元宇宙快速入门

1.元宇宙概述

1.1概念元宇宙（Metaverse）是利用科技手段进行链接与创造的，与现实世界映射与交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间。元宇宙一词诞生于1992年的科幻小说《雪崩》，小说描绘了一个庞大的虚拟现实世界，在这里，人们用数字化身来控制，并相互竞争以提高自己的地位，到如今看来，描述的还是超前的未来世界。1.2元宇宙四大核心特征1.元宇宙概述1.3元宇宙主要有以下几项核心技术：一是扩展现实技术，包括VR和AR。扩展现实技术可以提供沉浸式的体验，可以解决手机解决不了的问题。二是数字孪生，能够把现实世界镜像到虚拟世界里面去。这也意味着在元宇宙里面，我们可以看到很多自己的虚拟分身。三是用区块链来搭建经济体系。随着元宇宙进一步发展，对整个现实社会的模拟程度加强，我们在元宇宙当中可能不仅仅是在花钱，而且有可能赚钱，这样在虚拟世界里同样形成了一套经济体系。

元宇宙场景从概念到真正落地需要实现两个技术突破：第一个是XR、数字孪生、区块链、人工智能等单项技术的突破，从不同维度实现立体视觉、深度沉浸、虚拟分身等元宇宙应用的基础功能；第二个突破是多项数字技术的综合应用突破，通过多技术的叠加兼容、交互融合，凝聚形成技术合力推动元宇宙稳定有序发展。1.元宇宙概述1.4元宇宙将给我们的生活和社会经济发展带来五个方面的巨变：（1）从技术创新和协作方式上，进一步提高社会生产效率；（2）催生出一系列新技术新业态新模式，促进传统产业变革；（3）推动文创产业跨界衍生，极大刺激信息消费；（4）重构工作生活方式，大量工作和生活将在虚拟世界发生；（5）推动智慧城市建设，创新社会治理模式。1.5产业发展(1)从企业来看，元宇宙仍处于行业发展的初级阶段，无论是底层技术还是应用场景，与未来的成熟形态相比仍有较大差距，但这也意味着元宇宙相关产业可拓展的空间巨大。

(2)从政府来看，元宇宙不仅是重要的新兴产业，也是需要重视的社会治理领域。政府希望通过参与元宇宙的形成和发展过程，以便前瞻性考虑和解决其发展所带来的相关问题。1.元宇宙概述1.6风险挑战元宇宙发展主要面临四个方面的挑战：第一，如何确立元宇宙运行的基本框架，元宇宙是现实经济社会的场景模拟，其中涉及到价值观念、制度设计和法律秩序等一系列基本框架选择问题。第二，如何避免形成高度垄断，元宇宙场景的实现，需要巨大的人力和物力投入，同时又要实现超大规模的连接，因此元宇宙具有一种内在垄断基因。我们需要避免元宇宙被少数力量所垄断。第三，如何维系现实世界和元宇宙之间的正面互动关系，也就是用好元宇宙这把双刃剑，谨防人们沉浸在元宇宙场景中不能自拔，要发挥元宇宙的积极作用。第四，如何保护隐私和数据安全，元宇宙的发展，需要搜集人们更多的个人信息，保护个人隐私和数据安全将是一个非常大的挑战。1.元宇宙概述1.7发展前景从政府和企业的行为可以看出，虽然现如今外部对于元宇宙概念和属性的看法仍在不断变化，但是对于元宇宙未来的良好前景已基本形成共识。展望未来，元宇宙的3种前景在当下已经较为显著。首先，从市场规模的前景来看，现如今已有多个国际知名咨询机构公开表示看好元宇宙的未来市场规模。如普华永道预计，2030年元宇宙市场规模将达到1.5万亿美元，彭博行业则估计届时元宇宙市场规模可以达到2.5万亿美元；摩根士丹利预计，未来元宇宙潜在市场空间将超8万亿美元。不仅如此，元宇宙在其发展过程中，还将拉动壮大其他领域的市场规模。其次，从产业创新的前景来看，元宇宙带来的产业创新前景包括了两方面：元宇宙将打破我们所习惯的现实世界物理规则，以全新方式激发产业技术创新；此外，元宇宙将与不同产业深度融合，以新模式、新业态带动相关产业跃迁升级。最后，从应用范围的前景来看，当前元宇宙的应用主要表现于游戏、娱乐等领域，其他领域应用相对较少。未来，伴随元宇宙技术和产业成熟度的持续提高，其应用范围将逐步扩大，并不断深入。如元宇宙或将在社会治理、公共服务等领域具有巨大的应用前景。

