關于宇宙的應用(元宇宙系列之數字底座及應用發展)
元宇宙的六大底層技術
元宇宙的技術底座
（來源：清華大學新媒體研究中心）
1）網絡及運算技術（Network）
一方面，元宇宙需要更高速率的 5G 網絡作為基礎通信保障，保證AR/VR等硬件設備能夠大規模的接入、具有實時流暢的沉浸式體驗。
另一方面，元宇宙還需要云計算、邊緣計算等強大的算法來支撐體系的運行。云計算主要做全局性、非實時、長周期的大數據處理和分析邊緣計算主要用于局部性、實時、短周期的數據處理和分析，二者協同為元宇宙提供高效率的維護。
在配套算法上，過去以CPU為代表，主要計算串行指令，未來有望逐步遷移到GPU，大規模的并行計算而提高效率。
2）人工智能技術（AI）
主要用于在元宇宙各個場景中進行海量內容的生成、展現、維護及分析預測等，如 AI 交互識別、虛擬人物的溝通、游戲情節的自動生成、各虛擬場景的建設、維護和分析預測等。
3）區塊鏈技術（Blockchain）
支撐元宇宙經濟體系的重要基礎，主要基于去中心化機制，通過NFT、智能合約等區塊鏈技術的應用，使元宇宙的經濟價值系統更加公開、透明、高效、及具備不可篡改性。
4）物聯網技術（Internet of Things）
能夠將計算設備、機器等相互聯系，不需要人與人、人與設備之間的交互。其中，數字孿生是構建元宇宙必不可少的技術之一，主要是通過掃描、提取物理模型再將其以 3D 可視化方式映射到數字世界中。
該技術最早應用于工業制造中，比如將汽車制造設計的平面圖以3D方式進行呈現，而元宇宙是非常需要數字孿生技術來建立豐富而逼真的場景來打造沉浸式體驗感的。
5）交互技術（Interactivity）
主要應用于往返虛實入口的設備，主要包含VR（虛擬現實）/AR（增強現實）/MR（混合現實）等，甚至更加復雜的全息影像、腦機交互及傳感技術等。
目前，包括Oculus Quest2 在內的主流產品僅支持到雙目 4K、刷新頻率 90Hz，若達到流暢平滑的真實感需 16K 分辨率、120Hz 以上的刷新率，當前的技術無法支撐如此大的數據量，因此當前的交互技術也是制約元宇宙沉浸感的最大瓶頸所在。
6）電子游戲技術（Game）
主要包括游戲引擎相關的3D建模和實時渲染等技術，數字孿生相關的3D引擎和仿真技術等。
現實世界中的游戲具備低時延、高交互性等特征，這也同樣適用于高度開放的元宇宙。游戲能夠提供低門檻的引擎和開發設計工具供普通用戶使用，同樣也為普通的元宇宙原住民提供了參與構建元宇宙虛擬世界的創造工具。
元宇宙的價值產業鏈
元宇宙的價值產業鏈
（資料來源：騰訊網，Jon Radoff《Building the Metaverse》）
美國游戲開發商 Beamable 的創始人 Jon Radoff 提出，元宇宙的產業鏈可分為 7 個層次，由內到外依次是：
1）基礎設施：主要包括 5G、云計算、芯片等在內的底層架構。
2）人機交互：主要是作為虛實界面入口的硬件設備，包括可穿戴智能設備、VR 眼鏡/頭顯等。
3）去中心化：主要是利用區塊鏈技術、云計算等來搭建元宇宙世界體系，為每位元宇宙用戶提供一個獨一無二的身份 ID。
4）空間計算：主要是利用數字孿生相關的 3D引擎和仿真技術等，將元宇宙世界 3D 化的過程。
5）創作者經濟：主要是運用 NFT、智能合約等區塊鏈等技術幫助元宇宙創作者進行內容創造、資產價值衡量及貨幣化的過程。
6）渠道：與現實世界類似，渠道主要是指用戶接收到內容的途徑，比如應用商店、廣告、代理商等，也是元宇宙體系中可以用來變現的途徑。
7）體驗：主要是指用戶層，包括游戲、社交、體育、教育、旅游、會展、購物等多種生活化應用場景，用戶可在此用虛擬化身份進行虛擬化的體驗。
