元宇宙基礎知識全匯總_人工智能

本文元宇宙基礎知識匯總，由元創元宇宙研究院融合了目前網絡對元宇宙的描述和分析的多份重點相關報告，包括清華大學、券商研究所、網絡其他相關報道和報告等。

一、元宇宙相關概念

元宇宙概念

1.元宇宙概念

元宇宙+Universe），概念上，Metaverse一詞由Meta和Verse組成，Meta表示超越，verse代表宇宙，合起來通常表示“超越宇宙”的概念。元宇宙是整合多種新技術而產生的新型虛實相融的互聯網應用和社會形態，它基于擴展現實技術提供沉浸式體驗，基于數字孿生技術生成現實世界的鏡像，基于區塊鏈技術搭建經濟體系，將虛擬世界與現實世界在經濟系統、社交系統、身份系統上密切融合，并且允許每個用戶進行內容生產和世界編輯。是虛擬與現實高度互通，閉環經濟體附著開源平臺。元宇宙是一個平行于現實世界運行的人造空間。

元宇宙或是互聯網的終極形態。元宇宙指向互聯網的終極形態，元宇宙是與現實世界高度互通的虛擬世界，具有同步和擬真、開源和創造、永續、閉環經濟系統四大核心屬性。元宇宙的興起將伴隨著AR/VR、云計算、AI、5G/6G、區塊鏈、大數據、云計算、腦科學等技術的進化，人類對虛擬世界的構建和發展將造就互聯網的終極形態——METAVERSE。回顧互聯網發展歷程，從PC局域網到移動互聯網，互聯網使用的沉浸感逐步提升，虛擬與現實的距離也逐漸縮小。在此趨勢下，沉浸感、參與度都達到峰值的Metaverse或是互聯網的“終極形態”。

元宇宙就是通過技術與工具來欺騙我們全身的感官，以工業流水線的低成本，刺激體內產生多巴胺與內酚酞等物質，提供現實世界難以提供的高端刺激感受。元宇宙正從概念走向現實，國內對標公司或如雨后春筍般出現，產業鏈發展值得重視。

2.元宇宙的核心要素

基礎設施：5G/6G網絡、傳感器、云計算、云儲存協議和標準區塊鏈

從數據到模型：數據采集、三維建模、數據可視化、動態模擬

平臺底層設定：化身與虛擬人，虛擬貨幣，團隊與社交開放式協議

平臺創作系統：跨企業通用平臺，共享開發工具，從線性流程到實時協作動態模擬，共同修改UGC創作生態

全生命周期管理：數據管理與云服務，空間計算與規劃管理，指標審核與三維交互設計，監測預警與施工管理，資產運營與安全服務

平臺經濟系統：數據云服務與人力價值釋放，數字化運營與人力價值回饋，態勢感知與商業模式轉型，產業仿真與社會經濟革新

任天堂前總裁：既不支持也不反對NFT，但元宇宙會主導游戲:金色財經報道，任天堂前總裁 Reggie Fils-Aime 在接受 CNET 采訪時表示自己既不支持也不反對 NFT 并說道：“隨著技術飛速發展，玩家需要有一些積極因素，所以我不支持也不反對 NFT，我想看到一個真正增加價值的例子，但不得不說，目前還沒有看到。我相信元宇宙將會主導游戲，增強現實技術會發展得更快、更遠，而且已經看到該技術為消費者帶來了很棒的體驗。” Reggie Fils-Aime 在任天堂工作了 15 年，并擔任首席運營官，之后于 2019 年 4 月 15 日離開公司。（nftgators）[2022/9/16 7:00:49]

元宇宙概念起源

元宇宙概念起源于科幻小說，Metaverse一詞來源于作家NealStephenson的科幻小說《雪崩》，描述了一個人們以虛擬形象在三維空間中與各種軟件進行交互的世界。

知名人士和企業對元宇宙概念的理解

3.對元宇宙概念的理解

MatthewBall：元宇宙必須提供“前所未有的互操作性”——用戶必須能夠將他們的化身和商品從元宇宙中的一個地方帶到另一個地方，無論是誰在運行元宇宙的特定部分。

