链接元宇宙：技术与发展 2024

1全球元宇宙发展洞察元宇宙是新一代信息技术集成创新和应用的未来产业,具有广阔的发展空间和巨大潜力。当前,各国政府、产业界正加紧布局元宇宙,以开辟数字经济的新场景、新应用、新生态,培育经济发展新动能。(一)各国政府对元宇宙态度不一,总体保持乐观元宇宙对于未来社会经济发展、各行业数字化转型具有重要意义,全球主要国家和地区陆续制定相关政策以引导元宇宙前沿技术发展,加快产业应用和安全监管。(1)美国积极推进,重视技术创新和全球领导地位美国政府对元宇宙持积极态度,重点关注人工智能等技术创新。如2022年8月,美国国会研究服务局发布《元宇宙:概念和国会应考虑的问题》用于支撑国会在元宇宙领域做出明智决策;2024年2月,美国白宫科技政策办公室发布《关键和新兴技术清单》,涵盖对美国巩固世界科技霸主地位、保持其军事威慑力等方面的关键技术,包括人工智能、先进计算、MR等。此外,美国还重点关注数据安全、隐私保护等,2024年4月,发布《2024年美国隐私权法案》,用于建立全国范围的用户数据隐私权和数据安全标准。(2)韩国大力支持,着力打造本土元宇宙产业生态出于高科技立国的想法,韩国是国际上最早发布元宇宙政策的国家之一。早在2021年,首尔政府就发布了《元宇宙首尔五年计划》,宣布投资39亿韩元打造首尔市元宇宙行政服务生态;2022年1月,发布《元宇宙新产业引领战略》,大力推动元宇宙产业发展;2024年2月,通过了具有里程碑意义的《虚拟融合产业振兴法》,不仅是韩国在国家层面上对虚拟融合产业未来发展的重大肯定,也显示出了韩国在元宇宙领域的发展决(3)日本高度认可,致力建立新型国家优势日本努力将元宇宙纳入国家议程。2023年6月,日本政府发布"统合创新战略2023",作为本年度日本科技创新工作的指导,提到将网络空间与物理空间相结合,创造新价值。同月,日本参议院通过了不正当竞争修正法,旨在通过对元宇宙知识产权的保护,为初创企业等中小企业提供良好的发展环境;2023年10月,日本首相岸田文雄称日本将投资数字转型服务,包括NFT和元宇宙,要努力将其技术纳入国家议程,以期能在全球占据主导地位。(4)欧盟积极且谨慎,期待数字化推动经济发展欧盟早期的政策倾向于加强互联网企业的监管,防范数字龙头企业利用垄断地位扼杀竞争活力。如《人工智能法案》、"平台到业务"监管法规、《数字服务法案》《数字市场法案》等法案,明确了监管机构在处理元宇宙时采取的立场和要求,包括增加透明度、尊重用户选择权、严格保护隐私、限制一些高风险应用。2023年7月,欧盟委员会发布"web4.0和虚拟世界"战略,旨在构建反映欧盟价值观和原则的web4.0和虚拟世界,引导未来技术转型,确保为欧盟公民、企业和公共管理部门提供开放、安全、可信、公平和包容的数字环境。这些立法也展现出欧盟在保护内部市场的同时对发展数字经济的渴望。(二)我国多措并举,元宇宙产业蓬勃发展当前,我国元宇宙政策已形成国家与地方上下联动、协同推进的良好2局面,为元宇宙产业发展保驾护航。2023年8月,工信部等五部门印发《元宇宙产业创新发展三年行动计划(2023-2025年)》标志着我国元宇宙相关规划正式进入顶层设计阶段;同月,工信部等四部门印发《新产业标准化领航工程实施方案(2023一2035年)》,提出要前瞻布局元宇宙等未来产业标准化工作,可以看出我国政策关注点除技术创新、应用推广外,还延伸到了标准研制领域;2024年1月,工信部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,为元宇宙政策的落地提供了具体的操作指南和方法。自2021年底开始,我国各地政府积极参与布局,31个省市发布地方元宇宙产业行动计划、指导意见、实施方案等,聚焦技术研发和产业应用,全方位构建产业发展生态体系。其中,上海、北京在政策数量上全国领先。上海重视技术创新、产业升级的同时,积极搭建元宇宙产业平台,吸引优质企业和项目落地,促进产业集聚和协同发展;北京关注元宇宙基础理论研究、技术创新、应用场景拓展,还强调了元宇宙与文化产业的融合发展。如北京城市副中心计划通过3年努力,打造以文旅内容为特色的元宇宙应用示范区,提升元宇宙技术创新应用能力。此外,江苏、山东、浙江等省份政策数量也位居全国前列,通过政策引导积极推进元宇宙技术的创新和应用,支持元宇宙相关产业集聚和协同发展。如浙江打造营业收入超万亿元大视听产业,培育视听内容生产、视听电子产品、视听文化服务三大千亿级产业集群和若干百亿级细分新市场。元宇宙是新一代信息技术的集成应用,其技术体系主要涉及扩展现实、人工智能、区块链、数字李生、网络及运算技术等。