什么是元宇宙？

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来源 | 叶小钗

什么是元宇宙

元宇宙概念源自美国小说家尼尔.史蒂芬森于1992年初版的科幻小说《溃雪》（Snow Crash），书中描述了一个让人们化身为各种网络分身进行互动的虚拟世界 -「Metaverse」。「Meta」意为「超越」；「Verse」意为宇宙，组合成「元宇宙」，即为“超越宇宙”的概念：

一个平行于现实世界运行的人造空间，是互联网的下一个阶段， 由AR、 VR、3D等技术支持的虚拟现实的网络世界。

可以参考2018年的电影《头号玩家》。在电影中，男主角带上 VR 头盔，就能进入一个极其逼真的虚拟游戏世界 ——“绿洲”，玩家可以在里面冒险和社交。而“绿洲”即是一个元宇宙。

有何意义

从科学角度上说，元宇宙的诞生是多学科融合的结果。元宇宙将促进信息科学、量子科学、数学和生命科学等学科的融合与互动，创新科学范式，推动传统的哲学、社会学甚至人文科学体系的突破。

从社会角度上说，元宇宙是独立的基于现实世界的数字映射，当元宇宙发展到某个阶段时，将由数字世界进行模拟推演并影响实体世界实际决策，如工业智控、全息医疗、太空仿真等。

特征

元宇宙是由混合现实和数字建模等技术为基础、以去中心化思想构建的、拥有崭新经济、身份、制度体系的数字世界。有下面几个特征：

• 沉浸感沉浸感是元宇宙最重要的一个元素，也是区别于当前2D互联网最大特点，就通过最新的VR/AR设备，加上更多的体感触感设备、脑机接口，可以达到趋近现实世界的视觉、听觉、触觉、味觉等感受。

• 虚拟化身每一个人在元宇宙中，都拥有一个或多个虚拟化身(avatar)，可以充分的装扮个性化来表达自已，在虚拟世界中行动，与其它化身，互动，交流。

• 社交社交是元宇宙重要的组成功能，可以像现实世界一样，可以正常的交流，互动，交朋友。

• 开放创造性元宇宙是开放的，人人可以参于元宇宙的建设，在里面创作，可是开个画廊，开场个人演唱会，创作一个小游戏，建设一个属于自已小窝等等。

• 经济文明系统元宇宙有人消费，有人生产，有人娱乐，有人工作，元宇宙也有一个完整的经济生态系统，虚拟数字资产可以在元宇宙流通，也可以在现实世界相互流通兑换。

元宇宙的应用

游戏

游戏是元宇宙概念应用的最广泛的地方之一，因为它的本质上跟电玩游戏是有点类似的，都是使用虚拟化身在虚拟空间中与其他人互动。

Roblox 是以元宇宙为概念的游戏公司，在平台上用户不但可以使用Roblox Studio 引擎自行创造游戏，也可以玩其他人创造的游戏。此外，在平台上也可以使用虚拟货币 Robux 进行交易或是跟朋友聊天。

Roblox 于2021年3月成功在美国上市，根据 Influencer MarketingHub 于 2022 年 3 月发表的统计数据，Roblox 上有超过 800 万个游戏开发者，提供的游戏超过 1,800 万个，每日活跃用户超过 3,260 万人。

教育

教育是另一个被认为未来可以广泛运用元宇宙概念的领域。上述提到的游戏公司 Roblox 也跨足教育领域，打造 3D 多人互动式的教育空间，目标是在 2030 年有超过一亿名学生使用这个平台。

元宇宙的概念运用在教育上将会使得教育更加生动有趣。例如，以前历史读到古埃及文化时，只能透过历史课本看金字塔图片，但是透过 VR 的技术，未来学生可以直接身历其境般进入金字塔、甚至看到木乃伊，探索古埃及的世界。此外，未来学生还可以透过元宇宙平台共同制作火箭，探索太空站，这些都是书本无法提供的体验。