Beamable公司創始人JonRadoff：元宇宙構造的七個層面：體驗；發現；創作者經濟；空間計算；去中心化；人機互動；基礎設施。

Roblox：Roblox是第一家將元宇宙概念納入招股書、并將其作為長期發展目標的公司。在招股書中，公司列出了Roblox平臺與元宇宙相近的八個特征：

1）身份：玩家擁有屬于自己獨特的身份，可以通過虛擬形象進行自我表達；

2）社交：玩家通過虛擬的數字身份形象穿梭于不同的游戲世界中，與熟人或網友進行社交；

3）沉浸感：玩家可以通過VR設備提升沉浸感；

4）隨地：玩家可以跨終端操作，通過手機、PC、主機等多進入

5）低延遲：通過云平臺降低各地服務器之間的延遲；

6）多元化：豐富的UGC游戲內容帶來多元化體驗；

7）經濟系統：玩家可使用平臺內虛擬貨幣自由交易，虛擬貨幣與現實貨幣是可兌換的；

8）文明：當用戶數、使用時長與內容豐富度達到一定規模，虛擬世界平臺有望形成穩定繁榮的內容生態。

深圳市人工智能產業協會執行會長范從明：元宇宙不是讓人逃避到虛擬世界生活，而是虛擬生活和現實生活充分融合互促發展，人類世界必將從信息化時代進化到元宇宙時代。元宇宙時代不是人類終極時代，人類的終極時代是無人時代，物質世界生活將由國家層面接近無限提供，人類將大部分的精力追求更高級的藝術領域、健康和美的突破，那時有形生產和制造等將全部由可控人工智能、機器人等完成。那時元宇宙目前預定的理想狀態，將成為人類精神生活重要領域之一。

邁凱倫成立元宇宙工作室MSO LAB，近期將推出首個限量版創世NFT系列:金色財經報道，邁凱倫已成立元宇宙工作室MSO Lab，旨在推動邁凱倫元宇宙戰略的下一步發展。MSO Lab將創建一個全新的Web 3數字社區，同時還將與邁凱倫公司設計團隊合作發行獨家限量版McLaren NFT，第一款限量版NFT產品Genesis Collection即將在未來幾周發布，但僅限受邀者有權鑄造。

邁凱倫還表示，MSO LAB社區成員可以獲得一些獨家福利，比如解鎖鎖會員專屬頻道的訪問權限、與MSO團隊互動、獲得未來空投和其他獨家激勵。[2022/4/30 2:41:29]

朱嘉明：元宇宙是一個平行于現實世界，又獨立于現實世界的虛擬空間，是映射現實世界的在線虛擬世界，是越來越真實的數字虛擬世界。

4.對元宇宙開放還是封閉的理解

EpicGamesCEOTimSweeney：虛擬世界必須保持開放，必須像互聯網一樣在開放標準中發展。你不會想要一個跟Facebook、iPhone，安卓或Twitter一樣的封閉系統，因為他們會把你鎖定在他們的封閉系統中。他們會監控你正在做的事情，他們希望從你的每一筆交易中抽傭，并把你的私人信息賣給最高出價者。人們已經被騙進這些封閉系統中。但下一次，我們需要一些開放的東西。我們想要的不是一家公司，而是一個協議，任何人都可以貫徹實施的協議。

麥克盧漢：一旦我們放棄自我感知和神經系統的控制權，將其交給那些“試圖通過租借我們的眼睛、耳朵和神經來牟利的人”進行私人操縱，我們就是個窮光蛋，一個沒有任何權利的窮光蛋。出租我們的眼、耳和神經來讓別人賺錢，就像“讓私營企業教大家日常該怎么說話”或者“把地球大氣交給了一家公司壟斷經營”一樣離譜。

