
中國(guó)工程院譚建榮院士:元宇宙的關(guān)鍵技術(shù)及五大發(fā)展趨勢(shì)
時(shí)間:2022-01-21
中國(guó)工程院院士、浙江大學(xué)教授譚建榮在“從虛擬現(xiàn)實(shí)到元宇宙:關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)”的主題演講中提到,元宇宙本身不是一種技術(shù),而是一種理念和概念,它將5G甚至是6G、人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生等高新技術(shù)融為一體,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的虛實(shí)融合。
元宇宙是一個(gè)平行于真實(shí)生活的虛擬世界,在元宇宙里人們可以體驗(yàn)沉浸式的生活,可以聊天、學(xué)習(xí)、購(gòu)物,如果與現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字貨幣連通,或許未來(lái)人們還可以在里面找到合適的工作并且以此為生。隨著數(shù)字化的普及,人們可以在線進(jìn)行購(gòu)物、支付和社交,形成了虛擬世界和真實(shí)世界兩個(gè)世界,而元宇宙是將虛擬和現(xiàn)實(shí)兩個(gè)世界緊密融合,這就需要將人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)與數(shù)字孿生技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)技術(shù)的發(fā)展讓元宇宙進(jìn)一步走進(jìn)生活。
元宇宙一方面是信息維度的升級(jí),從二維平面視圖升級(jí)為三維全景視界,通過(guò)VR、AR對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的增強(qiáng),為用戶帶來(lái)移動(dòng)便利,從而產(chǎn)生巨大的空間價(jià)值,這與從PC到智能手機(jī)的迭代非常相似。另一方面,在元宇宙中,用戶體驗(yàn)的沉浸感更強(qiáng),人機(jī)交互更加自然,產(chǎn)業(yè)生態(tài)也將更加開(kāi)放、多元。
譚建榮院士首先介紹了元宇宙的七層模型:
第一層:自然層,是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)字資源的入口。
第二層:物理層,是VR、MR、XR、腦機(jī)接口等硬件設(shè)備。
第三層:交互層,是虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的API接口,能夠感知人機(jī)交互體驗(yàn)。
第四層:數(shù)據(jù)層,通過(guò)去中心化的數(shù)據(jù)庫(kù),在交互體驗(yàn)的基礎(chǔ)上增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。
第五層:協(xié)議層,確保互聯(lián)互通的跨鏈協(xié)議,是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)。
第六層:合約層,是元宇宙規(guī)劃、規(guī)則的基礎(chǔ)。
第七層:應(yīng)用層,讓人們能夠暢游元宇宙。
由此可見(jiàn),元宇宙是整合多種新技術(shù)產(chǎn)生的虛實(shí)融合、互動(dòng)體驗(yàn)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的新型社會(huì)形態(tài),它基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界的鏡像,基于擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供沉浸式的體驗(yàn),通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)體系,將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)等進(jìn)行緊密融合,并且允許每個(gè)用戶進(jìn)行內(nèi)容生產(chǎn)、內(nèi)容編制、內(nèi)容交互和內(nèi)容體驗(yàn)。
與元宇宙相關(guān)的核心技術(shù)
譚建榮院士介紹了與元宇宙相關(guān)的主要核心技術(shù):
一、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù),包括VR和AR。擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供沉浸式的體驗(yàn),能夠解決手機(jī)解決不了的問(wèn)題。
二、數(shù)字孿生技術(shù),能夠把現(xiàn)實(shí)世界鏡像到虛擬世界中去。這意味著在元宇宙中,人們可以看到自己的虛擬身份、虛擬場(chǎng)景、虛擬生活等。
三、區(qū)塊鏈技術(shù),搭建經(jīng)濟(jì)體系。隨著元宇宙的進(jìn)一步發(fā)展,不斷加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)社會(huì)的模擬程度,人們?cè)谠钪嬷袑⒉粌H僅停留在花錢的層面,還有可能在元宇宙中賺錢,這就需要用區(qū)塊鏈技術(shù)在虛擬世界中搭建一整套完善的經(jīng)濟(jì)體系,與現(xiàn)實(shí)世界互相映射,互相關(guān)聯(lián)。
