元宇宙虛擬世界(元宇宙:虛擬世界的落地)

一、元宇宙概念的提出

元宇宙（Metaverse）的概念最早來源于美國科幻小說作家尼爾斯蒂芬森（Neal Stephenson）的一本科幻小說《雪崩》。小說描述了在未來高科技水平低生活條件下，政府倒臺，財閥當政，人們大多選擇通過公共入口，以各自不同的“化身”（Avatar）形象連接進入一個名為“元宇宙”的在線虛擬世界，在其中進行社交、娛樂、消費等。《雪崩》中有這樣一句話：“名片背面是一堆雜亂的聯絡方式：電話號碼、全球語音電話定位碼、郵政信箱號碼、六個電子通信網絡上的網址，還有一個‘元宇宙’中的地址。”由此可見，元宇宙從被提出開始，就是一個建立于數據之上的虛擬世界。我們通過一些軟硬件設施的輔助，增強虛擬世界的真實性。根據維基百科的解釋，元宇宙Metaverse被定義為“一個集體虛擬共享空間，由虛擬增強的物理現實和物理持久的虛擬空間融合而創造，包括所有虛擬世界、增強現實和互聯網的總和。”

二、元宇宙的爆火

2021年被稱為元宇宙元年。網絡巨頭們對元宇宙眾星捧月般的追捧，讓元宇宙的概念迅速躥紅。

Facebook創始人及首席執行官扎克伯格在接受專訪時表明，Facebook要在5年內從社群公司轉變成元宇宙公司。騰訊早在2019年就參與到Roblox的融資中，之后拿下其中國版游戲《羅布樂思》的獨家代理權，這款游戲已于2021年7月13日正式上線。8月底以來，字節跳動斥巨資收購國內VR硬件廠商Pico;紅杉資本投資了F2P社交游戲平臺Rec Room;五源資本投資了社交領域的綠洲VR、做游戲引擎的Bolygon等。

2021年6月初，圖2-1是輝達(NVDIA)共同創始人首席執行官黃仁勛通過虛擬合成影像現身電玩展，他曾說：“許多人不斷談論元宇宙，我相信我們正邁向元宇宙的風口浪尖。元宇宙是一個與真實世界互相連結、多人共享的虛擬世界，有真實的設計、實體經濟。你有一個化身，這個化身屬于你，或就是你本身，可能具有你的真實頭像，或是一個代表角色。”

圖2-1 黃仁勛虛擬合成影像 （圖片來自網絡）

眾多巨頭對元宇宙出手闊綽，使元宇宙這個本來屬于科幻小說中的概念成為業界追捧的對象。但是很多人對元宇宙的印象局限于虛擬游戲，事實是這樣的嗎？

元宇宙并不是一款游戲產品，它之所以如此激動人心，是因為它被認為是互聯網進化的未來。互聯網界目前對于元宇宙的共識是：它是從互聯網進化而來的一個實時在線的世界，是由線上、線下很多個平臺打通所組成的一種新的經濟、社會和文明系統。比如《頭號玩家》中主角會在“綠洲”里線上買裝備，線下收貨；人們線下努力掙錢只為購買線上裝備；更有人為“綠洲”里的“IOI公司”線上打工掙錢等等。這些都是比較典型的元宇宙作為“新的經濟、社會和文明形態”的特征 [1]。

三、元宇宙的關鍵支撐技術

元宇宙的關鍵支撐技術有六個，分別是區塊鏈技術、交互技術、電子游戲技術、人工智能技術、網絡與運算技術以及物聯網技術。

區塊鏈技術

區塊鏈是一個分布式的數據庫，也是支撐元宇宙經濟體系最重要的技術。它可以給玩家提供數字化的虛擬身份，通過智能合約建設一個全新的經濟系統，通過NFT創造豐富多彩發內容等。區塊鏈技術支撐身份，保障了公信力。

交互技術

交互技術是為元宇宙用戶提供沉浸式體驗的基石。交互技術離不開AR、VR等。這些技術可以模糊現實與虛擬的邊界，是通往“元宇宙”的關鍵路徑。在云棲大會上，阿里人工智能實驗室計算機視覺首席科學家譚平在演講中指出：“AR/VR眼鏡是即將普及的下一代移動計算平臺，元宇宙則是基于AR/VR眼鏡的下一代互聯網。”

電子游戲技術

電子游戲技術是元宇宙的搖籃與根本呈現方式，為元宇宙提供平臺進行創作、社交、互動。游戲引擎是元宇宙場景數字內容的最關鍵技術支撐；3D建模技術讓元宇宙高效搭建各類素材；實時渲染是元宇宙逼真場景的重要技術支撐 [2]。 圖3-1展示的《Half Life：Alyx》，是一款繼承于《Half life Ip》，全新準3A，VR大作。該游戲將VR游戲交互和細節，提升到了一個全新的高度。它憑借高性價比、良好用戶體驗的特點受到游戲玩家的一致好評。