1.元宇宙概述1.8元宇宙未来经历两个阶段

关于元宇宙由哪些要素构成的说法有许多种，但是把说法归结在一起时会发现有四个部分是无法省略的，分别是虚拟世界、电子商务、去中心化技术以及社交媒体，而这四个部分在构成元宇宙的过程中会经历两个阶段。第一个阶段叫做“分布式”的虚拟社区，这也是我们目前正在打造的阶段，这个阶段主要是由公司来打造出一个个虚拟平台，为用户提供高沉浸式的体验，让用户愿意为其消费，并接受元宇宙这个平台。第二个阶段可以称呼为融合阶段，通过利用去中心化技术将一个个虚拟空间给链接起来，让用户不局限于在某一个虚拟空间，可以带来更加多元化的体验，再通过建立某一个连接点，让虚拟世界里的物品和现实世界产生交互，慢慢的元宇宙就在这样的过程中诞生了。1.元宇宙概述对于元宇宙，人们根据它的概念和特征，总结出了六大技术全景，它们分别是区块链技术、交互技术、电子游戏技术、人工智能技术、网络及运算技术、物联网技术。基于这六大技术，生成了元宇宙的生态全景。2.元宇宙全景图分析2.元宇宙全景图分析2.1区块链技术区块链技术是元宇宙底层建设中至关重要的一项技术，去中心化的网络为元宇宙中的用户提供了独立的数字身份。同时，区块链还利用可信系统支撑着元宇宙中的数字经济。通过NFT、DAO、智能合约等，充分激发创作者经济，促进内容建设，打造元宇宙中的社会基础。

区块链通常被用来指一种去中心化的基础架构和计算范式。它利用加密链式区块结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用自动化脚本代码（智能合约）来对数据进行编程和操作。如图(区块链基础架构模型)2.元宇宙全景图分析2.2交互技术交互技术是元宇宙中用户最能直观体验的部分，通过注入AR、VR、全息影像等诸多技术，加速虚拟与现实的高度融合。交互技术也是当前元宇宙中最大的短板，各种传感器对于环境、体感的信号捕捉存在很大的不足，而设备难以小型化和低成本化也是严重的制约因素。(1)虚拟现实VR，是创造了一整个虚拟世界，把你和现实世界隔离开。核心问题是图形计算和沉浸感。(2)增强现实AR，是把虚拟事物叠加到现实世界图像的最顶层。核心问题是图像识别和跟踪。(3)合现实MR，是把虚拟物体和现实物体都进行再次计算，把它们混合到一起，难分彼此。核心问题是对现实世界的3D扫描，以及远近空间的感知。如图所示。2.元宇宙全景图分析2.3电子游戏技术元宇宙中的虚拟角色、场景搭建、图形渲染等都可以用电子游戏中的3D建模、游戏引擎、实时渲染等技术实现。电子游戏技术为元宇宙带来丰富的内容场景，将会是实现用户大规模增长的关键性因素。

(1)电子游戏最主要的技术就是游戏引擎，它是一种软件架构，主要用来开发视频游戏，一般都包含了相关的库和支持方案。一个游戏引擎也可以是用这个架构开发的软件，通常提供一组游戏开发工具和功能。

(2)元宇宙游戏是基于区块链技术来实现，将VR、AR、5G、云计算结合起来的社区生态游戏，能够促进经济活动和文明游戏的产生。2.元宇宙全景图分析2.4人工智能技术人工智能技术一直是被认为是人与机器互动的核心技术，元宇宙作为一个虚拟的数字世界，人工智能在其中将起着极为重要的作用。角色、场景之间的互动如何能够更加自然、不违和，都依赖于人工智能技术的进一步提升和完善。除此之外，人工智能还能提供智能分析，语义识别等诸多功能，为元宇宙提供高度的可延展性。

(1)机器学习（machinelearning）:所谓机器学习，就是通过对大量数据的分析，让计算机在没有预先进行明确编程的前提下拥有学习的能力，找到处理问题的方法。

机器学习（machinelearning）已经成为人工智能的主流方法。这种训练的方式显然十分费时费力，仅仅对数据标识就要花费大量的人力物力。因此，现在一种被称为“深度学习”（深度学习）的无监督学习方法就变得更为流行了。

