LIT:元宇宙的六大支撐技術_廣州幻境空間元宇宙體驗館

元宇宙不能只靠一張嘴，還需要實實在在的技術去堆砌。

元宇宙的英文是 Metaverse，Metaverse=Meta（超越）+Universe（宇宙），即超越現實癿虛擬宇宙。

元宇宙是眾多新技術的集大成者，其中包括：區塊鏈鏈（Blockchain）、人機交互（Interactivity）、電子游戲（Game）、人工智能（Artificial intelligence）、網絡及運算（Network）、數字孿生（digital Twin）六大技術，一般被簡稱為“BIGANT”（大螞蟻）。

具體來講，元宇宙基于區塊鏈技術搭建經濟體系，基于人機交互技術實現更高維度，基于電子游戲技術提供沉浸式體驗，基于人工智能技術進行多場景深度學習，基于網絡及運算技術打造“智慧連接”“深度連接”“全息連接”“泛在連接”與“算力即服務”的基礎設施，基二數字孿生技術生成現實丐界癿鏡像，將虛擬世界與現實世界在身份系統、社交系統、經濟系統上密切融合，賦能用戶進行個性化內容生產和多元化世界編輯，構建虛實融合的數字生活空間。

香港理工大學成立元宇宙實驗室，并獲1000萬港元捐贈:8月10日消息，香港理工大學與港股上市公司高升集團共同成立元宇宙 + 聯合實驗室，高升集團擬在未來 5 年向理大捐贈 1000 萬港元，新成立的實驗室將把元宇宙技術推展至企業協作、工業應用、環保及智慧城市、能源管理和可持續供應鏈系統等。目前香港理工大學已設立區塊鏈科技、元宇宙科技、人工智能及大數據計算等多個碩士課程，并在本科生課程內增加人工智能及數據分析等內容。[2023/8/10 16:17:43]

區塊鏈技術

區塊鏈起源于比特幣。2008 年 11 月 1 日，一位自稱中本聰（Satoshi Nakamoto）

的學者發表了《比特幣：一種點對點的電子現金交易系統》一文，闡述了基于 P2P 網絡技

術、加密技術、時間戳技術、區塊鏈技術等電子現金交易系統的構架理念，這標志著比特幣的詔生。兩個月后理步步入實踐，2009 年 1 月 3 日第一個序號為 0 的創世區塊誕生，幾天后 2009 年 1 月 9 日出現序號為 1 的區塊，并與序號為 0 的區塊連接接形成了鏈，這標志著區塊鏈的誕生。

濟南發布促進元宇宙產業發展行動計劃，擬到2025年相關產業規模達千億級:12月13日消息，濟南市人民政府近日印發《濟南市促進元宇宙產業創新發展行動計劃（2022—2025 年）》，其中提到，到2025年，培育100家以上元宇宙企業，建設一批元宇宙產業集聚區，元宇宙相關產業規模達到千億級。在生產制造、智慧城市等領域開發一批全國領先的元宇宙應用場景，打造30個以上元宇宙創新應用試點示范項目。打造面向 VR/AR 等元宇宙應用的專用服務器產品，研發元宇宙加速芯片/卡、開源元宇宙開發平臺。大力發展PC端等多形態虛擬現實終端及顯示系統。加快基于 5 G 的一體式、分體式等多形態VR/AR終端產品研發。（金十）[2022/12/13 21:41:27]

區塊鏈是一種融合現有多種技術的新型分布式計算和存儲范式。狹義來講，區塊鏈是按照時間順序將數據區塊依次連接形成的一種鏈式數據結構，是以密碼學方法保證數據區塊的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義來講，區塊鏈是利用塊鏈式數據結構驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法生成和更新數據、利用密碼學方式訪問和傳輸數據、利用智能合約編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。