(一)扩展现实打造沉浸式体验沉浸式交互的成熟是进入元宇宙的前提条件,为用户提供更自然、直3观和沉浸式的体验。其中,VR通过对使用者感官的模拟,使其产生身临其境的临场感;AR将来自虚拟世界的图像等信息模拟仿真后叠加到物理世界中,实现对物理世界的增强。此外,随着脑机接口、全息影像等接入技术逐渐成熟,未来元宇宙大规模应用之时,接入方式将变得更为多元,接入速度和稳定性或将大幅提升。国外方面,美国是虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的诞生地,拥有众多行业巨头,如Meta(原Facebook)、谷歌、苹果、微软等在VR和AR的硬件、软件和内容开发方面都有显著的投入和创新,并已将技术落地推出头显设备,如Meta的Quest3s、苹果的visionpro、微软的HoloLens2,在内容生态、平台开发等方面取得了显著成果。同时,美国为全球AR第一大技术来源国,AR专利申请量占全球AR专利总申请量的33%。我国方面,VR/AR技术方面虽然起步较晚,但近年来发展迅速。如华为推出VRGlass、小米与oculus联合打造VR一体机、Oppo推出AirGlass等设备,并加大在相关领域的研发投入。同时,一些初创企业也在VR/AR内容创作、平台开发等方面取得了一定成果。如RealMaxstudio、视+AR等企业开发了AR开发平台,亮风台自主研发了AR终端和AR云等。然而,与国际领先水平相比,国内在硬件生产、软件研发、内容生态等方面仍有较大差距。(二)区块链构建可信身份和经济系统区块链技术具有防篡改和可追溯性的特性,在元宇宙中建立基于区块链的身份认证体系,可保证数字身份不被复制或盗用。同时,区块链技术支持下的数字货币,可实现与现实世界货币的兑换,打通虚拟资产和现实资产,有效实现元宇宙中数字商品的确权与溯源,保障元宇宙经济体系运行更加稳定、高效、透明。此外,区块链技术为元宇宙提供新型治理架4构,将治理规则以智能合约的模式编码上链,助力中心化的管理角色服务于更为广泛的公共选择。国外方面,以太坊等区块链平台为元宇宙中的数字资产交易、身份认证等提供了有力支撑。美国国防部发布《国防部数字现代化战略》,探索基于区块链进行网络安全保护;美国能源部支持多个区块链研发项目,主要集中在利用区块链保护基础设施安全等领域;德国实施了国家区块链战略,旨在利用区块链技术提高政府服务的效率和透明度,并投资于相关研发项目;新加坡正在成为亚洲区块链中心,其政府支持区块链技术的发展,并在金融科技领域进行了大量的研发投入;韩国官方选定了12个区块链示范项目,涉记录管理、防卫事业、信访服务等多个领域,展示了韩国在区块链技术应用方面的创新;俄罗斯全面放开加密货币交易,其中央银行正在测试基于以太坊的联盟链系统Masterchain,旨在为参与银行间数据交换提供数字信任环境。我国方面,国内正在加强区块链基础理论和核心技术的研究,包括新型区块链体系架构设计、高容错密码体系、高延展性可证明安全共识算法等,旨在提升区块链的性能、安全性和可扩展性,为区块链技术的广泛应用提供坚实的理论基础和技术支撑。同时,我国在区块链通用性跨链技术方面探索新型账户模型,提升关键性能、安全和效率,以实现不同区块链平台之间的有效连接和数据交互,并积极探索区块链在数字资产和数据管理方面的应用,推动数据资产化,释放数据要素的价值,包括数字身份标识化、数字对象资产化等,以及面向下一代互联网web3.0领域的研究框(三)人工智能打造元宇宙的智能化引擎在元宇宙场景下,人工智能的计算机视觉技术加速生成细致的数字孪生,呈现更真实的场景,帮助人机交互捕捉人体细节,实现更精准的映5射;自然语言处理技术使元宇宙系统能够真正理解用户指令,给予智能化反馈,使用户与元宇宙客体的互动更符合自然逻辑;智能语音技术提供更直接的交互体验,使元宇宙交互方式更加多元化。此外,人工智能技术可帮助元宇宙建立高拟真度的数字替身和虚拟人物,以及自动生成各种虚拟内容等。国外方面,美国在人工智能领域的研发投入巨大,根据《2023全球人工智能创新指数报告》,美国以74.71的总分大幅领先,稳居全球人工智能发展第一梯队。在AI技术性能整体演进、语言处理、编程、计算机视觉、推理、音频处理、自动化智能体、机器人和强化学习等技术领域均表现突出。同时,美国的AI模型在多模态能力上展现出领先地位,如openAI的GPT-4模型能够处理图像、文本乃至音频,展现出前所未有的灵活性,其sora大模型,可以根据用户的文本提示创建最长60秒的逼真视模型veo,以及第六代Tensor处理器单元Trillium芯片。