元宇宙產業鏈

5.元宇宙產業鏈四個層次

元宇宙產業鏈分為硬件層、軟件層、服務層和應用/內容層，四大層次共同搭建元宇宙脈絡。

硬件層：核心零部件芯片主要被高通壟斷，國內企業取得一定突破。元宇宙的第一入口是AR/VR終端，同時需要5G、云計算等技術的支撐。從5G+云計算+AR/VR產業的融合入手。VR/AR是元宇宙承載終端，輸出設備的AR/VR終端，全球市場目前由索尼、OCULUS、HTC三分天下。國內芯片端，瑞芯微賦予元宇宙“芯”力量。旗下RK3399和RK3288兩款芯片專為VR設計。京東方是全球顯示屏主要供貨商，針對AR/VR領域，專門推出了MICROOLED顯示模組和FASTLCD模組。國內AR/VR主要企業包括，預計2021年全球VR出貨量破千萬。

軟件層：包括信息處理和系統平臺，國內實力暫時落后海外；國內華為在5G、云計算、AR/VR領域共同發力。華為為VR內容開發者打造了HUAWEIVR平臺。

虛擬游戲“第二城市”進軍元宇宙并推出NFT土地:金色財經報道，虛擬游戲\"第二城市\"宣布將于5月中進行元宇宙項目測試，同時推出NFT土地。根據“第二城市“官方網站稱，其元宇宙平臺將展現如何在虛擬世界中體現與現實相同的衣、食、住、投資、事業、商業交易、社交及游戲等環境，NFT 土地也與現實的土地具有相同意義，用戶可以購買、出售、租賃、建設房屋。另外，內容創作者可以設計游戲角色可穿的服裝、飾品、發型、道具、交通工具、皮膚等，通過游戲內市政府系統上傳，通過申請NFT商標即可發行正式的NFT作品。（acnnewswire）[2022/4/20 14:36:27]

服務層：服務層分發平臺，海外發展更早更快，兼容內容生產和運營。

應用/內容層：可分為2B、2C兩類，是前景最廣闊的產業鏈環節。

6.元宇宙構成

元宇宙=大型多人在線游戲+開放式任務+可編輯世界+XR入口+AI內容生成+經濟系統+社交系統+化身系統+去中心化認證系統+現實元素……

元宇宙=虛擬世界x現實世界

元宇宙構建的三個階段：數字孿生、虛擬原生、虛實融合

宇宙級別：一元宇宙、多元宇宙、跨元宇宙、超元宇宙

二、元宇宙的特點和屬性

元宇宙地理：AI生成，用戶參與

元宇宙具有龐大的地理空間供用戶選擇、探索。一種發展方向是由AI生成現實世界所沒有的地圖。另一種是以數字孿生的方式生成與現實世界完全一致的地圖

元宇宙是開放的可編輯世界，用戶可以購買/租賃土地，修建建筑物，甚至改變地形

元宇宙與現實地理的重合可產生大量虛實融合場景

元宇宙是虛擬與現實的全面交織

元宇宙時代無物不虛擬、無物不現實，虛擬與現實的區分將失去意義

元宇宙將以虛實融合的方式深刻改變現有社會的組織與運作

元宇宙不會以虛擬生活替代現實生活，而會形成虛實二維的新型生活方式

元宇宙不會以虛擬社會關系取代現實中的社會關系，而會催生線上線下一體的新型社會關系

元宇宙并不會以虛擬經濟取代實體經濟，而會從虛擬維度賦予實體經濟新的活力

隨著虛實融合的深入，元宇宙中的新型違法犯罪形式將對監管工作形成巨大挑戰

元宇宙將加深思維的表象化

氣味王國推出“氣味元宇宙”體驗館:金色財經報道，杭州西湖區文三數字生活街區首個IP——氣味王國“氣味元宇宙”體驗館開館。據了解，其中設有氣味渦環炮、氣味直播間、表情識別墻、氣味穿梭機等裝置，不僅可以聞到來自全球的氣味泡泡，還能在渦環炮識別你的面部表情之后，徑直向你發射搭載這各種好聞香氛的“大煙圈”，定向傳輸與你匹配的氣味分子動手為音視頻配置對應氣味，一鍵將帶著氣味的作品發不到主流媒體平臺，親身感受“氣味元宇宙”體驗館。（36氪）[2022/4/11 14:17:24]