元宇宙及數字媒體工具開發公司Stability AI完成1.01億美元種子輪融資:金色財經報道，元宇宙及數字媒體工具開發公司Stability AI宣布完成1.01億美元種子輪融資，Coatue Management和Lightspeed Venture Partners領投。據一位不具名的知情人士稱，這輪融資對Stability AI的公司估值達到了10億美元，但該公司代表拒絕就這一數字發表評論。Stability AI構建了可制作數字藝術的AI工具“Stable Diffusion”，該工具可以在元宇宙中設計應用程序，也可能創建PowerPoint演示文稿。與競爭對手不同的是，Stable Diffusion是一款可被大眾使用的開源軟件，用戶可以在其代碼的基礎上構建與設計、電影、增強現實、視頻游戲、廣告甚至電子商務相關的應用程序。（彭博社）[2022/10/18 17:30:40]

元宇宙擁有屬于自己的經濟系統以及數字資產的構建，需要區塊鏈技術的大力支撐。DeFi具有去中心化、規則透明、開放、高效、可靠、公平、安全的特點，使得元宇宙中的價值歸屬、流通、發現和虛擬身份的讓證成為可能。而NFT由于其獨一無二、不可復制、不可分割的特性，天然具有收藏屬性，因此可以用于記錄和交易數字資產，如藝術品、游戲道具等。

Argo Blockchain資助創新部門探索DeFi、NFT和元宇宙:1月19日消息，Argo Blockchain表示已將其加密資產的10%分配給其內部創新部門Argo Labs，該部門的活動包括投資新的加密創新、NFT和元宇宙。（Proactive Investors）[2022/1/19 8:59:03]

交互技術

XR（Extended Reality，擴展現實）是指通過計算機將現實與虛擬相結合，打造一個人機交互的虛擬環境，是VR（Virtual Reality，虛擬現實）、AR（Augmented Reality，增強現實）、MR（Mixed Reality，混合現實）等多種技術的統稱。

VR是模擬一個虛擬世界，利用計算機生成一種模擬環境，使用戶利用設備沉浸到該環境中，讓人有種身臨其境的感覺，強調用戶與虛擬世界的實時交互，從而帶來封閉式、沉浸式的虛擬世界體驗，這個虛擬世界不是我們直接就能看到，而是利用設備（比如戴上VR眼鏡）才能看到，故稱為“虛擬現實”。

AR是一種將現實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，它把原本在現實世界的一定旪間空間范圍內很難體驗到的實體信息（視覺、聽覺、味覺、觸覺、嗅覺等信息），通過計算機等科學技術，模擬仿真后再疊加到現實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗，現實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在，從而實現對現實世界的“增強”，故稱為“增強現實”。

元宇宙概念股早盤領跌:行情顯示，元宇宙概念股早盤領跌，宣亞國際跌超10%，會暢通訊、佳創視訊、鋒尚文化、中青寶、川大智勝等跌超5%。[2022/1/6 8:28:33]

VR和AR各自還沒有走到極致，然而已經有了融合的跡象，這就是MR。將現實世界和虛擬世界混合在一起，產生新的可視化環境，環境中同旪包含了現實物體與虛擬信息，并且必項是“實時的”，以增強用戶體驗的真實感，這被稱為“混合現實”。

目前用戶與AR、VR、XR、MR交互的方式主要有5種：以眼球追蹤為主的眼控交互，以自然語言為主的語音交互，以肢體為主的手勢交互和以神經元為主的腦機（接口）交互

電子游戲技術

電子游戲技術的核心是游戲引擎，游戲引擎包含渲染引擎（即“渲染器”，含二維圖像引擎和三維圖像引擎）、物理系統、碰撞探測系統、光影、動畫、粒子特效、音效、腳本引擎、文件管理、網絡特性、編輯工具、插件、人工智能等，幾乎涵蓋了開發過程中的所有重要環節。

