元宇宙关键技术简介（马井堂）

元宇宙关键技术综述

摘要：引发科技行业无限想象的最新流行语“元宇宙”，迎来了一个重大事件——10 月 28 日，美国脸书公司宣布更名为 Meta（元）平台有限公司。公司创始人、首席执行官马克·扎克伯格说，更名显示出公司致力于建设基于虚拟现实技术的下一代互联网平台“元宇宙”。作为今年全球科技领域最火爆的概念，“元宇宙”与现实世界的互动正在变得日益频繁。包含万物，无所不联，“元宇宙”这样的未来世界离我们究竟还有多远？元宇宙，无疑已经成为计算机科学和人类生活发展中不得不触及的问题。元宇宙的“虚”与“实”，是我们每一个关心人类发展问题的人都需要密切关注的话题。
一、元宇宙概述
1．什么是元宇宙? “元宇宙”由“meta”（超越）与“universe”（宇宙）组成，即“一个超越宇宙的世界”。牛津词典将“元宇宙”定义为一个虚拟现实（VR）空间，用户可在其中与电脑生成的环境和其他人交流互动。
扎克伯格在一封公开信中称：“‘元宇宙’的本质是一种存在感——就像你与另一个人在一起或者在另一个地方。社交技术的终极梦想正是让人感觉到真的与对方同处一室。未来，你将以全息图的形式被瞬间传送到办公室，可以与好友一起参加音乐会，或者与父母在客厅叙旧。你能减少通勤时间，减少碳足迹。”罗布乐思游戏公司首席执行官戴维·巴舒基提出了“元宇宙”所需具备的八要素：身份、朋友、沉浸感、低延迟、多元化、随地、经济系统和文明，其中最重要的特征就是身份。基于此标准，“元宇宙”应是一个平行于现实世界的虚拟世界，拥有完整运行的社会和经济系统，现实中的人能以“数字化身”形式进入虚拟时空，并获得尽可能接近真实的体验。用户可在“元宇宙”里进行娱乐、社交、消费、内容创作等。
“现在我们与‘元宇宙’最远的距离是多元化这一点，因为现有游戏其实是割裂的，比如《动物森友会》《赛博朋克 2077》都是在其所属的（虚拟）世界里。而在‘元宇宙’里，（虚拟）世界应该是打通的。这就要求包括区块链加密、AI 技术、感官模拟、实时渲染、三维建模等所有技术都有量级以上的突破，才能实现我们想象中的‘元宇宙’。”科幻作家陈楸帆对《新京报》记者说。
目前，最贴合对“元宇宙”概念描述的是电影《头号玩家》中的世界。在那个世界里，玩家头戴 VR 设备、脚踩可移动基座后进入虚拟世界“绿洲”。在“绿洲”里，每个动作都与真人的体感动作如出一辙。除视觉和听觉外，玩家在虚拟世界中感受到的触觉甚至可以通过用特殊材料制成的衣服真实传导给本人。

2．元宇宙在资本市场的意义。目前，在“元宇宙”这条赛道上，各大科技巨头已经纷纷起跑，加速布局。自今年 3 月 10 日罗布乐思在纽交所敲钟“引爆”“元宇宙”概念以来，无论是资本还是创业者，对“元宇宙”的兴趣都骤然升温。在一级市场上，高瓴资本、红杉资本、真格基金、五源资本、险峰长青、晨兴资本、星瀚资本等一线投资机构均已启动“元宇宙”赛道布局，涉及企业从虚拟社交平台、虚拟偶像到游戏公司、VR/AR 项目等。“我今年接受有关‘元宇宙’的采访不下40 次，市场现在太热了。”有 VC 投资人在接受《华夏时报》记者采访时感慨道。
“技术渴望新产品，资本寻找新出口，用户期待新体验”——这是“元宇宙”概念红火的主要原因。与“虚拟现实元年”相比，需求端膨胀、新技术加持让“元宇宙”概念落地更牢靠。
（1）在需求层面看，新冠肺炎疫情减少了人们在物理世界中的联系，增加了虚拟交互需求。清华大学新媒体研究中心近期发布的《2020 年~2021 年“元宇宙”发展研究报告》指出，在疫情隔离政策下，全社会上网时长大幅增加，“宅经济”快速发展。
（2）在技术层面看，虚拟现实、增强现实（AR）、5G、人工智能（AI）、区块链等技术的发展为“元宇宙”发展提供了可能，其中 AR、VR 等交互技术和硬件设备成为进入“元宇宙”的关键。目前，脸书、谷歌以及国内的 VR 硬件公司 Pico 都推出了消费级 VR 头显设备，戴上它们玩沉浸式游戏、在线虚拟社交均已实现。
（3）在概念层面看，“元宇宙”作为有长期价值的一个新生概念，其背后是线上经济、虚拟经济需求的增长以及“元宇宙”支撑技术的发展，无论是资本还是企业，都不愿错过这波热潮。“元宇宙”是人与空间的连接，在其发展过程中，最先要解决的问题是：如何让人进入“元宇宙”？VR/AR 恰好可以作为虚拟世界与物理世界的连接端口，因此被不少人认为是“元宇宙”的“入场券”技术。沉寂多年的 VR/AR 也因为穿上了“元宇宙”概念的新外衣，再一次受到资本热捧，进入了小爆发期。数据显示，今年前 3 个季度，超过 40 个 VR/AR 项目获得融资，多个项目融资金额超过 1 亿元人民币。
（4）在出现时间点看，新经济投资机构易凯资本认为，“元宇宙”尚在“哺乳期”，短期内突破口还是游戏、社交和沉浸式内容，这是用户当下的核心需求，继而才能通过流量优势逐步拓展外延，形成生态。“‘元宇宙’能在这个时间节点出现，构建其生态的区块链、数字货币、虚拟现实等相关技术已经从概念到落地走完了一段路。所以，当下单纯炒作‘元宇宙’概念有可能起到负面作用。目前更适合普及其技术与