根据教育机构 Brookings Insitution 在 2022 年发表的一份「当教育遇上元宇宙的」的报告，元宇宙下的教育模式将会变得更生动多元，学生们不但有更多体验的机会，也会从被动的角色改成主动、探索的角色。

集会

集会在新冠疫情的影响下出现了许多问题，大部分被取消，且带着口罩、保持距离的参会方式极大影响了集会的参与感。借助虚拟现实和增强现实，元宇宙中的集会将会是3D沉浸式的。参与者以虚拟形象出现，齐聚一堂，能够互相交流，提升疫情下会议的参与感。目前，不少学术讲座、毕业典礼等集会都以元宇宙的方式举行。

全球顶级AI学术会议之一的ACAI，将2020年的研讨会放在了任天堂的《动物森友会》上举行，第七届中国虚拟现实产学研大会(CVRVT 2021)以元宇宙会展形式在元宇宙空间召开。

UC Berkeley、中国传媒大学等高校由于疫情原因无法开展线下集会，转而在沙盘游戏Minecraft （我的世界）中为学生举办虚拟毕业典礼。

旅游

旅游将会是元宇宙的另一大重要应用，传统旅游方式总是人满为患，且时空阻碍人们探索全球各地著名风景和遗迹。而以数字化方式捕捉空间的3D图像，并将其放入云端以展示，游客只需要带上VR眼镜便能够来一场“说走就走”的旅行，各种讲解和仿真式的互动更是帮助游客获得超越现实旅游的沉浸式体验。

Matterport，一家专注3D取景的公司，已经通过VR技术推出埃及五大遗迹，一经推出便深受大家喜爱，无需跨国跨境，游客便可以沉浸式地游览埃及的风貌遗迹，了解其中历史典故。此外，迪士尼CEO表示，元宇宙是迪士尼的未来。当游客们访问迪士尼乐园的虚拟现实版本，能够以数字化身份与各种迪士尼角色交谈、跳舞和玩游戏时，迪士尼或许真的会成为元宇宙“最快乐的地方”。

购物

VR、AR和数字模拟等技术重构线上电商场景,元宇宙在零售方面的应用同样是可以被预见的。在元宇宙中能够创建购物中心，并通过一键下单的简单操作，在游戏般的体验就能够完成消费。此外，元宇宙还能够摆脱实体店的形式和功能，更具想象力的数字购物体验正被开拓。

沉漫式技术为零售电商场景提供更好的空间和载体，正在升级顾客的消费体验。Gucci与Roblox合作推出“The Gucci Garden Experience”虚拟展览，玩家可欣赏展览并选购虚拟单品。天猫上线3D版天猫家装城,为消者提供360°呈现家具装修效果，帮助用户浏览不同风格的装修设计和决策。由于疫情大流行阻止了消费者频繁光顾美容专柜，欧莱雅目前正推广Modiface AR技术，帮助顾客通过手机摄像头尝试化妆品，如口红色调和发色等。

办公

Meta（前Facebook）的CEO马克·扎克伯格在谈到元宇宙时表示，元宇宙广泛地帮助人们体验的是一种存在感，这种存在感让我们的互动方式更加自然。我们今天举行的许多会议时，都在看屏幕上的面孔网格。但我们习惯于与人共处一室并有一种空间感，如果你坐在我的右边，那么这意味着我也坐在你的左边。未来，你可以像全息图一样坐在我的沙发上，而不是仅仅通过电话来做这件事。

远程办公在新冠疫情的影响下变得更加普遍，但传统的远程办公仍然面临一些问题，比如缺少实时互动、沟通效率低等。而元宇宙能够使得虚拟办公以“面对面”互动的方式进行。Google推出了“Project Starline”计划，旨在3D化远程互动形式，参与者能从不同角度观察聊天对象，并进行肢体或者眼神交流。Facebook推出了Horizon Workrooms，这是一种远程协作工具，支持佩戴VR设备的同事们在同一个虚拟会议室中面对面交流，打破屏幕的阻隔感。