全球知名廠商相繼布局元宇宙
元宇宙的廠商布局情況
（資料來源：清華大學新媒體研究中心《2020-2021 年元宇宙發展研究報告》）
2021 年可以說是元宇宙的元年，全球多領域巨頭相繼宣布入局元宇宙業務。例如，
海外方面：
4 月，英偉達宣布將推出面向企業的實時仿真和協作平臺 Omniverse ，一個被稱為“工程師的元宇宙”的虛擬工作平臺；
9 月，Facebook承諾投資 5000 萬美元用于構建元宇宙，并計劃在未來五年內在歐盟招聘 10000 萬名員工以幫助建設元宇宙，此外 Facebook 于 10 月 28 日正式更名為“Meta”。
國內方面：
8 月，字節跳動宣布收購 Pico 布局 VR 等硬件領域。
11 月，騰訊在 2021 數字生態大會上表示，正在海量算力、實時分析、極致傳輸三個方向上發力，為全真互聯儲備技術力量。
從廠商布局來看：
英偉達、高通、Epic 等工具型公司主要為元宇宙提供算力、芯片、引擎等底層支撐工具；
Facebook、Apple、微軟、騰訊、華為等科技巨頭多從硬件及操作系統入手，同時兼顧內容與場景的平臺搭建；
以 Roblox 為代表的內容型公司則專注打造包括游戲在內的多元化虛擬場景應用。
從產業發展規律看：
底層基礎設施、硬件設備等有望最先受益，場景應用端將隨硬件的技術進步而迎來爆發式的需求增長。
元宇宙的技術進程
Gartner 成熟度曲線
（資料來源：Gartner 中國官方網站）
Gartner 技術成熟度曲線，即炒作周期，是指新技術、新概念經過初次媒體曝光后隨時間變化的曲線。
Gartner 曲線主要分為五個階段：
1）技術萌芽期（萌芽）：當得到媒體和行業對技術創新的關注時，炒作就開始了。
2）期望膨脹期（過熱）：外界對于創新的期望值遠高于新技術所展現的能力現狀。
3）泡沫破裂期（低谷）：由于新技術的性能、采用速度過慢、財務回報不足等導致外界對結果的失望遠大于最初的期望。
4）穩步爬升恢復期（復蘇）：行業早期堅持者克服障礙、新技術開始體現優勢，用戶滲透率有所提升，業績開始進入兌現期。
5）生產成熟期（成熟）：創新成果被廣泛接受和應用，滲透率開始急劇提升，行業龍頭逐漸形成。
該曲線很好的反映了一項新技術從誕生到被市場廣泛采用的過程。
在實際社會中，有些創新技術在經歷市場的驗證后得以大放異彩，因此誕生無數行業巨頭，如 Apple、微軟、騰訊等；也有些創新技術在誕生后被驗證商業邏輯和市場化存在重大缺陷，泡沫破滅后逐漸退出歷史舞臺，如柯達的數字成像。
元宇宙是多種創新技術的融合，因此我們可以從底層核心技術的發展情況來窺探元宇宙的技術進程。
從 Gartner 曲線來看，元宇宙所需的 5G、VR/AR/MR、區塊鏈、AI 云服務、數字孿生等底層核心技術基本已經跨越早期的泡沫破裂期，VR/AR/MR 等智能硬件技術已經處在穩步爬升期、甚至接近成熟期的邊緣，5G 用戶滲透率也在逐漸提升。
當然，元宇宙還需要克服很多底層關鍵技術，比如邊緣計算、NFT、去中心化身份等技術尚處在 Gartner 曲線的技術萌芽或期望膨脹期。
總體來看，元宇宙的底層核心技術的進度快慢不一，但整體趨勢在不斷地走向成熟。
（資料來源：Gartner 中國官方網站）
以下分別從基礎設施、硬件設備和內容場景三個方面來分析元宇宙的相關情況。
一是基礎設施端：
從 5G 用戶滲透率來看，元宇宙內容場景落地及業績釋放至少在2-3 年以后。
參照 2012 年-2015 年 4G 網絡下的科技牛市，當 2013 年智能手機滲透率超過 70%的時候，移動端的手游收入開始呈現爆發式增長，游戲板塊的收入和業績彈性也超過了消費電子。
中國智能手機滲透率與中國手游市場收入增速