譚建榮院士指出,元宇宙將成為平行于現(xiàn)實(shí)世界的人類第二空間。元宇宙本質(zhì)上是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的虛擬化、數(shù)字化過(guò)程,需要對(duì)內(nèi)容生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、用戶體驗(yàn)以及實(shí)體世界內(nèi)容等進(jìn)行大量的仿真、改造、融合、體驗(yàn)。元宇宙涉及的不僅僅是畫(huà)面,還要解決多人互動(dòng)的訴求。
不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)游戲或在線會(huì)議,元宇宙的高實(shí)時(shí)性、高互動(dòng)性和高沉浸感,要求虛擬空間需要能夠容納數(shù)以萬(wàn)計(jì)、甚至數(shù)以億計(jì)的用戶實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的交流、體驗(yàn)。譚建榮院士認(rèn)為,如果想在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)元宇宙,需要整個(gè)社會(huì)的有機(jī)配合,無(wú)論是科技公司、內(nèi)容公司還是資本市場(chǎng),都要從底層技術(shù)出發(fā),找出內(nèi)容、生態(tài)系統(tǒng)的突破口。
元宇宙元年的標(biāo)志性事件
近兩年,經(jīng)過(guò)疫情的洗禮,人們對(duì)虛擬世界的接受度越來(lái)越高,線上辦公、線上畢業(yè)典禮、在線網(wǎng)課、視頻報(bào)告等虛擬應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越多,開(kāi)始跨越物理世界的隔閡去建立虛擬的連接來(lái)交流情感和思想。《人類簡(jiǎn)史》的作者認(rèn)為,再過(guò)10年,人們?cè)偃セ仡櫼咔椋涀〉牟皇且咔楸旧恚菙?shù)字世界的開(kāi)始。
2021年被稱為元宇宙的“元年”,元宇宙的概念之所以在今年火爆全球,源于游戲公司Roblox。Roblox成立于2004年,旗下同名游戲《Roblox》是一款兼容了虛擬世界、休閑游戲和自建內(nèi)容的游戲,與其他游戲不同的是,這款游戲里的大多數(shù)作品都是用戶自行建立的,而不是單純由發(fā)行方制作的。Roblox第一次將元宇宙的概念寫(xiě)進(jìn)了招股書(shū),并在今年3月份頂著“元宇宙第一股”的名頭成功上市,上市當(dāng)天股價(jià)就暴漲了54%,市值超過(guò)400億美元。
這一標(biāo)志性事件大大鼓舞了金融界的廣大投資者,隨之而來(lái)的是一大批游戲開(kāi)放商進(jìn)場(chǎng),社交軟件、視頻會(huì)議以及虛擬偶像等,在各個(gè)賽道上都借助元宇宙的概念進(jìn)入了投資者的視線范圍內(nèi),而且入局的企業(yè)越來(lái)越多,范圍越來(lái)越廣。
今年5月,韓國(guó)科學(xué)技術(shù)和信息通信部發(fā)起成立了“元宇宙聯(lián)盟”,包括了現(xiàn)代、SK集團(tuán)、LG集團(tuán)等200多家韓國(guó)本土企業(yè)和組織,目標(biāo)是打造國(guó)家級(jí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平臺(tái),并在未來(lái)向社會(huì)提供公共虛擬服務(wù)。
7月,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了《關(guān)于虛擬空間行業(yè)未來(lái)可能性與課題的調(diào)查報(bào)告》,歸納總結(jié)了日本虛擬空間行業(yè)亟待解決的問(wèn)題,以期能在全球虛擬空間行業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位。
芯片巨頭英偉達(dá)投資數(shù)億美金,推出了為“元宇宙”打造的模擬平臺(tái)Omniverse。
字節(jié)跳動(dòng)收購(gòu)VR硬件公司Pico,后者估值約90億元,這一舉動(dòng)被認(rèn)為是字節(jié)跳動(dòng)向元宇宙轉(zhuǎn)型的信號(hào)。
Epic Games宣布獲得10億美元融資,用于開(kāi)發(fā)元宇宙業(yè)務(wù)。
8月,日本VR開(kāi)發(fā)商Hashilus開(kāi)放元宇宙瀏覽器“Mecha Bath”,允許用戶直接從網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)入一個(gè)有大量實(shí)時(shí)在線參與者的虛擬空間。
10月,F(xiàn)acebook直接更名為“Meta”(來(lái)源于“元宇宙”(Metaverse)),將元宇宙的熱度推向高潮。
元宇宙的魅力在于:
能夠提供呈現(xiàn)用戶形象的共享社交空間。
一個(gè)持久的、供用戶形象居住和互動(dòng)的世界。
擁有虛擬財(cái)產(chǎn)能力的世界。
能夠創(chuàng)建虛擬財(cái)產(chǎn)能力的世界。
能夠交換和出售虛擬財(cái)產(chǎn)的能力。
讓眾多大公司可以共享知識(shí)產(chǎn)權(quán)的宏大平臺(tái)。
元宇宙涉及到的領(lǐng)域非常多,半導(dǎo)體、云計(jì)算都囊括其中。要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)和虛擬的交互閉環(huán),就需要物理實(shí)體和虛擬模型之間的雙向連接,對(duì)傳感器、數(shù)據(jù)集成和分析(智能中樞)、促動(dòng)器等硬件設(shè)備的要求也越來(lái)越高。元宇宙要求實(shí)體配置大量的傳感器、流程設(shè)備、邊緣計(jì)算設(shè)備和云計(jì)算設(shè)備,只有通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)+數(shù)據(jù)+AI分析等技術(shù)的有機(jī)融合,才能真正實(shí)現(xiàn)元宇宙這一目標(biāo)。
