元宇宙學習筆記：了解其背后的技術原理_元宇宙

1、元宇宙的概念和定義

Metaverse，字面意義為meta（超越）+ universe（宇宙）的結合，中文翻譯為元宇宙， 可理解為通過技術搭建的、基于現實世界的、擁有獨立完整價值體系和經濟閉環的永續的虛擬世界。

維基百科將其定義為 " 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創建，包括所有虛擬世界、增強現實和互聯網的總和。"?

最早由科幻作家尼爾?斯蒂芬森在1992 年的小說《雪崩》中首次提出。尼爾假設：“未來通過設備與終端，人類可以通過連結進入計算機模擬的虛擬三維“現實”，現實世界的所有事物都被數字化復制，人們可以通過數字分身在虛擬世界中做任何現實生活中的事情，虛擬世界的行動還會影響現實世界。”

簡而言之，Metaverse 是一個數字世界，在那里我們能想象到的任何東西都可以存在。通過擴展現實 (XR) 技術，我們可以擴展自身的視覺、聽覺和觸覺，將數字物品融入現實世界，或隨時進入完全沉浸式的 3D 環境。從本質上講，Metaverse 將成為物理世界之間的橋梁，是物理世界的數字鏡像，以及由人類想象力構建的數字世界。

2、互聯網的發展與元宇宙背后的技術

工信部科技司副司長：以發展元宇宙為先導，推動人工智能、虛擬現實等新一代信息技術的融合應用:金色財經報道，2月15日至17日，元宇宙產業大會2023春季會在昆山舉行。工業和信息化部科技司副司長任愛光也以元宇宙為出發點，對新興科技產業的發展提出了三點建議：一是堅持創新引領，加快關鍵技術突破，加強產學研用聯合創新，不斷突破元宇宙領域關鍵核心技術，以發展元宇宙為先導，推動人工智能、虛擬現實等新一代信息技術的融合應用，研制一批標志性產品，加快成果轉化，加速新技術落地應用。二是拓展重點領域應用，賦能行業發展，充分發揮我國超大市場需求和超廣應用場景的優勢，圍繞工業、文旅、教育、智慧城市等領域，開拓元宇宙應用新場景，形成需求牽引供給、供給創造需求的高水平發展。三是營造良好發展環境。夯實產業發展根基，探索元宇宙治理體系，建立審慎包容的容錯機制和監管機制，營造企業團隊和個人創新發展的良好環境。[2023/2/19 12:16:16]

互聯網的發展史：天風證券研究所

交互性3D技術

央視財經：我國企業申請元宇宙商標數量超1萬件，部分元宇宙產品蹭概念:4月18日消息，據央視財經官方微博，央視財經天下財經欄目報道稱，自“元宇宙”成為互聯網的焦點，眾多互聯網企業也開始紛紛布局。在手機的應用商店里輸入“元宇宙”進行搜索，立即跳出各種各樣的元宇宙應用，有利用工人智能技術打造的聊天軟件，有沉浸式的虛擬游戲等等，但是這些打著元宇宙旗號的產品，用戶滿意度似乎都不高。盡管如此，追風元宇宙的企業卻絡繹不絕。一年來，我國企業申請“元宇宙”商標的數量超過1萬件，涉及各行各業1500多家公司。科技文娛、企業服務類企業是申請主力，零售、汽車、教育、物聯網公司緊隨其后。但是除部分企業所處行業與元宇宙相關的支持技術有關外，大多數企業蹭概念的痕跡明顯。有的企業要打造“元宇宙的空間體驗場景”，實際上就是文旅行業早已流行多年的VR（虛擬現實）展館、數字景區；有的企業宣稱布局元宇宙，主要動作只是開發虛擬偶像；還有企業提出了“企業元宇宙”解決方案，結果是開發生產可視化平臺。[2022/4/18 14:30:58]

構建 Metaverse，需要借助 3D 技術對現實世界的掃描。在 Metaverse 中，優質的用戶體驗來自真實的沉浸感，而沉浸感基于優秀的 3D 效果。無論是在 Metaverse 中創建獨特的個人形象進行社交，還是進行虛擬物品買賣，都需要對對象（社交媒體中的你本人、想要售賣的產品，比如游戲皮膚、虛擬土地上的建筑物等）進行建模。