(2)深度学习（deeplearning）:所谓深度学习，是一种模仿人脑思维过程的方法，它利用多层神经网络进行学习，通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征，最后作出综合判断。人工智能在元宇宙的应用主要有三个方面：实时场景和数字孪生体制造、虚拟人的智能化，以及数字化身的个性化。2.元宇宙全景图分析2.5网络及运算技术如果将元宇宙比作一个人体，那么网络及运算技术便是其中的大脑和神经。互联网离不开数据的处理和运算，元宇宙作为互联网的一部分，同样也是如此，甚至可以说，元宇宙对于网络运算的需求比传统互联网要更高。当今的不断优化和完善的云计算、边缘计算、5G/6G网络通讯，正是为元宇宙中的数据处理提供坚实的基础。另外，值得一提的是，区块链技术中也可以提供更加优质的分布式存储方案，也为元宇宙中的数据存储降低了技术难度。边缘计算示意图5G的网络切片示意图2.元宇宙全景图分析2.6物联网技术物联网所要实现的是万物互联，这是元宇宙中将虚拟与现实融合的一个极佳的技术。物联网通过各种传感器，让现实中的事物能够轻松沟通数字世界，进行信息交互和通讯，物联网成为了元宇宙实现虚实共生，连接现实世界的“触手”，这是元宇宙能够进一步落地的基础。物联网（IoT，Internetofthings）即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。

物联网架构：①感知层：负责信息采集和物物之间的信息传输。②网络层：是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分。③应用层：实现应用。物联网架构如图1-34所示。3.1宏观经济趋势游戏和社交媒体公司处于元界发展的前沿，但未来三年企业将引领潮流。这种转变将受到从零售到医疗保健和金融服务等各个行业正在进行的未来工作和数字化转型计划的推动。

(1)元宇宙炒作(2)消费者采用(3)广告(4)企业采用(5)未来的工作

(6)元宇宙安全3.元宇宙发展趋势(1)元宇宙炒作。

元宇宙在很大程度上仍然是概念性的，但对它的投资越来越多，源于人们相信它是互联网的未来。

元宇宙、微软和英佩数码（EpicGames）等公司的大胆声明夸大了市场预期。

此外，网络3爱好者借此机会通过承诺用户拥有其数据和内容的所有权，发起了一场针对大科技的所谓革命。

虽然一些支持虚拟世界的技术，如人工智能(AI)，多年来已经相当成熟，但其他技术仍在发展中。也就是说，推动创建元宇宙将促进这些技术的成熟度。3.元宇宙发展趋势(2)消费者采用。

目前消费者对元宇宙的认知度很低，许多人认为这纯粹是营销炒作。

营销自动化平台“克拉维约”在2022年2月对1,000多名美国人进行了调查，发现49%的人不知道元宇宙是什么。在听说过元宇宙的受访者中，大多数人对它的发展方式持怀疑态度，78%的人将其称为炒作。该研究还强调，45%的18-24岁的人不知道不可替代的代币(NFT)，甚至那些知道的人也不那么感兴趣。埃森哲在2022年对16个国家/地区的11,000多名消费者进行的另一项调查显示，2021年，64%的受访者已经购买了虚拟商品或参与了虚拟体验。调查还发现，42%的受访者曾在购买实体商品时，在虚拟世界获得建议、付款或浏览产品，而56%的人计划在2022年这样做。3.元宇宙发展趋势(3)广告。

广告将成为以消费者为中心的虚拟世界的主要收入来源。

服装和餐饮服务等行业的品牌已经试图抓住这个机会。

一些品牌与“堡垒之夜”（Fortnite）和“罗布乐思”（Roblox）等平台合作以扩大其广告机会，而另一些品牌则在TheSandbox和Decentraland购买虚拟土地。Publicis.Poke、S4资本（S4Capital）和韦纳尔媒体（VaynerMedia）等广告公司正在创建部门来了解元宇宙并帮助品牌发现未来的机会。3.元宇宙发展趋势(4)企业采用。