元宇宙的五大發(fā)展趨勢(shì)
最后,譚建榮院士展望了元宇宙的五大發(fā)展趨勢(shì)。
趨勢(shì)一:創(chuàng)作升級(jí)。
隨著人工智能的發(fā)展,數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作的智能化水平將不斷提升。人們可以創(chuàng)作出不同的場(chǎng)景、不同的數(shù)字化空間。從照相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)到智能手機(jī),拍照的門檻不斷降低,而有了元宇宙,使創(chuàng)作升級(jí),每個(gè)人都將具備創(chuàng)作的能力,能夠不斷進(jìn)行內(nèi)容的推陳出新。
基于人工智能創(chuàng)作內(nèi)容(AIGC)將會(huì)成為產(chǎn)業(yè)未來(lái)主要的生產(chǎn)力之一。通過(guò)低代碼甚至是零代碼自動(dòng)化生成內(nèi)容將是主要趨勢(shì),這將大大降低創(chuàng)作的門檻和創(chuàng)作的成本,原來(lái)只有行業(yè)專家才能使用的創(chuàng)作工具,在未來(lái)的元宇宙中,普通人就可以輕松使用,并創(chuàng)造出其所需要的場(chǎng)景和內(nèi)容。
以手機(jī)直播為例,以前只有電視臺(tái)或?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)才能創(chuàng)作視頻內(nèi)容,如今,人人都能成為Up主,都可以成為直播的主角。未來(lái),依托于一系列技術(shù)的發(fā)展和普及,元宇宙的內(nèi)容創(chuàng)作權(quán)也將逐步回歸大眾。
趨勢(shì)二:計(jì)算升級(jí)。
未來(lái),元宇宙的體驗(yàn)以及創(chuàng)作將對(duì)算力資源形成海量需求。
一方面,要讓內(nèi)容體驗(yàn)更加逼真,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)應(yīng)用將更加廣泛,要建立起虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的連接交互,需要大量的傳感器、大量的物聯(lián)網(wǎng)終端去實(shí)時(shí)采集和處理數(shù)據(jù),這都需要消耗大量的算力資源。
另一方面,元宇宙需要處理大量的視覺(jué)圖像,進(jìn)行AI計(jì)算分析,使得AR、VR的圖像能夠在元宇宙中輕松的實(shí)現(xiàn)、變換,以CPU為核心的傳統(tǒng)計(jì)算結(jié)構(gòu)以及計(jì)算能力在當(dāng)前還無(wú)法滿足這些需求。因此,為適應(yīng)元宇宙的發(fā)展需要,智能計(jì)算中心以及云邊端協(xié)同計(jì)算將是計(jì)算升級(jí)的主要趨勢(shì)。
趨勢(shì)三:體驗(yàn)升級(jí)。
媒介是人類感官的延伸,元宇宙將五感逐一數(shù)字化,包括視覺(jué)的數(shù)字化、聽(tīng)覺(jué)的數(shù)字化、觸覺(jué)的數(shù)字化、味覺(jué)的數(shù)字化、感覺(jué)的數(shù)字化,信息的維度也將大大增加,使得數(shù)字內(nèi)容不斷逼近現(xiàn)實(shí)世界的感官體驗(yàn),具有更加真實(shí)的沉浸感。
同時(shí),人機(jī)交互也從間接交互(通過(guò)按鈕、鼠標(biāo)鍵盤等控制機(jī)器)到真實(shí)交互、自然交互,人們可以利用AR、VR等媒介通過(guò)手勢(shì)、聲音、體感(包括肢體運(yùn)動(dòng)、眼球動(dòng)作、面部表情等)能夠與機(jī)器進(jìn)行更加接近自然的直接交互。而隨著腦機(jī)接口技術(shù)的成熟,人們甚至可以直接用腦電波控制機(jī)器,也就是腦控,讓機(jī)器理解人們表達(dá)的意思。
總而言之,伴隨元宇宙的發(fā)展,人們的體驗(yàn)會(huì)越來(lái)越好,越來(lái)越智能,越來(lái)越真實(shí)。
趨勢(shì)四:決策升級(jí)。
人類主要通過(guò)感官形成判斷能力和決策能力,在元宇宙的趨勢(shì)下,隨著信息體量和維度的增加,人工智能作為生產(chǎn)力將使分析信息的工具越來(lái)越智能,必將使人們的決策更加精準(zhǔn),可預(yù)測(cè)性、預(yù)警能力也將越來(lái)越高,能夠更加高效的指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程和生活方式等等。
趨勢(shì)五:商業(yè)升級(jí)。
元宇宙本質(zhì)是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的提升,只是其內(nèi)容呈現(xiàn)更加接近現(xiàn)實(shí)形態(tài)。實(shí)際上,人與人、人與信息、人與商品、人與服務(wù)的連接與交互是互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化的基礎(chǔ),從PC互聯(lián)網(wǎng)到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),到元宇宙,隨著信息入口的變化,人與人、人與信息、人與商品、人與服務(wù)的關(guān)系也將發(fā)生改變,帶來(lái)場(chǎng)景的革命。
-
分享本文到:
-
關(guān)注隨銳:
微信掃描,獲取最新資訊 -
聯(lián)系我們:
如果您有任何問(wèn)題或建議,
請(qǐng)與我們聯(lián)系:
suiruikeji@suirui.com