原創Web3社交元宇宙聚合基礎設施Aster Protocol完成種子輪融資:1月3日消息，Web3 社交元宇宙聚合基礎設施 Aster Protocol 宣布完成種子輪融資，本輪融資由 Youbi Capital、Pluto Capital、Lancer Capital、Lucid Blue Ventures 等機構參投，投資者還包括 Republic 亞洲合伙人 Zhen Cao、FBG 合伙人區塊鏈行業連續創業者 Hitters Xu、OP Crypto COO Lucas He 以及其他多位知名風險投資機構的創始人。

Aster Protocol 創造了互聯網世界中第一個鏈上身份聚合協議。受到 Loot、ENS、1inch 等先驅者的啟發，該平臺提供了一個多鏈 Web3 協議集合，賦予傳統社交媒體平臺 Web3 與區塊鏈的功能，將當前所有的 Web2 社交平臺與 Web3 應用進行無縫連接。Aster 通過星辰域名服務（Aster Name Service），創新性地允許超過 50 億的用戶零門檻獲得區塊鏈資產并且進入 Web3 時代，使用 NFT、DeFi、SocialFi、DAO 以及元宇宙的相關應用，為區塊鏈行業帶來更多使用場景。[2022/1/3 8:22:01]

XR

元宇宙項目Dreams Quest與The Sandbox達成合作:12月16日消息，元宇宙項目Dreams Quest與Animoca Brands旗下開放式元宇宙平臺The Sandbox達成了一項全球戰略合作伙伴關系。

通過此次合作，Dreams Quest將在The Sandbox NFT市場上添加其知名角色的特別版NFT，首先是Dreams Quest冰霜巨人的體素版本。（NewsBTC）[2021/12/16 7:43:48]

Metaverse 可以在增強現實技術（XR，包括 VR 和 AR）的基礎上創建完整的世界，這使我們可以體驗到比現有的 VR 體驗更真實的版本。同時也可以創造新的商業模式（例如虛擬服裝試穿和汽車陳列室等虛擬購物方式）、創造新的工作形態、塑造新的社交模式。

AI

一是人工智能可以用來創建、審計和保護智能合約，人工智能與 Metaverse 的結合可以提高對于大量數據進行可信的數字分析和決策的能力。

二是人工智能可以將虛擬世界中的人從重復性勞動中解放出來。

三是人工智能可以豐富虛擬世界中的生物形態。

騰訊CEO馬化騰：公司擁有大量探索和開發元宇宙的技術和能力:11月10日，騰訊發布2021年度第三季度財報，財報顯示，騰訊第三季度營收1423.68億元人民幣，市場預估1454.1億元人民幣；同比增長13%；第三季度凈利潤395億元人民幣，市場預估326億元人民幣。同比增長3%。財報發布后，騰訊CEO馬化騰在業績電話會議上表示，公司擁有大量探索和開發元宇宙的技術和能力。（新浪科技）[2021/11/10 6:44:27]

最后，人工智能具有強大的學習能力和創造能力，可以有效改進現有軟件和流程。

5G

元宇宙的基礎是共享的數據、共享的計算和共享的帶寬，當它們結合在一起時，它可以擴展我們作為一個物種能夠共同完成的事情的范圍。

構建完全交互式的 3DMetaverses，需要海量來自視頻和讓人身臨其境的聲音的紋理媒體，這依賴于比視頻或其他內容所需的文件類型密集得多的大量數字文件。5G 的峰值上傳和下載速度明顯快于 4G，可以處理這些更大的文件。越來越多的 5G 接入可以通過提供使數字世界正常運行的速度和能力 , 來支持 Metaverse 的持續發展。

NFT

在 Metaverse 中制造和交易的類似物品被稱為非同質化代幣 (NFT)。NFT 是由區塊鏈技術支持的數字對象，可證明其真實性，而且通常是獨一無二的。NFT 可以是任何東西，從個性化的“皮膚”或服裝，用于化身到數字藝術，可以無限地交易，每筆交易的價值都有可能增長。在 Metaverse 中，它們的所有權不限于任何單一平臺，因此跨平臺的廣泛交易可以被實現。

分布式計算和分布式存儲

在 Metaverse 的世界，計算的任務也應該是分布式計算，不可能由一個中心平臺來完成，所以不會是超算的。那么存儲也會是一樣，應該是分布式存儲，不可能是單一的存儲中心。所以 Metaverse 的整個發展，我覺得會驅動 Web 3.0 的成形。Web 3.0 分布式的計算、存儲也會促進 Metaverse 更好地發展。