车间

英伟达首席执行官黄仁勋在接受《疯狂的金钱（Mad Money）》节目采访时表示，企业可以依靠元宇宙减少成本浪费，提高运营效率。“我们浪费了大量的东西来补偿那些我们没有进行模拟的事实。我们想在元宇宙中模拟工厂，模拟植物，模拟现实世界里的电网。这样一来，我们可以减少浪费，这就是企业会因为元宇宙而获得经济收益的原因。他们会愿意购买这种人工智能能力，借此省下数十亿美元。”

Omniverse是由英伟达开发专为虚拟协作和实时逼真模拟打造的开放式平台。目前，宝马集团利用Omniverse平台提供的虚拟工厂整合了一系列规划数据和应用，并实现了实时协作和无限制的兼容性。宝马股份公司管理董事会董事Milan Nedeljkovi?表示：“由于能够在一个完美的模拟环境中进行操作，宝马的规划流程将被彻底改变”。他表示使用Omniverse有望将宝马的生产规划效率提高30%。

元宇宙生产车间提升了工厂设计和生产的精度、速度，并实现节省成本和提高效率。正如黄仁勋表示，“在物理世界中建造任何东西之前，虚拟地设计、规划和运营他们的未来工厂，这就是制造业的未来。”

医疗

元宇宙在医疗上也能带来许多颠覆性的变革，以下举几个比较容易了解的例子。

• 沉浸式医疗 通过扩展现实创造的虚拟世界，医疗保健的提供者和消费者出于医疗教育、辅助或治疗目的参与其中，而无需本人在现场。

• 区块链技术 区块链可以储存庞大的交易资料，并具有难以篡改的特性，这个特性用在管理病历及个人健康资料这样的高隐私数据就相当安全。

• 数位孪生 数位孪生意思是对任何物体、过程或系统创造一个「虚拟双胞胎」，应用在元宇宙医疗上，就是可以针对病人复制一个跟他一样的虚拟病人，目的是测试病人从手术恢复到对特定药物的反应等，对患者来说是更安全的做法。

元宇宙、Web3.0、NFT

元宇宙是上层建筑，Web3.0是基础设施。

元宇宙和Web3.0均代表互联网的未来，Web3.0是技术发展方向的未来，元宇宙是应用场景和生活方式的未来，二者之间是相辅相成、一体两面的依存关系。

Web发展的几个阶段

为了理解web3.0，我们先回顾一下web发展的几个阶段：

• Web 1.0

在这个阶段，网页是静态的，内容是由服务器的文件系统提供的。此外，这些页面上没有交互性。用户无法对带有评论或喜欢的帖子做出任何“回应”。

• Web 2.0

Web 2.0，即我们今天所熟知的网络。大多数Web 2.0 是建立在Web 1.0技术上的，Web 2.0生态下的互联网公司建立在与启用Web 1.0生态相同的开放环境上，但创建了“围墙花园”(Walled Garden)生态系统以实现社交联系和内容创建。最典型的例子是 Facebook以及 YouTube，它们为社交网络和用户生成的内容创建了“围墙花园”。

此时的网络中不再是静态内容，而是动态的内容，用户现在可以与发布在网络上的内容进行交互。JavaScript、HTML和CSS等技术的发明使用户交互成为可能，这些技术使得开发人员可以构建出用户与内容进行实时交互的应用程序。

Web 2.0的兴起主要是由三个核心创新层推动的：移动、社交和云服务。无论是社交媒体、博客还是播客，在Web 2.0 中都完全基于交互。

这些社交网络培养用户的使用习惯，用户通过评论来参与互动，并可以轻松地与其他人分享文本、图像和音乐等内容。一些在 Web 2.0 中蓬勃发展的著名应用程序有微博、Instagram、YouTube、Facebook、微信等。因此，这个时代的网络也被称为“社交网络”。