另一項重要技術就是實時渲染技術，人們在電腦、電規、手機、VR眼鏡里看到的3D物體，都是由2D的圖像整合形成的。渲染就是通過計算機視覺把3D模型轉換為2D圖像過程，好比在現實生活中對一個場景進行拍照或錄像。實時渲染的本質就是圖形數據的實時計算和輸出。最典型的圖形數據源是頂點。頂點包括了位置、法向、顏色、紋理坐標、頂點的權重等。實旪渲染技術一直在推動著游戲產業的發展，高度真實和可編程是實時渲染技術未來發展的兩大特征。

除此之外3D建模也是電子游戲技術的重要技術。3D建模可以將真實世界中的物體進行數字化，從簡單的幾何模型到復雜的角色模型；從靜態單個產品顯示，到動態復雜的場景展示。講多行業都會涉及到3D建模，如影視動畫、游戲設計、工業設計、城市設計、建筑設計、室內設計、產品設計、景觀設計等。通過對物理空間的全尺度3D建模，我們可以得到與現實世界完全一致的數字孿生世界，這也是實現元宇宙的重要基礎。未來，3D建模技術發展也會逐漸融入大數據、云計算、人工智能等技術，實現自動化建模，為元宇宙的實現提供數字底板。

人工智能技術

AI（Artificial intelligence，人工智能）是研究、開發用于模擬和擴展人類智慧的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學，涉及到信息論、控制論、計算機科學、自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯和哲學等自然和社會科學。經過超過半個世紀的發展，人工智能已經度過了簡單地模擬人類智慧的階段，發展為研究人類智慧活動規律，構建具有一定智能的人工系統或硬件，使其能夠進行需要人的智力才能進行的工作，并對人類智慧進行拓展的邊緣學科。

目前，人工智能技術從能力維度可分為三類：第一類為運算智能，即幫助機器具備“能存會算”的能力，主要涉及計算機和朋務器的存儲和計算技術；第二類是感知智能，機器“能聽會說、能看會看”的能力，主要涉及語音合成、語音識別、圖像識別等技術；第三類是認知智能，即機器“能理覽會思考”的能力，主要涉及虛擬助理、智能客服、機器翻譯等技術。

而在元宇宙的各個層面、各種應用、各個場景下，人工智能無處不在，比如區塊鏈中的智能合約、人機交互中的腦機接口、電子游戲中的代碼人物物品乃至情節的自動生成、元宇宙中虛擬人物的語音識別與語音合成、不同語言之間的機器的翻譯、AIoT、5G/6G/算力網絡中的網絡AI、數字孿生中的全生命周期管理……人工智能滲透到方方面面，助力元宇宙構建虛實融合的數字生活空間。

網絡及運算技術

網絡與算力是元宇宙無法避開的技術難題。在當前，為了滿足元宇宙對信息處理的巨大算力需求，將大量閑散算力進行統一管理和調度，通過網絡將閑散計算資源節點連接在一起，再通過網絡將計算資源提供給需要的應用和朋務，這種基于網絡匯聚計算資源，對算力進行統一管理和調度，實現連接和算力的全局優化，為上層業務提供算力服務，并最終為客戶提供應用的系統，被稱為“算力網絡”。

算力網絡是應對算網融合發展趨勢提出的新型網絡架構。網絡將從“連接”走向“連接+計算”，實現算力在網絡中的可管、可控、可用。算力網絡是一種根據業務需求在云、網、邊、端之間按需分配和靈活調度算力資源、算法資源、存儲資源和網絡資源的新型信息基礎設施。算力網絡旨在打造CPaaS（Computing Power as a Service，算力即服務）。

未來元宇宙龐大的數據量，對算力的需求幾乎是無止境的。算力網絡將向泛在計算與泛在聯接緊密結合的方向演進，推動計算與網絡深度融合，為元宇宙提供智能、泛在、柔性、協同、至簡、安全的?CPaaS。物聯網為元宇宙收集海量數據，6G 的“空-天-地-海”一體化網絡架構為元宇宙提供“智慧連接”“深度連接”“全息連接”“泛在連接”，助力用戶實現“一念天地，萬物隨心”的元宇宙式沉浸體驗。

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