印刷技術概念思維：印刷術承載的是“透過表象看本質”的理性思維與嚴肅、有序、邏輯性的公眾話語。

多媒體技術表象思維：多媒體技術承載的是前邏輯、前分析的表象信息，容易導致用戶專注能力、反思能力和邏輯能力的弱化。

元宇宙思維：元宇宙強調具身交互與沉浸體驗，加深了思維的表象化，“本質”不再重要。

元宇宙去中心化機制≠去中心化結果

組織邏輯：元宇宙的底層是P2P點對點互聯的網絡，從而在邏輯上繞過了對平臺中介的需求，對建立在集中化、科層化原則的組織結構形成了挑戰。

分配結果：在實踐中，虛擬貨幣的持有量越來越向大戶和機構傾斜，這又帶來分配結果上的中心化和壟斷，國家也可能重新成為新的中心化。

內容生產邏輯：作為“大規模參與式媒介”，使得元宇宙的主要推動力將來自用戶，而不是公司。元宇宙是無數人共同創作的結晶。

市場競爭結果：在內容市場趨向充分競爭的過程中，資本將尋找優秀的內容創作者予以支持。如果平臺沒有可觀的變現機制，優質內容與大型資本的綁定將越來越牢固。

產業元宇宙：生產力的解放，洞察力的飛躍，決策力的提升

由虛向實：游戲體驗真實化→游戲元宇宙

由實向虛：產業生產虛擬化→產業元宇宙

元宇宙的四大核心屬性

7.同步和擬真

虛擬空間與現實社會保持高度同步和互通，交互效果接近真實。同步和擬真的虛擬世界是原宇宙構成的基礎條件，這意味著現實社會中發生的一切事件將同步于虛擬世界，同時用戶在虛擬的元宇宙中進行交互時能得到接近真實的反饋信息。

8.開源和創造

開源同時意味著技術開源和平臺開源，元宇宙通過制定“標準”和“協議”將代碼進行不同程度的封裝和模塊化，不同需求的用戶都可以在元宇宙進行創造，形成原生虛擬世界，不斷擴展元宇宙邊際。

9.永續

元宇宙平臺不會“暫停”或“結束”，而是以開源的方式運行并無限期地持續。

貴州省將布局元宇宙“新賽道”:金色財經報道，據貴州日報消息，貴州省將布局元宇宙“新賽道”。貴州省將做大做強算力產業，推動VR/AR產業發展，夯實元宇宙發展基礎。同時，貴州注重人才的引培工作，為元宇宙產業提供智力支持。建立元宇宙專家庫，加大產業領軍人物和高端人才的引進。聯合國內外元宇宙產業知名專家、教授，組建專業人才培養委員會，重點研究元宇宙專業人才培養標準、課程建設、專業教材編撰、實驗實訓中心建設、校企合作、人才技能認證等問題，全面指導貴州省高校元宇宙產業人才培養工作，引導本省有條件的高校開展元宇宙相關課程培訓。[2022/3/3 13:35:42]

10.閉環經濟系統

用戶的生產和工作活動將以平臺統一的貨幣被認可，玩家可以使用貨幣在平臺內消費內容，也可以通過一定比例置換現實貨幣。經濟系統是驅動元宇宙不斷前進和發展的引擎。

三、元宇宙技術

技術上，在傳統互聯網的基礎上，元宇宙在沉浸感、參與度、永續性等多方面提出了更高的要求，因此將會由許多獨立工具、平臺、基礎設施、協議等來支持其運行。隨著AR、VR、5G、云計算等技術成熟度提升，元宇宙有望逐步從概念走向現實。

元宇宙目前處于技術積累期，成熟形態道阻且長。互聯網連接、社交網絡生態、AR/VR全套沉浸技術的成熟是元宇宙實現的前提

元宇宙底層技術

內容生產：人工智能、數字孿生

認證機制：區塊鏈

數據處理：人工智能、云計算

虛擬界面：拓展現實、機器人、腦機接口、可植入生物芯片

網絡環境：5G/6G

元宇宙的通信基礎：5G、6G

應用場景：XR設備要達到真正的沉浸感，需要更高的分辨率和幀率，因此需要探索更先進的移動通信技術以及視頻壓縮算法。5G的高速率、低時延、低能耗、大規模設備連接等特性，能夠支持元宇宙所需要的大量應用創新。