• Web 3.0

Web3.0 是结合了去中心化和代币(Token) 经济学等概念，基于区块链技术的全新的互联网迭代方向。

Web 3.0网络允许参与者在没有受信任第三方的情况下公开或私下进行交互。任何人，包括用户和供应商，都可以在未经管理机构授权的情况下参与。

Web 3.0是一个语义网。这意味着我们不仅可以根据关键字来搜索内容，还可以使用 AI 来理解网络内容的语义(即其内在含义)。这将允许机器像人类一样理解和解释信息，语义网的主要目的是使用户能够更轻松地查找、共享和组合信息。

然而如今，Web 3.0一词已经不仅仅意味着语义网络。更确切地说，区块链爱好者使用术语Web 3.0来描述在一个开放和去中心化的架构上构建应用程序的想法。

Web 3.0 的首要目标是使互联网更加智能、自主和开放。Web 2.0 是由移动、社交和云的出现推动的，而Web 3.0 主要建立在新的技术层面上：边缘计算、去中心化的网络结构及人工智能。

Web 3.0与元宇宙

为了让元宇宙成为现实，而不是被资本炒作的概念，它需要开源的、可交互操作的、由大众而非少数人控制的互联网生态环境。

1. 公有区块链技术的诞生，帮助我们朝着更加去中心化的Web 3.0 迈进，元宇宙和更广泛的去中心化网络都是关于现实世界和虚拟世界的融合。因此，拥有可交互操作的开源公链是确保虚拟世界和现实世界能够以无缝方式相互链接的关键技术。

2. Web 3.0 生态本质上是吸收区块链技术的引擎。每个新的区块链概念都会立即被识别并集成到 Web 3.0 中，这将为元宇宙产品提供动力。

3. Web 3.0 意味着互联网访问将是无处不在的—跨地区、跨网络和跨设备。目前，我们主要使用PC和智能手机进行网络连接。未来，通过在可穿戴设备、智能设备、AR/VR 设备、物联网接口及智能汽车等领域提供Web 3.0的方式，互联网的使用范围将爆炸式扩张。

Web 3.0生态在元宇宙世界中主要体现在以下三个方面：

• 去中心化

Web 3.0 将基于去中心化的网络架构。现在的互联网被少数技术巨头和企业以压倒性的力量控制着，它们充当数据和算法的守门人。而新的互联网基于完全开源的架构，不受单个或一组组织的控制，并将通过区块链架构完全去中心化。任何人都可以不受任何限制地使用、修改和扩展互联网数据。这是 Web 3.0 直到最近才变得可行的主要原因之一，用户、创作者和每个在线实体都将存在于一个通过专门设计的协议去中心化的互联网生态中。

• AI及3D技术

AI及3D技术可以帮助用户在虚拟空间中表达自己。可交互操作的框架可以将用户的化身带入元宇宙中。包含游戏、音乐、戏剧和元宇宙中的许多其他应用程序的新型在线体验将成为重新组合这些自我表达形式的方式。为了在最广泛的应用程序中实现这一点，我们需要一个可交互操作的虚拟身份并搭建高度拟真的空间环境。AI和3D技术是实现这些的核心技术。

• 创作者经济

Web 3.0为下一代Play-to-Earn(P2E)提供了创意框架。近年来，很多人通过电子竞技、直播或其他形式的游戏来赚钱。有数以百万计的玩家渴望将他们的爱好变成谋生手段。

Web 3.0的目标是在创作者经济中取得更好的平衡。目前，关于在线创作者如何获得报酬的制衡机制很少。同时，用户激励的概念也不明确。例如，用户可能会因为愿意分享他们的数据以保持透明而获得代币或加密货币的奖励。这种明确的激励措施将成为 Web 3.0 体验的重要组成部分。

