、VR眼镜里看到的3D物体，都是由2D的图像整合形成的。渲染就是通过计算机视觉把3D模型转换为2D图像过程，好比在现实生活中对一个场景进行拍照或录像。实时渲染的本质就是图形数据的实时计算和输出。最典型的图形数据源是顶点。顶点包括了位置、法向、颜色、纹理坐标、顶点的权重等。实旪渲染技术一直在推动着游戏产业的发展，高度真实和可编程是实时渲染技术未来发展的两大特征。

除此之外3D建模也是电子游戏技术的重要技术。3D建模可以将真实世界中的物体进行数字化，从简单的几何模型到复杂的角色模型；从静态单个产品显示，到动态复杂的场景展示。讲多行业都会涉及到3D建模，如影视动画、游戏设计、工业设计、城市设计、建筑设计、室内设计、产品设计、景观设计等。通过对物理空间的全尺度3D建模，我们可以得到与现实世界完全一致的数字孪生世界，这也是实现元宇宙的重要基础。未来，3D建模技术发展也会逐渐融入大数据、云计算、人工智能等技术，实现自动化建模，为元宇宙的实现提供数字底板。

人工智能技术

AI（Artificial intelligence，人工智能）是研究、开发用于模拟和扩展人类智慧的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，涉及到信息论、控制论、计算机科学、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑和哲学等自然和社会科学。经过超过半个世纪的发展，人工智能已经度过了简单地模拟人类智慧的阶段，发展为研究人类智慧活动规律，构建具有一定智能的人工系统或硬件，使其能够进行需要人的智力才能进行的工作，并对人类智慧进行拓展的边缘学科。

目前，人工智能技术从能力维度可分为三类：第一类为运算智能，即帮助机器具备“能存会算”的能力，主要涉及计算机和朋务器的存储和计算技术；第二类是感知智能，机器“能听会说、能看会看”的能力，主要涉及语音合成、语音识别、图像识别等技术；第三类是认知智能，即机器“能理览会思考”的能力，主要涉及虚拟助理、智能客服、机器翻译等技术。

而在元宇宙的各个层面、各种应用、各个场景下，人工智能无处不在，比如区块链中的智能合约、人机交互中的脑机接口、电子游戏中的代码人物物品乃至情节的自动生成、元宇宙中虚拟人物的语音识别与语音合成、不同语言之间的机器的翻译、AIoT、5G/6G/算力网络中的网络AI、数字孪生中的全生命周期管理……人工智能渗透到方方面面，助力元宇宙构建虚实融合的数字生活空间。

网络及运算技术

网络与算力是元宇宙无法避开的技术难题。在当前，为了满足元宇宙对信息处理的巨大算力需求，将大量闲散算力进行统一管理和调度，通过网络将闲散计算资源节点连接在一起，再通过网络将计算资源提供给需要的应用和朋务，这种基于网络汇聚计算资源，对算力进行统一管理和调度，实现连接和算力的全局优化，为上层业务提供算力服务，并最终为客户提供应用的系统，被称为“算力网络”。

算力网络是应对算网融合发展趋势提出的新型网络架构。网络将从“连接”走向“连接+计算”，实现算力在网络中的可管、可控、可用。算力网络是一种根据业务需求在云、网、边、端之间按需分配和灵活调度算力资源、算法资源、存储资源和网络资源的新型信息基础设施。算力网络旨在打造CPaaS（Computing Power as a Service，算力即服务）。

未来元宇宙庞大的数据量，对算力的需求几乎是无止境的。算力网络将向泛在计算与泛在联接紧密结合的方向演进，推动计算与网络深度融合，为元宇宙提供智能、泛在、柔性、协同、至简、安全的?CPaaS。物联网为元宇宙收集海量数据，6G 的“空-天-地-海”一体化网络架构为元宇宙提供“智慧连接”“深度连接”“全息连接”“泛在连接”，助力用户实现“一念天地，万物随心”的元宇宙式沉浸体验。

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