圖3-1 被稱作3A大作的VR游戲《Half Life：Alyx》（圖片來自網絡）

人工智能技術

人工智能技術為元宇宙提供了基礎設施建設以及海量內容生產，通過優化元宇宙的智慧化程度，改善用戶體驗。

網絡及運算技術

網絡及運算技術是元宇宙根本技術支持。5G/6G網絡保障了元宇宙的高速運行，云計算支持海量用戶同時在線，邊緣計算具有可拓展性和可靠性，極大改善用戶體驗。

物聯網技術

物聯網技術是元宇宙中虛擬世界與現實世界連接的技術保障。為達到虛實結合的情景，物聯網技術對元宇宙的發展至關重要。應用層是最重要的技術支撐，它管理了元宇宙的虛實連接；網絡層確保了元宇宙與現實間的信號傳輸；感知層為元宇宙感知現實世界的信息提供技術支持。[2]

四、展望元宇宙發展前景

支撐技術的迅速發展不斷給元宇宙的未來帶來新的突破。同時，元宇宙也為人類社會的數字化提供了新路徑。未來元宇宙的發展，可能會為我們帶來一個新的商業時代。

首先，元宇宙在游戲領域的應用最為可觀。從《頭號玩家》中的“綠洲”，到如今國內外游戲領域巨頭提出各種元宇宙概念，元宇宙已經引燃游戲領域。2021年4月，圖4-1是世紀華通開發的模擬類游戲《LiveTopia》，它在全球最大的元宇宙社區Roblox上線，500萬日活躍用戶、4000萬月活躍用戶讓這款游戲成為首個現象級元宇宙游戲。

圖4-1 《LiveTopia》游戲 （圖片來自網絡）

其次，除游戲領域外，元宇宙在社交領域的應用也值得一提。在2020年新冠疫情下，人們不得不大規模通過線上渠道進行交流。圖4-2是電影《王牌特工》中特工們進行虛擬視頻會議的場景，試想如果現實中人們能在元宇宙進行視頻會議，他們可以通過肢體語言來交流，他們的形象就不再呆板固定。在10月29日的Connect開發者大會上，扎克伯格宣布Facebook正式更名為Meta，更改戰略為All in元宇宙。

圖4-2 電影王牌特工中虛擬視頻會議場景 （圖片來自網絡）

元宇宙在教育領域的應用也值得關注。所謂“言傳身教”，在教育過程中，很多信息不能只通過語言或者文字來傳遞，必須通過教師當面教授。由于教育資源分布的不均勻性，很多地方缺乏優秀教師，加上其他意外因素，如疫情對教師面授帶的困難等。這些因素阻礙了教育的普及。正如前文所述，盡管在線會議系統可以解決教育普及的部分問題，但這種在線教學方式不夠生動，互動性差，難以保證教學質量。如果借助元宇宙技術，那么便可以輕而易舉地解決這些問題。不僅如此，在元宇宙中，教師還可以展示很多在現實中難以展示的教學材料，例如復現復雜的實驗等。[3]

元宇宙的應用還存在于生活領域中。在云棲大會上，阿里人工智能實驗室計算機視覺首席科學家譚平在演講中展示了與天貓合作的全息店鋪的案例。在這個全息店鋪中，用戶擁有沉浸式的購物體驗。他還展示了與酷家樂合作構建的全息家居模型，通過對家庭環境和家具的三維建模，用戶可以在場景中搭配家具，提前預覽裝修效果，做到所見即所得，所得及所想。

五、結語

元宇宙在眾多領域中有著大量應用，它是建立于數據之上的虛擬世界，在這個世界中每個人都有無限可能。微軟操作系統叫Windows系統，通過窗口實現用戶交互。未來我們在元宇宙中的交互將是三維的，顯示和交互是最底層的應用。當顯示和交互方式發生重大變化時，上層應用一定會發生巨大革命。元宇宙要實現從全息構建、全息仿真到虛實融合甚至虛實聯動的過程，還有很長的路要走。

作者：沈星彤

指導教師：寧老師

參考文獻

[1] 未來媒介的進化邏輯_“人的連接”...到“元宇宙”再到“心世界”的未來_喻國明[J].

[2] 張悅凱 王子威 上海大學. 淺析元宇宙概念在國內的發展現狀及前景_張悅凱 王子威 上海大學[N]. 山西科技報. 2021-10-25.

[3] 劉艷. 眾星捧月下的元宇宙究竟是真火還是虛火_劉艷[J]. 中國商界, 2021(10): 30-31.