摘要：隨著硬件、軟件以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和成熟，目前元宇宙場景已經(jīng)涉及了互聯(lián)網(wǎng)生活的方方面面。從最早期的純游戲場景，到目前包含沉浸式體驗、社交、虛擬貨幣和線上業(yè)務(wù)場景，元宇宙更在不斷地占據(jù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中越來越重要的部分。當(dāng)前人們開始越來越注重線上沉浸式場景的拓展，元宇宙必然會成為未來互聯(lián)網(wǎng)中計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)中的重要方向之一。

關(guān)鍵詞：元宇宙；硬件設(shè)備；沉浸式體驗

一、元宇宙的發(fā)展歷史

（一）元宇宙的概念

元宇宙是基于元感知的擴(kuò)展現(xiàn)實（Meta-sensory XR： EXtended Reality）。元宇宙是一個虛擬空間，它依托現(xiàn)實世界的千絲萬縷，根據(jù)現(xiàn)實世界創(chuàng)造出來，卻又完全獨立，和現(xiàn)實世界隔斷。它利用計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)造，映射出來的是一個和現(xiàn)實世界存在著千絲萬縷的關(guān)系的虛擬世界。在元宇宙中通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對現(xiàn)實世界的場景進(jìn)行數(shù)字化，對數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化和集中儲存，并且由此產(chǎn)生的一系列包含了社會、經(jīng)濟(jì)、文化等領(lǐng)域的活動集合。

根據(jù)元宇宙的特性，可以將元宇宙分成四大類型。

第一個類型是增強(qiáng)現(xiàn)實類型，即所謂將外部環(huán)境的信息加以增強(qiáng)和集中處理后再提供給現(xiàn)實的一種形態(tài)。這是互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中極為常見的一種技術(shù)，即可業(yè)務(wù)場景的數(shù)字化管理和數(shù)據(jù)分析。在人們生活中隨處可見將一些原本線下的業(yè)務(wù)和場景進(jìn)行線上數(shù)字化，這就是元宇宙的第一個特性。

第二個類型是生命記錄，即為把個人（或是事物）在現(xiàn)實中活動的信息和虛擬空間中融合在一起的一種技術(shù)。例如人們依托電子手環(huán)等硬件或者身體監(jiān)控軟件，隨時將自己的生命體征和活動軌跡等數(shù)據(jù)上傳至互聯(lián)網(wǎng)的虛擬空間之內(nèi)。但元宇宙會大大加強(qiáng)這種生命的記錄和虛擬，在元宇宙中上傳的不止是一組簡單的數(shù)據(jù)，而是基于這項數(shù)據(jù)生成的虛擬角色。

第三個類型是景象世界，即把外部環(huán)境信息和虛擬空間結(jié)合起來實現(xiàn)一體化的結(jié)構(gòu)。利用VR等技術(shù)，人們在許多擬感游戲中就能體驗到這種技術(shù)。人會在一個特定的物理房間內(nèi)，借助部分硬件設(shè)備，達(dá)到身處一個虛擬環(huán)境的體驗。但人的活動和行為依舊受到外部空間以及硬件設(shè)備的限制。

第四個類型是虛擬世界，即個人（或事物）存在并生活在完全虛擬的空間中。在各種大型MMO角色扮演游戲和沙盒游戲中，這樣的虛擬世界已經(jīng)存在并發(fā)展了二十多年。用戶在其中可以扮演一個全新的人類（或者其他事物），并在一個虛擬的世界中展開一段完全不同于現(xiàn)實生活，但必須遵從于那個虛擬世界規(guī)則的生活。