NFT与元宇宙

NFT(Non-Fungible Token)被译为“非同质化代币”，即一种在区块链技术支持下的加密数 字凭证，用以记录艺术品或收藏品等虚拟数字资产的所有权。该凭证上标示着特定数字资产的 历史交易信息、交易方数字签名、资产元数据(或指向元数据的链接)以及赋予持有人或创作 者的相关权益等内容，并通过生成具有唯一性的编码，实现数字资NFT(Non-Fungible Token)被译为“非同质化代币”，即一种在区块链技术支持下的加密数 字凭证，用以记录艺术品或收藏品等虚拟数字资产的所有权。该凭证上标示着特定数字资产的 历史交易信息、交易方数字签名、资产元数据(或指向元数据的链接)以及赋予持有人或创作 者的相关权益等内容，并通过生成具有唯一性的编码，实现数字资产的所有权确认、流转。我 们认为，NFT 作为元宇宙重要底层设施，通过数字资产确权和价值衡量，实现元宇宙中的交易流通和价值转移，是搭建元宇宙社会形态中经济体系的核心要素。

简单概括来说，NFT对元宇宙来说，有几个重要意义。

• NFT非同质化的特有属性决定了它可以成为验证身份的凭证，它可以作为一块砖，哪里需要哪里搬。 Web 3.0很好的引入了“去中心化互联网”的概念，它的目标是在无中介的读写网络中提供更好的以用户为中心的体验。而NFT，可以很好的帮助解决Web 3.0中用户的身份认证问题。

• NFT可以为Web 3.0提供数字所有权的确权，通俗点来说，这算是一种“价值肯定”。Web 2.0，很多用户的作品需要依托中心化的互联网平台，一旦发布，无法以可验证的方式证明出处，原创作者很难对自己的数字艺术作品进行确权，这也就使得抄袭剽窃之风大行其道。而NFT则可以有效的解决数字所有权的确认赋能，在NFT属性的“加持”下，用户们可以很好的把自己的作品“封装”起来，这将使得剽窃者和抄袭者无处下手，原创作者们据此也就有了属于自己的“最高主权”。

• NFT所具备的“数字所有权确权”这一核心属性支撑了Web 3.0的崛起，而Web 3.0本身具备的“生命数字化”的特征又将奠定元宇宙生态世界的核心基础。只有在Web 3.0的生态体系下，元宇宙才可以持续且生态的发展，进入主流，并成为人们生活不可或缺的一部分。因为Web 3.0可以保证用户数字资产的所有权，Web 3.0技术的发展从根本上让元宇宙实现了其对标现实世界底层逻辑的复刻，给元宇宙的爆发提供了核心技术支撑。

而NFT的特有属性能够全方位证明用户本人是数字物品和资产的所有者，没有任何第三方可以以任何形式夺走它们，也不用受开发平台的控制所谓数字所有权，资产在数字世界实现了其在现实世界的唯一性，稀缺性和可交易性。用户收回了自己数据的所有权，他们也能够控制自己的数据，在加密，去中心化的计算机网络中，形成分布式数据中心，无需将数据和隐私权让渡给平台。也正因此，借助NFT的力量，用户可以享受到真正的数字所有权。

元宇宙核心技术

高速无线传输

无论是远程执行计算繁重的任务、访问大型数据库、还是在用户之间提供共享体验，都离不开网络与通信，元宇宙时代所需要的沉浸式体验，要求网络具有低延迟、大带宽、高可靠性等特点。5G/6G作为新一代信息化基础设施的出现，为元宇宙的沉浸式体验提供可能。

虚实世界的桥梁 - 物联网技术

物联网（Internet of Things, IoT）在元宇宙的网络基础设施的实现和发展中将发挥重要作用。虚拟世界与现实世界的泛在连接，离不开大量传感器、智能终端等物联网设备实时采集和处理数据，故物联网可为用户提供真实、持久且顺畅的交互体验，是虚拟世界与现实世界的联接和桥梁。

云计算、雾计算与边缘计算

具有算力动态分配的云计算是元宇宙最重要的网络基础设施。元宇宙的构建需要一个强大的算力系统处理数据，当前的算力架构依然无法满足元宇宙对于低用户门槛、高体验感的需求，云计算一定程度上能够推动算力发展。