未来三年，企业将成为元界开发者的主要市场。

随着Nvidia、Microsoft和Meta增强其元界能力，以及初创企业围绕数据可视化、协作和培训开发解决方案，新的用例将会出现。

来自不同行业的公司正在关注增强现实(AR)和虚拟现实(VR)或3D可视化，这将推动企业元界平台的发展。

IT服务供应商Infosys和TechMahindra推出了元界平台，以帮助客户探索主题中的机会并支持他们的数字化转型计划。

在大型企业将元宇宙合法化的同时，开发用例将使更多的中小型企业在未来进入主题。3.元宇宙发展趋势(5)未来的工作。全球数据的未来工作主题框架包括五个主要类别：可视化、连接性、自动化、协作和解释。

AR、VR、数字孪生、可穿戴技术、人工智能、5G和协作工具等未来工作技术正在推动虚拟世界的发展。

微软、英伟达和元宇宙等大型科技公司，以及Varjo、Virbela和Spatial等初创公司，都将元宇宙视为工作场所协作的下一个阶段。虽然大多数企业元界平台都专注于协作，但有些平台使用数字孪生来复制物理位置。在采用方面，来自技术、银行、广告和专业服务等各个领域的大公司正在进入虚拟世界，重点关注工作的未来。PixelMax和NextMeet等初创公司正在虚拟世界中开发虚拟工作场所。它们允许用户在家工作时在虚拟办公室中与同事的化身见面，以进行社交、协作和游戏化学习活动。一些初创公司也在为企业创造可用于元宇宙的技术。3.元宇宙发展趋势

(6)元宇宙安全。

安全是虚拟世界中的一个关键问题。要解决的关键问题之一是性侵犯，这在现有的虚拟平台上很普遍。在2021年的试验期间报告了元宇宙的地平线会场中的性骚扰。另一个挑战与儿童有关。父母很难确保他们的孩子留在适合年龄的虚拟世界中。平台开发人员必须从根本上整合安全搜索、过滤器和父母对儿童活动的监控等设置。与元宇宙相关的底层技术，如社交媒体平台，已经被视为对许多人造成广泛破坏。不幸的是，归因于这些平台的问题可能会在元宇宙中扩展甚至加剧。它不仅会遵循类似的基于广告的模式，而且会更加身临其境，更深入地融入用户生活的大部分方面，并且更难监管。元宇宙已经在致力于缓和其虚拟世界中的有毒行为。它为两个VR应用程序（HorizonWorlds和HorizonVenues）添加了一个名为个人边界的安全功能。个人边界功能允许化身在其周围添加一个半径为两英尺的气泡，从而阻止用户近距离接触。但鉴于元宇宙还不是主流，还有很多工作要做。元界开发人员必须将调节行为视为一个基本方面。3.元宇宙发展趋势3.2监管趋势元宇宙将使数字媒体体验比今天更加身临其境、更具包容性和可访问性。然而，它会引发从数据隐私到其他形式的在线伤害等社会问题。(1)网络中立(2)元界和数据隐私(3)中国科技监管机构3.元宇宙发展趋势(1)网络中立。网络中立性是指电信网络应该是互联网的中立网关，而不是有权决定哪些内容可用或内容以何种速度传输的看门人。

流经世界电信管道的绝大多数数据来自超大规模数据中心，由大型科技公司的互联网生态系统拥有和运营。

根据网络中立规则，许多国家的电信运营商和有线电视运营商不得就其消耗的大量互联网带宽向奈飞公司、谷歌、亚马逊、元宇宙、微软、阿里巴巴和腾讯等公司收取商业费用。在过去的二十年里，这些规则的影响是科技行业的权力平衡发生了巨大的转变，从电信运营商转向了大型科技公司。元界对互联网带宽的需求将比今天的互联网流量水平上升几个数量级。除非他们着手进行重大的宽带基础设施投资计划，否则这几乎肯定会使电信网络过载。然而，如果他们继续补贴大型科技公司对其网络的使用，这不太可能。3.元宇宙发展趋势(2)元界和数据隐私。增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和广告的使用将成为虚拟世界中不可或缺的一部分，这反过来又会引发数据隐私问题。监管机构将推动元界公司解决与底层技术相关的已知隐私问题。尽管平台开发人员将通过设计采用隐私来安抚监管机构，但随着这些平台在未来几年的成熟，数据隐私问题将越来越多地浮出水面。专注于消费者或企业使用的多个元节正在开发中。元界开发人员将拥有自己的数据保护政策，并且更愿意在平台商业化的最初几天进行自我监管。虽然今天没有虚拟世界法规，但