在當(dāng)前元宇宙的發(fā)展階段中，以上的四個分類和特性正在逐漸地模糊和歸一。往往在一個成熟的元宇宙中，會同時出現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實、生命記錄、景象世界以及虛擬世界的交叉演繹作用。借助AR和VR等硬件技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的全球化，人們早就在自己的生活中體驗過了元宇宙。不管是簡單的線上視頻會議，還是更加復(fù)雜的大型互聯(lián)網(wǎng)游戲，以及近年來更加火爆發(fā)展的虛擬偶像和娛樂場景，元宇宙正在越來越多地走進(jìn)人們的日常生活。

（二）元宇宙的發(fā)展歷史

元宇宙的發(fā)展從何而起，當(dāng)人們認(rèn)識到元宇宙這一概念時，其實元宇宙早已誕生。通常人們以1992年作家尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）的科幻小說《雪崩》的出版，作為元宇宙出現(xiàn)的標(biāo)志之一。在小說中，作家構(gòu)想了一個建筑與現(xiàn)實世界之上的虛擬空間，這個被稱為“元宇宙”（部分譯文翻譯為“超元域”）的概念開始為人們所熟知和使用。在小說中作家預(yù)言了一個平行于現(xiàn)實世界的超元宇宙，人們在里面相互競爭和相互依存，這樣的一個世界，被認(rèn)為是后三十年互聯(lián)網(wǎng)中元宇宙發(fā)展的預(yù)言式描述。

長久起來，大型游戲一直扮演了元宇宙進(jìn)化過程中的急先鋒和中堅力量。在2003年，美國互聯(lián)網(wǎng)公司Linden Lab提出的“第二人生”（Second Life）就是以“非中心化”游戲為載體的高度智能化形態(tài)的“元宇宙”出現(xiàn)的標(biāo)志。

隨著越來越多大型游戲的發(fā)布和運營，隨著計算機(jī)圖形處理技術(shù)以及服務(wù)器分布負(fù)載能力的提高，目前開發(fā)出一款基于元宇宙所有特性的大型互聯(lián)網(wǎng)虛擬游戲已不再是難以想象的事情。眾多用戶在完全的虛擬世界中獨立于現(xiàn)實，創(chuàng)造出了眾多的游戲“元宇宙”。

虛擬經(jīng)濟(jì)以及虛擬偶像的快速成長，2020年Travis Scott在游戲《堡壘之夜》（Fortnite）中舉辦了一場虛擬演唱會，全球有超過1230萬玩家成了其觀眾。與傳統(tǒng)演唱會不同，每個參與其中的觀眾都能與數(shù)字生成的虛擬偶像進(jìn)行了親密而直接的互動。這也被看成是后疫情時代對全球經(jīng)濟(jì)和社會文化的沖擊下，元宇宙成為人們試圖使用新技術(shù)和新業(yè)務(wù)場景破局的嘗試。目前眾多的國際大公司也開始不斷使用元宇宙技術(shù)和概念來進(jìn)化和改變自己一直以來的業(yè)務(wù)形態(tài)和觀念。谷歌公司的跨國會議和國際地圖都在疫情以及貿(mào)易戰(zhàn)的背景下，在現(xiàn)實世界被增加了重重阻隔之后，人們試圖利用元宇宙新技術(shù)進(jìn)行破局的嘗試。在未來隨著元宇宙技術(shù)發(fā)展的不斷進(jìn)步，一個全新的，包容了過去所有元宇宙特征，并具備了現(xiàn)在難以想象新形態(tài)的元宇宙，將在不遠(yuǎn)的未來出現(xiàn)在人們眼前。

（三）現(xiàn)代元宇宙的全新概念

更包容和更新的技術(shù)應(yīng)用，過去的元宇宙和游戲中，開發(fā)商和制造者更強(qiáng)調(diào)的是人們與群體之間的對抗和競爭，就像早期的元宇宙以及賽博朋克主題的小說《雪崩》《神經(jīng)漫游者》三部曲中的描述的未來那樣。但現(xiàn)在的大型元宇宙游戲，更傾向于給予用戶更高的自由度，而不是一味地強(qiáng)調(diào)競爭關(guān)系，例如在2009年瑞典Mojang Studios開發(fā)的《我的世界》。同時VR設(shè)備和體感硬件的不斷更新，也讓用戶在原先的掌機(jī)和PC平臺的基礎(chǔ)上，有了更加沉浸式體驗的機(jī)會。