（資料來源：工信部,伽馬數據，財信證券）
2019 年工信部下發 5G 牌照，截至 2021 年底，我國 5G 終端用戶規模約 4.97 億人，滲透率接近 30%。預計 2022 年底 5G 滲透率能突破 40%，而達到 70%則還需要至少 2-3 年時間。
中國 5G終端用戶及其滲透率
（資料來源：工信部，財信證券）
元宇宙的建立離不開 5G 通信網絡，因此從基礎設施端來看，元宇宙內容場景的落地及業績釋放至少需要 2-3 年以后。
二是硬件設備端：
VR 硬件性能不斷成熟，出貨量提升鋪墊設備基礎。
從 VR 盒子、PC VR/游戲主機 VR，再到移動端 VR 頭顯，VR 一體機成為主流頭顯方式。
VR 硬件的產品進化路徑
（資料來源：VR 陀螺）
2016 年，谷歌推出 Cardboard VR 盒子，但出現延時、畫面差、易眩暈等問題。HTC、索尼等大廠不斷改善設備性能，推出了 HTC VIVE、Oculus Rift 等配置高、功能全、沉浸感深的高端替代設備，由此帶動2019年VR一體機銷量同比增長1.33倍至280萬臺。
然而，直到 Facebook 旗下的 Oculus Quest 系列問世，才帶來 VR 歷史上跨時代的意義。
2019 年 5 月，Facebook 發布了支持 inside-out、6DoF 空間定位及其他高性能的一體機Oculus Quest，從 3DoF 到 6DoF 的升級明顯提升了硬件使用體驗。
2020 年 9 月，Facebook在提升性能和降低售價的基礎上正式推出 Oculus Quest 2，由此引爆了消費 VR 市場。
根據 VR 陀螺報道，截至 2021 上半年，Oculus Quest 2 累計銷量已達 600 萬臺，2021 全年銷量或接近 1000 萬臺，預示著 C 端 VR 消費或將迎來拐點。
此后，大多數廠商沿著 Oculus Quest2 的技術路徑推出類似產品，不斷朝輕薄、低價、多元交互等方向迭代。
三是內容場景端：
以游戲管中窺豹，目前最接近元宇宙形態的主要是 VR游戲和 UGC游戲平臺。
VR 游戲方面：優質內容提振硬件銷量。
2020 年 3 月 24 日，Valve 推出 3A 級 VR 游戲大作《半衰期: Alyx》，上線首日玩家最高人數達 4.29 萬人，并與硬件綁定推出免費提供該款游戲的促銷包。游戲的強交互感、歐美地區疫情影響及捆綁促銷等影響，該款游戲也與 Valve 的 VR 設備形成了協同效應。根據 PlayTracker 數據測算，《半衰期：愛莉克斯》的預售數量超過 30 萬份，其中 11.9 萬用戶同時購買了 Valve Index 的配套設備。
此外，根據 VR 陀螺，2020 年 4 月 Steam 平臺新增 95 萬 VR 客戶，Steam VR 頭顯銷量達到 270 萬，占用戶總數的 1.91%，較此前水平明顯提高。
UGC 游戲平臺：
Roblox 打造了全球最大的虛擬社交和游戲 UGC 平臺，是目前被認為最接近元宇宙的形態。
Roblox 完全面向用戶打造了一個自由的虛擬世界，實現了用戶UGC 游戲與經濟系統的循環，即用戶通過購買虛擬貨幣 Robux 并在平臺內進行交易，同時創作者也可通過 UGC 游戲獲得分成。
Robox 全球日活用戶數及其增速
（資料來源：wind）
Robox 用戶時長及其增速
(資料來源：wind)
從元宇宙的 8 個屬性來看，Roblox 兼具用戶身份、強社交性和開放性、UGC 內容創作及閉環經濟系統，唯在深度沉浸感方面還有所欠缺，被認為是目前最接近元宇宙的應用形態。
游戲有望成為元宇宙最先落地場景