在云上存储数据，即云存储（Cloud storage）,一般不用考虑存储容量、存储设备类型、数据存储位置以及数据的可用性、可靠性和安全性等繁琐的底层技术细节，按需付费就可以从云服务提供商那里获得近乎无限大的存储空间和企业级的服务质量。

元宇宙在构建过程中产生的大量数据需要云计算按需调配资源，以进行海量数据处理及存储，但若把所有的资源都集中在云端，那对于元宇宙的沉浸感体验、负载均衡以及能量消耗将带来巨大的挑战。

对此，需要在本地部署带有计算和存储功能的设备，以缩短终端用户到计算和存储资源的距离，这就需要雾计算来支撑。雾计算由终端用户层、雾层及云层构成，雾层的存在极大地降低传统云计算的时延，可以自己向用户直接提供服务，还可以利用云层强大的算力和存储能力协同进行服务。

雾计算中更加靠近边缘终端的部分，称之为边缘计算（Edge computing）。边缘计算可将元宇宙计算所需的大型服务分解为小巧且易于管理的子任务，并将这些任务分散到边缘节点去处理。边缘计算在物理上更接近终端用户，进一步将迟延时间最小化，为用户流畅、优质的体验提供保障。

虚实对象连接、建模与管理

现实世界中的人和物以另一种虚拟身份的形式存在于元宇宙，这将构建成一种新型的虚拟社会，并在新的虚拟社会中重塑数字经济体系、社会关系等。然而，虚实对象的映射与连接、虚拟社会的构建与管理离不开X联网(Internet of X, IoX)、身份建模、社会计算、去中心化管理技术的支持。

1、IoX X联网包括物联网、人联网和思维联网。

● 物联网（IoT）在物理空间和元宇宙之间建立虚实对象的泛在连接，将物理对象映射到虚拟世界中。

● 人联网（Internet of People, IoP）描述的是由各种人类节点组成的互连网络。在元宇宙时代，IoP在人类社会和元宇宙之间建立了虚实对象的泛在连接，从“社会关系的数字化”过渡到“人与世界的关系数字化。

● 思维联网（Internet of Thinking, IoTk）强调思维创造的过程，进一步深化思维空间与元宇宙之间的互动，使得元宇宙中的对象拥有自动获取、处理、学习和思考知识的自适应感知能力，克服时间和空间的限制，可在不同的地点和时间交换思想，实现准确、高效及便利的合作与交流。

2、身份建模

随着多种技术的融合以及新兴技术的出现，进入元宇宙的对象数量和种类将急剧增长，如何对物理对象的身份标识进行建模及解析，以实现物理对象在与元宇宙的感知和映射，这将是未来发展元宇宙的核心问题之一。物理对象身份标识主要包括唯一标识法和非唯一标识法。其中，唯一标识法采用外界赋予对象的标识号，标识身份并应用于对象的网络身份/资源的发现、寻址和访问等，除了使用Bar Code技术、QR code技术、RFID技术等外界赋予的对象身份，还有利用对象的生物属性、时空属性等自身属性信息进行身份标识，典型的有利用虹膜、人脸、指纹等生物特征标识与解析技术等。

除元宇宙中映射的物理对象外，存在于元宇宙的人类也需要身份标识，其被称为“虚拟数字人”。“虚拟数字人”是元宇宙的重要参与者，也是大众最能接受的元宇宙表现形式之一。在未来，元宇宙用户分为两类：虚拟原生人和数字人。虚拟原生人（如，虚拟偶像、虚拟主持人、虚拟记者等），与现实世界不存在映射关系，脱离现实世界而存在；数字人则是指现实世界中的人类在虚拟世界的数字分身。无论是虚拟原生人还是数字人，都需要身份标识以便对其管理及研究。