發展趨勢：目前，基于5G的“殺手級應用”還未出現，因此市場需求度和滲透率還不高。元宇宙有可能以其豐富的內容與強大的社交屬性打開5G的大眾需求缺口，也許要等到6G突破才能真正達到支持元宇宙龐大數據流和處理能力。

元宇宙的算力基礎：云計算

應用場景：云儲存、云計算，特別是云渲染：目前大型游戲采用客戶端+服務器的模式，對客戶端設備的性能和服務器的承載能力都有較高要求，尤其在3D圖形的渲染上完全依賴終端運算。要降低用戶門檻、擴大市場，就需要將運算和顯示分離，在云端GPU上完成渲染。因此，動態分配算力的云計算系統將是元宇宙的一項基礎設施。

發展趨勢：NVIDIAOmniverse：云端圖形設計與計算平臺，將元宇宙的概念用于開發端。EpicCloudgine：為虛幻引擎提供面向元宇宙中海量實時交互式內容的云計算能力。

元宇宙的虛實界面：拓展現實、機器人、腦機接口

應用場景

拓展現實包括VR、AR、MR。

VR：提供沉浸式體驗，通過全面接管人類的視覺、聽覺、觸覺以及動作捕捉來實現元宇宙中的信息輸入輸出。

AR：則在保留現實世界的基礎上疊加一層虛擬信息。

MR：通過向視網膜投射光場，可以實現虛擬與真實之間的部分保留與自由切換。

機器人：通過實體的仿真肉身成為連通元宇宙的另一種渠道。

腦機接口：技術的應用正在成為科技巨頭爭奪的焦點，目前主要應用于醫學領域。

發展趨勢

目前，VR產業中Oculus已有一家獨大之勢，而高通XR2平臺則成為唯一的芯片解決方案。AR技術在開發者生態的大力扶持下產生了大量優秀產品。MR則是微軟提出的標準，產品為HoloLens。元宇宙有望以UGC內容生態為XR航而言注入活力，打破其內容貧乏的瓶頸。元宇宙激活VR內容生態：VR、無人機、智能手機、可穿戴。VR元年后的第五年，其應用仍然局限于極客人群和專業應用領域。目前的兩個瓶頸：技術差距，內容少，價格不是最主要因素。元宇宙的發展將會極大激活VR內容生態，技術在資本的推動下將獲得跨越式突破發展。

元宇宙的生成邏輯：人工智能

應用場景

內容生產：智能生成不重復的海量內容，實現元宇宙的自發有機生長

內容呈現：AI驅動的虛擬數字人將元宇宙的內容有組織地呈現給用戶

內容審查：對元宇宙中無法以人工完成的海量內容進行審查，保證元宇宙的安全與合法

發展趨勢：為了在元宇宙中實現最大限度的自由，AI技術需要從傳統的決策樹和狀態機向更高級的深度學習、強化學習發展，從而營造隨機生成、從不重復的游戲體驗，擺脫人工腳本的限制，允許玩家自由探索、創造。

元宇宙的世界藍圖：數字孿生

應用場景：數字孿生即在虛擬空間內建立真實事物的動態孿生體。借由傳感器，本體的運行狀態及外部環境數據均可實時映射到孿生體上。該技術最初用于工業制造領域，而元宇宙需要數字孿生來構建細節極致豐富的擬真的環境，營造出沉浸式的在場體驗。

發展趨勢：Gartner預計數字孿生市場將從2019年的38億美元增長到2025年的358億美元，復合年增長率為45.4%。國內主要產品：華為河圖Cyberverse、百度DuMixAR51World。

未來數字世界或虛擬世界將比物理世界大上數千倍，工廠和建筑都將有一個數字孿生體模擬和跟蹤它們的實體版本。——NVIDIACEO黃仁勛

元宇宙的認證機制：區塊鏈

應用場景：基于去中心化網絡的虛擬貨幣，使得元宇宙中的價值歸屬、流通、變現和虛擬身份的認證成為可能。具有穩定、高效、規則透明、確定的優點。此外，NFT由于其獨一無二、不可復制、不可拆的特性，天然具有收藏屬性，因此可以用于記錄和交易一些數字資產，如游戲道具、藝術品等。例如：《加密貓》是早期基于NFT邏輯的游戲，每只貓都獨一無二的特征組合，可用于交易、收藏。《Roblux》的虛擬貨幣Robux與法幣的匯率。