緊張的全球經(jīng)濟(jì)大環(huán)境也向傳統(tǒng)的開發(fā)者和國際大公司提出了新的挑戰(zhàn)，在產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)能全球化的市場中，產(chǎn)能和供應(yīng)鏈的調(diào)整，以及新消費環(huán)境和熱點的產(chǎn)生成了人們需要廣泛關(guān)注的問題。在這樣的環(huán)境下，以消費為中心，創(chuàng)造生產(chǎn)和消費良性循環(huán)互動就成為人們必須思考的話題。游戲和線上娛樂在線下和傳統(tǒng)消費的新冠疫情時代讓傳統(tǒng)大公司看到了全新的機(jī)會和市場。去中心化貨幣時代的到來，“比特幣”的出現(xiàn)曾經(jīng)打破了人們對傳統(tǒng)貨幣已經(jīng)消費信用的認(rèn)知，而NFT（不可替代通行證）應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，更是把去中心化和虛擬資產(chǎn)所有權(quán)的概念提升到一個全新的高度。人們發(fā)現(xiàn)在元宇宙時代，可能需要重新定義財富、貨幣，以及個人財產(chǎn)的問題。

當(dāng)前的元宇宙發(fā)展，在不斷強(qiáng)調(diào)更加的自由度、更寬泛的沉浸式場景，以及更基礎(chǔ)的硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，在以消費為中心試圖解決新的緊張的形式下的全球經(jīng)濟(jì)大環(huán)境的問題。同時強(qiáng)化的虛擬個人財產(chǎn)和虛擬貨幣，尤其是去中心化的區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)生，正在打造一個全新的，和過去概念上的舊元宇宙脫胎換骨的全新新元宇宙生態(tài)。

二、計算機(jī)技術(shù)在元宇宙中的關(guān)鍵應(yīng)用

（一）網(wǎng)絡(luò)和算力技術(shù)——包括空間定位算法、虛擬場景擬真、實時網(wǎng)絡(luò)傳輸、GPU服務(wù)器等技術(shù)

作為平行于現(xiàn)實的虛擬世界，元宇宙是以數(shù)據(jù)和計算為基礎(chǔ)的一個虛擬空間，其中網(wǎng)絡(luò)和算力技術(shù)是最為基礎(chǔ)的技術(shù)。在手機(jī)4G、5G技術(shù)在全球范圍內(nèi)覆蓋和全面推廣的時代，人們已經(jīng)可以在大部分情況下讓自己的設(shè)備和軟件在不受限的情況下進(jìn)行實時的互聯(lián)網(wǎng)連接和數(shù)據(jù)交互。讓大型多人實時互動的元宇宙，以及對元宇宙中實時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時存儲和備份成為可能。

在以全球最大的企業(yè)級公司甲骨文軟件系統(tǒng)有限公司為例，其數(shù)據(jù)服務(wù)器業(yè)務(wù)以及Oracle的技術(shù)廣泛應(yīng)用于全球包括電信、電力、金融、政府部分在內(nèi)的各行各業(yè)。隨后云技術(shù)的產(chǎn)生與推廣為全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)儲存和運算使用提供了更便利和更多樣的選擇。目前大型元宇宙所需的網(wǎng)絡(luò)和算力技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接元宇宙時代的全面到來。

（二）AI人工智能技術(shù)