3、社会计算

社会计算具体包括社交网络分析(Social network analysis)、群体智能(Swarm intelligence)、人工社会(Artificial society)等。社交网络分析指的是利用图论、代理模型等方法对个体之间通过社会关系结成的网络体系进行研究。群体智能指的是在集体层面表现得分散的、去中心化的自组织行为。人工社会指的是通过对复杂社会问题建立计算机模型，进行实验分析并提供决策支持。

社会计算以处理社会关系为导向。元宇宙的出现，虚拟社会关系不会取代现实中的社会关系，但会催生线上线下一体的新型社会关系。通过社会计算研究人类的行为、新型社会关系能够预测元宇宙的运行规律及未来发展趋势，同时在元宇宙中更容易收集用户的位置、年龄、偏好等数据信息，进行深度挖掘以更好地构建元宇宙中的社会运行机制。

4、 去中心化管理技术

元宇宙中的对象在身份建模、IoP、IoTk、社会计算等技术的支持下，拥有独立的身份、思维、行为及社会关系。根据需求，可在元宇宙中组建社区、城市，共同构建区别于或类似于现实世界的法律法规，衍生出新的虚拟社会文明。但实现这一切的前提是，元宇宙需要拥有独立的经济系统和经济属性。

元宇宙的每一块组成部分信奉的是去中心化概念，需要借助去中心化底层技术来重塑元宇宙的数字经济系统。去中心化技术的典型代表区块链，借助区块链加密算法、共识机制、智能合约等技术，可能会为元宇宙发展提供新的金融体系，为用户提供保险、交易、证券化等虚拟资产的金融服务，也可实现虚拟世界与现实世界经济体系的联动。

但是元宇宙经济系统不等价于互联网经济系统，它不是互联网经济系统的复制品。需要说明的是，独立的去中心化金融体系，与现实社会中的国家治理、主权货币等机制往往是矛盾的，这也许是元宇宙未来发展的制约。

元宇宙虚实空间交互与融合技术

虚实世界的交互、虚实世界视觉、听觉、触觉、嗅觉的统一，是元宇宙虚实空间融合的基石，这离不开扩展现实、电子游戏及脑机接口等技术。

1、扩展现实技术—从“二维界面”到“三维场景”

随着科技的进步，扩展现实技术诞生，将人机交互从二维界面过渡到了三维交互，大大增加了人们的沉浸感体验，这逐步变成了构建元宇宙技术支柱之一。实现其中的交互效果，XR及全息影像将承担重要角色。

● 虚拟现实 (Virtual reality, VR)是一个先进的、理想化的虚拟现实系统，为用户提供了完全沉浸式的体验，让他们感觉自己置身于现实世界。增强现实 (Augment reality, AR) 通过设备识别和判断（二维、三维、GPS、体感、人脸和其他识别对象）将虚拟信息叠加在基于识别对象的位置上，并显示在设备屏幕上，从而实现虚拟信息的实时交互。

● 混合现实 (Mix reality, MR) 是一种结合现实世界和虚拟世界的新型可视化环境。在新的可视化环境中，物理对象和数字对象实时共存和交互。VR/AR/MR的边界将在未来变得模糊，成为一种融合产品。目前，元宇宙采用的主要交互方式是为用户创建高度交互的虚拟世界。

● 全息影像是通过光学的手段呈现物体真实的三维图像的记录和再现技术，是计算机技术和电子成像技术结合的产物。利用相干光干涉，记录光波的振幅信息和相位信息，得到物体包含形状、大小等的全部信息。全息影像技术是真正的三维立体影像，用户在不借助可穿戴设备的情况下，就可以在不同的角度裸眼观看全息影像。随着技术的发展，全息影像技术可以模糊现实世界和虚拟世界的边界，这将为真正实现元宇宙打下坚实的基础。