資料來源：《一覽 Metaverse 背后的技術支撐：交互性 3D，XR，AI 及 5G》

《梁信軍：隱私計算、區塊鏈、AI——支撐起未來數據經濟基礎設施的「三駕馬車」》

3、微觀-元宇宙的要素

Roblox（一家提供沙盒類游戲創作和在線游玩的游戲平臺）列出了平臺具有通向元宇宙的8個關鍵特征：

Identity（身份）：自由創造，虛擬形象，第二人生

Friends（社交）：下一代社交媒體，虛擬世界交友

Immersive（沉浸感，身臨其境）：VR沉浸體驗，互聯網具象化

Anywhere（隨地）：低門檻，高滲透率，多端入口

Variety（多樣性）：虛擬世界擁有超越現實的自由與多元性

Low Friction（低延遲）：5G，云游戲/世界，性能、功能、成本改善

Economy（經濟）：UGC創造價值，與現實經濟打通

Civility（文明）：虛擬世界的社會、法度、文明、“國家”

資料來源：《天風證券-Roblox深度報告：Metaverse第一股，元宇宙引領者》

4、宏觀-元宇宙的架構

萬向集團肖風博士對元宇宙進行了宏觀的分析：

最底層是物理層，包括AR、VR、MR、XR等都是元宇宙的物理層。

第二層是數據層，如果認可元宇宙是數字世界、虛擬世界里的東西，則必須有數據層，沒有數據是沒法建立起元宇宙平臺的。

第三層是算法層，算法層在這里更多是指AI在元宇宙里起到的作用。

第四層是治理層，元宇宙一定不是公司制的，就像扎克伯格說的那樣，元宇宙不是平臺或公司的，是無數中心化機構和無數個人共同參與構建的，應該是分布式的、去中心的、自組織的。

第五層是激勵層。經濟激勵模型分為兩種，一是有一套貨幣系統，玩家也好、元宇宙的參與者也好，參與到里面，可以用法幣購買元宇宙的Token，Token可以在元宇宙里購買很多東西。但元宇宙世界里有“邊玩邊賺”的模式，因此需要一套權益激勵系統。參與者參與其中，做出貢獻，累計積分，積分可以兌換元宇宙的權益——Token。參與者越來越多、參與的時間越來越長，Token的價值越來越高，所有參與者在里面因為Token得到了權益報酬。激勵層不僅僅只有貨幣系統，還有金融系統在。

第六層是應用層。這一層中有各種各樣的應用，用于數字化生存和數字化生產。

在元宇宙的經濟模型層面，肖風認為“任何經濟價值的捕捉都來自于系統的內部，而非向外索取，在元宇宙里內容創作者是驅動經濟發展的主要動力。”

在商業層面上，元宇宙是真正的無限“游戲”。元宇宙里沒有時間、沒有空間、沒有終局、不是零和游戲，而是無限游戲。每個人在元宇宙中的數字化身，可以通過AI訓練，按照你以肉體實際存在時的生活邏輯，幫助你延續數字化的生命。

此外，元宇宙應該是三維空間甚至是四維、五維空間的商業活動，在更高的維度，開拓出新的世界、新的經濟體，以及新的好玩的東西。

資料來源：《萬向區塊鏈肖風：元宇宙——下一代網絡平臺》

5、元宇宙面臨的挑戰與未來

目前元宇宙發展面臨的三個挑戰：

第一，受到硬件設備的限制，目前用戶只能獲得有限的沉浸感。

第二，大多數虛擬環境相對獨立，無法相互聯動、形成整體的世界觀。

第三，要發展成真正與物理世界對等的，還缺乏貨幣、金融系統以及制度的建設，尤其是在貨幣層面的共識。

關于元宇宙何時會迎來爆發，天風證券研究認為，“硬件革命推動內容形式重構，VR最可能成為Metaverse虛擬世界入口”。同時，天風證券也對元宇宙的發展階段進行了預測分析：

Metaverse發展的第一階段會是社交+游戲元宇宙，例如：Roblox，Horizon。

VR元年：以社交+游戲為核心的Metaverse會持續至少5-10年。

Metaverse生態圈走向成熟需要時間積累：游戲UGC門檻進一步降低，VR硬件普及率提升，游戲性能持續突破，游戲內容膨脹/擴張。

?資料來源：《天風證券-Roblox深度報告：Metaverse第一股，元宇宙引領者》

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