人工智能通過計算機(jī)技術(shù)和智能算法，模擬人類智力和行為，實現(xiàn)人類智力的延伸和擴(kuò)展。人工智能的模糊識別和處理技術(shù)在21世紀(jì)隨著計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。構(gòu)成元宇宙的基礎(chǔ)是抽象的數(shù)字工具，通過研究確定一個對象集合的性質(zhì)以及理解與解決另一個對象的集合中的復(fù)雜關(guān)系問題，尋找可能存在于他們之間的某種合劑源于對應(yīng)變化的等價性，處理現(xiàn)實世界與虛擬世界之間存在對稱和映射的關(guān)系。人工智能技術(shù)就是通過模糊搜索和數(shù)據(jù)識別，來快速處理和解決這些現(xiàn)實世界和虛擬世界之間的關(guān)系之和。

（三）電子游戲技術(shù)

電子游戲技術(shù)一次又一次引領(lǐng)和推進(jìn)著互聯(lián)網(wǎng)以及技術(shù)機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展與變革，在圖形處理，底層數(shù)據(jù)儲存以及多人在線等技術(shù)上，游戲都比同期的其他軟件產(chǎn)品提出了更高的要求。從早期的紅白機(jī)到現(xiàn)在PC平臺的大型角色扮演類游戲到沉浸式的VR游戲，電子游戲技術(shù)不斷推陳出新，給廣大玩家和用戶帶來更多不一樣的游戲體驗。

對圖像、聲音以及數(shù)據(jù)的處理需要更好的游戲引擎，全球的游戲大公司都在不斷投入巨資開發(fā)和更新自己獨有的游戲引擎。例如日本開發(fā)商From Software，使用自己的游戲引擎開發(fā)了包含《血源詛咒》《艾爾登法環(huán)》在內(nèi)的一系列在全世界最火爆的動作類游戲，其中《艾爾登法環(huán)》在發(fā)售不到一個月的時間里全球銷量就已經(jīng)突破了 1200 萬，向人們展示了好的游戲引擎所開發(fā)的游戲?qū)θ驈V大玩家的吸引力。

（四）AR、VR等硬件技術(shù)

虛擬沉浸體驗，不斷深化的感知交互在元宇宙中必不可少，元宇宙是一個平行于現(xiàn)實世界的虛擬空間，也可以視為對現(xiàn)實世界在虛擬環(huán)境中的透射。給用戶帶來真實的沉浸式感受這一環(huán)節(jié)必不可少，沉浸式體驗?zāi)軌驖M足線下真實場景再現(xiàn)，給使用者聽過一個身處現(xiàn)實中的環(huán)境體驗非常重要。

人們借助VR及其他觸感硬件，可以在虛擬空間中模擬真實世界中的體驗，這一技術(shù)不但在電子游戲領(lǐng)域大放異彩，更在全球化跨國辦公，以及未來即將實現(xiàn)的線上旅行和購物等業(yè)務(wù)場景，牢牢地吸引用戶，解決了將線下消費場景完全搬遷到線上的技術(shù)壁壘。

（五）智能合約-區(qū)塊鏈技術(shù)

狹義上來說，區(qū)塊鏈起源于比特幣，按照時間順序排列是其特點之一，將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組成，再利用密碼算法，使其成為不可更改和造假的分布式的記錄。廣義上來說，區(qū)塊鏈?zhǔn)峭ㄟ^將數(shù)據(jù)變成塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，從而能夠驗證并存儲數(shù)據(jù)，通過分布式節(jié)點共識算法，使數(shù)據(jù)能夠被生成和更新，利用密碼學(xué)的技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全得到保證、通過自動化腳本代碼組成的智能合約，來編程和操作數(shù)據(jù)，是一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計算范式。去中心化和智能合約使區(qū)塊鏈技術(shù)在元宇宙中為虛擬財產(chǎn)和個人數(shù)字產(chǎn)權(quán)提供了良好的保證，也為元宇宙中的消費和生產(chǎn)提供了可流通的財富基礎(chǔ)。