2、电子游戏技术—游戏“泛化”打造元宇宙应用场景

电子游戏技术，是元宇宙的最直观的表现方式，不仅可以为元宇宙提供内容创作平台，还可以实现娱乐、社交场景的聚合。元宇宙产品实质是游戏的泛化（娱乐游戏、严肃游戏等）。

游戏开发中，最重要的是游戏引擎，类似于制造机床的母机床，这也将是大规模元宇宙平台的“卡脖子”技术之一。游戏引擎的出现降低了游戏设计者及开发者建立虚拟场景的难度，使他们无需从基础的代码做起。其发展决定了元宇宙中NPC建模、场景实时渲染、用户操作与交互等方面的质量及性能，让用户有更加接近于真实世界的体验。

目前比较知名有：Unreal、Unity、Cryengine3 等。

3、脑机接口技术—助力元宇宙“虚实相生”

脑机接口(Brain-computer interface, BCI)是通过识别大脑信号，对大脑活动过程中脑信号进行编码和解码。用户通过脑机接口进行操作，如玩游戏、打字等。脑机接口技术通过将个人的大脑信号解码成计算机设备可识别的命令，将人类的神经世界和外部物理世界连接起来，其过程主要包括：脑电信号采集、脑信号处理、设备控制及信息反馈四个方面。

脑机接口技术让人类突破身体、可穿戴设备的限制，特别是可以帮助残障人士以一种新的姿态重新融入到社会中。这种姿态是意识与思维的融入，将真正达到虚实空间融合，助力元宇宙虚实相生。

质疑与挑战

• 安全性

虚拟的世界和真实世界一样，一样会产生诈骗或是性骚扰等犯罪行为。

在虚拟的世界中，谁来管制犯罪行为和维持秩序仍然是个待解决的问题。

• 隐私问题

就像 Facebook 的隐私权争议一样，许多人对于 Meta 的隐私保护持着不信任的态度。

虚拟世界中如果没有能跟上技术变革的隐私法保护，那么人类被追踪的可能性将会愈来愈大。

就像现在脸书能够透过用户的行为追踪他们的喜好跟兴趣，未来 Meta 甚至可以追踪用户的眼球跟面部表情，个人的隐私权在虚拟世界中几乎是荡然无存。因此，隐私权的保护是各元宇宙平台极需重视的问题.

• 健康问题

虚拟世界对人类带来的身心问题是另一个备受关注的议题。

在身体方面，长期使用穿戴装置可能对身体带来不适感，例如类似晕车的恶心感，或是颈部及耳朵不适。

在心灵方面，已有研究证明虚拟世界跟精神疾病之间存在关系，尤其是涉及幻想和幻觉方面的精神疾病。

在一项研究中，测量了 100 名 20 岁至 30 岁的使用者的网路使用问题 (PIU)：抑郁、焦虑和精神分裂症特征，其中约有 30% 的人表现岀有PIU的问题。此外，青少年网路成瘾也是令许多父母及老师头痛的问题。

• 技术问题

元宇宙需要强大的硬件和软件基础，现阶段沉浸式设备的价格昂贵，硬件算力，软件平台等各个方面都存在很大的不足，离构建一个宇宙的技术能力还有很大一段距离。

• 政策和法规

目前大部分政府对元宇宙持较为谨慎的态度，目前相关法律法规不够完善。一些不法分子也会借机利用、捆绑，甚至虚构“元宇宙”概念，从事违法犯罪活动。如随着NFT(非同质代币)、虚拟货币等新型数字财产有了更广泛的投资交易空间，容易为新形式的洗钱、赌博、诈骗、传销等违法犯罪活动提供通道。

参考资料

1. 终于有人把web3.0讲明白了

2. NFT与Web3.0：同生共振，实现双赢

3. 维基百科-NFT

4. 元宇宙十大应用场景

5. 元宇宙有哪些应用（解读医疗元宇宙场景有哪些应用）

6. 维基百科-元宇宙

7. 元宇宙是什麼？一篇文帶你看懂它可能帶來的商機、應用，以及面臨的爭議與挑戰

8. 元宇宙技术综述

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开 发 者 ： KaiFaX

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