發展前景：數字貨幣市場、NFT交易市場的興起，帶動區塊鏈從技術向價值創造延伸，為未來元宇宙閉環經濟體系建設創造基礎。

四、元宇宙市場

增量市場：低邊際成本高邊際收益資源配置的帕累托改進資源流通，打破壟斷互利雙贏，正和博弈。存量市場：帕累托解存量互割內卷競爭零和博弈

11.元宇宙：增量空間無限

元宇宙的意義在于描繪了數字科技發展的愿景，元宇宙融合VR/AR、5G/WLAN技術、多傳感器技術、AI和云產業鏈等，達到綜合環境無限、綜合感官無限、玩法無限，遠期增量市場空間廣闊。元宇宙將帶來接入終端、云計算基礎設施和虛擬世界消費三個巨大市場。

12.2B、2C應用市場前景廣闊，份額逐年趕超整機設備

2B主要是智慧教育和醫療，2C主要是游戲和電影。應用和內容層面，根據面向對象的不同可分為2B、2C兩類：

1）2B領域的應用場景主要涉及到智慧教育、智慧醫療、房地產施工等多個領域。主要內容提供商有lnContext、NearPod、IrisVR；

2）2C領域的內容主要是游戲和電影，社交、直播、游戲等。主要公司有Facebook、NextVR、CCPGames。

五、元宇宙基礎設施發展前景

短期內容開發、AI算法、建模仿真將成為公有云的重要應用，未來終端計算渲染云化的云游戲、云醫療、云教育等漸成主流，以實現終端的輕量化、低功耗和泛在化。

13.VR軟件：全球科技巨頭壟斷開發平臺，國內軟件實力暫時性落后

軟件層面主要包括支撐軟件和軟件工具開發包。支撐軟件主要是UI、OS和中間件；軟件開發工具包主要是SDK和3D引擎，SDK為軟件開發者提供平面設計、建模、動畫、音視頻以及交互工具，3D引擎則負責對數據進行算法驅動，實現在虛擬世界中呈現物理世界的各種關系。

其中，開發平臺領域主要被全球知名科技公司壟斷，比如蘋果、谷歌、索尼等；國內公司主要是華為已有布局，搭建了AR/VREngine3.0版本助力開發者共建AR/VR生態，但整體上國內實力落后于國外。

14.內容制作和分發層面，全球三大品牌均采用各自的系統軟件

內容制作和分發是虛擬現實技術中場景的數字表達，包括虛擬現實內容表示、內容編碼、實時交互、存儲和分發等。VIVE的系統軟件由Steam公司開發并向其它品牌VR終端廠商授權使用，Oculus和PSVR的系統軟件分別由Facebook和索尼自主開發，國內以騰訊及眾多游戲制作公司為核心，大量跨行業企業、組織、機構蠢蠢欲動。

六、元宇宙數字消費發展前景

元宇宙作為富有吸引力的典型沉浸式體驗將首先以游戲、NFT形式落地，接下來將在科教、虛擬娛樂、全息會議、軍事仿真、文化創意、旅游、體育等行業落地，垂直行業社交等領域具有巨大的想象空間。

企業元宇宙市場

15.企業元宇宙技術應用

數字孿生：搭建擬真場景

虛擬數字人：品牌代言推廣

實體機器人：虛實結合營銷互動

VR、AR、MR：元宇宙體驗模式多樣化

虛擬支付體系：營銷閉環完成

16.企業元宇宙市場需求

企業需要新型虛擬營銷場景：元宇宙是終極虛擬營銷場景

企業需要新的用戶互動方式：用戶從被動消費到參與生產設計

企業需要有效代言：虛擬人品牌代言規避真人合作風險

企業需要虛實融合的存在形態：需要打破實物與虛擬場景隔閡

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