根據 IDC 公開數據，2020年全球 AR/VR 市場相關支出規模達 106.7 億美元，較 2019年同比增長 35.3%，預計 2020 年-2024 年的年均復合增速將達 76.9%。
其中，2020 年中國 AR/VR 相關投資達 40.9 億美元，同比增長 65.9%，高于全球平均漲幅；占全球市場份額的 38.3%，為支出規模第一的國家；預計到 2024 年中國 AR/VR 相關投資超過 200 億美元，年均復合增速約 40%。
中國 AR/VR 支出規模預測
（資料來源：IDC 中國,2020）
全球 VR/AR 行業融資并購金額
（資料來源：VR 陀螺）
長遠來看，娛樂場景虛擬化是大趨勢，2020 年疫情的嚴格管控和企業延遲復工對市場造成了短暫干擾，但 2021 年初以來市場融資明顯更加活躍。根據 VR 陀螺，2021 年 1 月-11 月全球 VR/AR 行業累計融資并購金額已達 525.72 億元。
游戲有望成為元宇宙最先落地場景，未來 5 年 AR/VR 的相關內容市場規模有望接近400 億元。
元宇宙是人類對于虛擬世界美好的向往，同時也是一個長期的推進過程。從時間維度看，由于元宇宙平臺的搭建需要借助游戲的 3D 引擎、實時渲染、沉浸式交互等技術和場景，因此游戲有望成為元宇宙最先落地的場景。
元宇宙的梯次產業變革
AR/VR 作為通往元宇宙的必要路徑，未來相關內容市場空間廣闊。根據頭豹研究院預測，2025 年中國 AR/VR內容市場規模有望達到 832.7 億元，未來 5 年的年均復合增速達 45.5%；其中，游戲領域的 AR/VR 市場規模有望接近 400 億元，未來 5 年的年均復合增速達 50%。
中國 AR/VR 內容市場規模預測（按銷售額）
（資料來源：同花順,頭豹研究院）
總結
元宇宙是一系列先進技術和新型場景應用的聚合體，倘若終極形態設想能夠實現，則人類社會將被徹底重塑。
從技術來看，元宇宙的實現離不開 5G、云計算、人工智能、VR/AR、數字孿生、區塊鏈等底層技術支撐。目前，元宇宙所需的各項核心技術進展程度不一，5G、VR/AR 等技術取得了較快的進展，我國 5G 用戶滲透率已接近 30%，VR/AR 技術甚至已接近 Gartner技術曲線的成熟期；但邊緣計算、NFT、去中心化身份等技術尚處在 Gartner 技術曲線的萌芽期或期望膨脹期，也是當前最大的技術瓶頸。
從投資角度來看，元宇宙的產業鏈主要分為基礎設施（5G、GPU、云計算、區塊鏈、人工智能等）、智能硬件（VR/AR/XR 等）、內容應用（游戲、社交、數字藏品等場景）三大環節，全球各大廠商也多圍繞以上來布局。
從產業發展規律看，底層基礎設施、硬件設備等有望最先受益，場景應用端將隨硬件的技術進步而迎來爆發式的需求增長。
在傳媒領域主要有兩大方向：
一是數字虛擬人，主要應用在虛擬偶像、虛擬KOL、虛擬品牌代言人以及服務型虛擬人等方向。除較高的開發成本外，對形象人設、內容設計和運營要求也更高，影視和營銷領域有望迎來新的投資機遇，相關標的有：芒果超媒、藍色光標、華揚聯眾等；
二是 NFT，主要應用于數字資產確權。NFT 等區塊鏈技術具備獨一無二、可追溯、不可隨意篡改等特征，它的出現改變了傳統虛擬商品的交易模式，讓虛擬物品具備了一定資產化價值，相關標的有：視覺中國、博瑞傳播等。
此外，游戲能夠給玩家提供較好的交互性和沉浸感，同時自帶社交娛樂屬性，有望成為元宇宙最先落地的場景。最后，值得注意的是，以上提到的數字虛擬人和 NFT 數字資產確權的商業模式和業績兌現還需經市場驗證，存在較大的市場不確定性和風險。
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