三、元宇宙的未來前景

（一）對未來元宇宙發(fā)展趨勢的暢想

元宇宙將擴(kuò)展至全球全產(chǎn)業(yè)，過去的全宇宙更多的是在虛擬電子游戲中搭建和完成一個完整的大型世界，而現(xiàn)在正在不斷推廣和擴(kuò)張到全產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

在建筑、工程、無人駕駛、跨境貿(mào)易以及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中，元宇宙正在不斷擴(kuò)張自身的影響力美國人工智能計算領(lǐng)域的頭部公司英偉達(dá)企業(yè)已經(jīng)發(fā)布了自己的“全能宇宙”平臺，這個平臺的目標(biāo)是通過寫作的方式快速實現(xiàn)與現(xiàn)實世界一體的元宇宙世界。

到底誰是原來元宇宙世界中的居民和主流，用戶在元宇宙中會有一個全新的獨立和區(qū)別于現(xiàn)實生活中的虛擬身份，并且由于智能合約的存在，這一身份也有著唯一的標(biāo)識性和合法性。同時隨著人工智能的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)完全的數(shù)字居民也不再是天方夜譚。那么在未來的元宇宙中，這些數(shù)字身份，甚至于純數(shù)字化居民的出現(xiàn)，將會重新定義法理和人類倫理上對于人類身份的定位。

元宇宙既不是一項單獨的技術(shù)，也不是一個獨立的產(chǎn)品，而是新一代信息技術(shù)與人工智能、人機(jī)交互、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等眾多先進(jìn)技術(shù)融合的產(chǎn)物。

（二）元宇宙將面臨的問題

元宇宙目前面臨的硬件技術(shù)限制，目前不管是VR還是其他最先進(jìn)的沉浸式硬件，都對人體的視神經(jīng)和括約肌造成了極為沉重的負(fù)擔(dān)。在尚未出現(xiàn)新的替代品之前，普通人對VR硬件的使用時間很難超過3個小時，在需要長時間進(jìn)入元宇宙其中的用戶來說，這點時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這對元宇宙以及其硬件技術(shù)提出更高的要求

誰來制定元宇宙中的規(guī)則和價值導(dǎo)向？目前元宇宙更傾向于一個無序的和全自由開放式的世界。這一特點在電子游戲為主要場景的游戲中無傷大雅，但當(dāng)元宇宙涉及人類生活的方方面面，尤其涉及經(jīng)濟(jì)、政治和社會形態(tài)的多方面時，規(guī)則和價值導(dǎo)向必須被確立，相關(guān)的現(xiàn)實世界中的法律需要被制定。在現(xiàn)實和元宇宙的邊界中人們需要很好地找到和掌握自己的定位，在現(xiàn)實和虛擬重疊的部分中人們要認(rèn)清自己的位置以及道德和法律的邊界。

四、結(jié)束語

元宇宙是一項早已出現(xiàn)并廣泛為人們接觸，并且在不斷地向前發(fā)展的領(lǐng)域。在發(fā)展快速的計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)中，元宇宙屬于綜合性和前瞻性極強(qiáng)的一部分。通過對元宇宙的過去、現(xiàn)在與未來的解讀，人們能夠管中窺豹，更好地理解整個互聯(lián)網(wǎng)以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。人們?nèi)粘Ｉ钪械拿恳粋€重要部分都在走向數(shù)字化。人們在互聯(lián)網(wǎng)上工作、社交、游戲。電視、電腦、手機(jī)的出現(xiàn)讓我們對現(xiàn)實世界的注意力逐漸下降。按這個趨勢，我們對數(shù)字生活的注意力只有越來越高。目前無論是從各大巨頭對元宇宙的布局趨勢、國家的支持政策和元宇宙背后的供需關(guān)系來看，元宇宙還是很有可能發(fā)展成為互聯(lián)網(wǎng)的未來，能影響社會及文明。在這樣的元宇宙里，蘊藏著很多商機(jī)和巨大的財富。

作者單位：卞明霞 上海伊士能化科技有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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