我国方面,国内在AI技术方面发展迅速,尤其是在计算机视觉、自然语言处理、智能语音等领域取得了显著成果。这些技术为元宇宙中的智能推荐、智能交互等提供了有力支持,也涌现出了一批有代表性的大模型,如百度的文心一言、阿里的通义千问、科大讯飞的讯飞星火认知大模型等在中文语言理解、生成、问答、翻译等方面表现出色。同时,我国AI芯片行业也在快速发展,海思半导体、比特大陆、龙芯中科、景嘉微等企业开发GPU、ASIC等多种类型的AI芯片。(四)数字孪生构筑元宇宙拟真环境元宇宙中所涉及的场景搭建、人物角色设计和内容生产等,离不开数字孪生技术。一方面,通过数字孪生将现实世界镜像到元宇宙中,建立包括"人机物"等要素在内的拟真动态孪生体,可打造出细致、丰富的拟真环境,带来有效感知和实景可视化的效果,营造沉浸式在场体验;另一方面,数字李生中的模拟仿真可通过数字化的方式真实再现到现实世界,对现实世界进行虚拟增强,进一步提升临场感。国外方面,solidworks、CATIA等软件使用3D扫描、参数化建模和逆向工程等方法创建物理实体的数字模型,通过基于物理的渲染、实时渲染和云渲染等手段实现逼真的视觉效果,国外主流平台有unrealEngine、unity等;ANSYS、ABAQUS等软件利用有限元分析、多物理场耦合和实时仿真等方法模拟实体行为;西门子紧跟德国工业4.0和智能制造发展趋势将数字孪生融入到其数字化战略中,并深入到解决方案;德国国家铁路运营商的子公司DSD与NVIDIA合作,构建了铁路网的数字李生,以提高铁路网的运载量和效率。我国方面,数字孪生技术在国内工业制造、城市管理、物流等领域得到广泛应用,为元宇宙的构建提供重要支撑。国内主流平台有华为数字李生平台、阿里云数字孪生平台等,提供了一整套数字孪生解决方案,包括物理建模、仿真、数据集成等功能。这些平台展示了中国在数字孪生技术领域的多样性和创新能力,它们在不同的行业和领域中发挥着重要作用。此外,我国正推动数字李生技术的标准体系建设,以规范和指导行业的健康发展。(五)网络及运算技术提供元宇宙体验感保障5G/6G通信技术具有高速度、低功耗、低时延的特点,是实现万物智能互联的网络基础设施,可为元宇宙场景里的实时通信、渲染呈现,以及设备交互等提供基础保障。同时,元宇宙的内容、网络、图形显示等功能实现需要强大的算力支撑,云计算与边缘计算具有超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性强、高可拓展性、廉价性等优点,可进行数据的远程分析、储存和处理,为用户提供所需的计算资源,降低用户进入元宇宙的门7槛。国外方面,美国在5G和6G技术研发上投入大量资源,尤其是在无线通信和网络架构方面。美国的NextGAlliance由AT&T和Ericsson主导,致力于推动6G发展;美国联邦通信委员会在全球率先开放了95GHZ至3THZ的6G试验频谱,并启动了6G战略规划,以确立在电信领域的领导地位;加拿大重点关注无线通信和网络安全研究,爱立信与Telus合作,在加拿大推出了5G独立(5GSA)网络,提供了超低延迟和更快速度的先进5G服务,支持网络切片等功能,为消费者、物联网应用、企业和公共安全打开了广泛的应用之门。我国方面,中国在5G、6G领域研究处于全球前列,不仅攻克5G大规模天线等基础技术,还在网络架构、灵活空口等系统设计方面实现了主导,为5G发展奠定了坚实的基础。华为、中兴等企业推动网络、基站、芯片、器件、终端等产品加速成熟。2024年7月11日,中国工程院院士、北京邮电大学教授张平团队,基于通信与智能融合的多项关键技术,成功搭建了国际首个通信与智能融合的6G外场试验网。中国还完成了超导太赫兹通信实验,这是国际首次将高灵敏度超导接收机技术成功应用于远距离太赫兹无线通信系统,也是0.5THZ频段以上迄今最远距离的太赫兹无线通信传输实验,标志着中国在全球通信技术领域的领先地位。随着元宇宙技术体系不断成熟,其发展前景和应用场景不断明晰。各类基于元宇宙技术的行业新兴业态不断诞生,当前元宇宙在制造、文旅、能源、教育、金融、医疗等多领域中展现出强大的影响力与发展潜力。相较于传统应用场景,元宇宙能支持虚拟场景与现实场景的交融,带来更强的交互式、沉浸式体验。8(一)制造场景在产品研发设计方面,通过在元宇宙虚拟环境中模拟产品环境、各零部件的作用方式,提高开发效率、降低开发成本。如沃尔沃联合unity打造元宇宙,工程师可以模拟车机设计流程;生产优化方面,通过元宇宙平台可以沉浸式体验虚拟智能工厂的建设和运营过程,实现生产流程优化与智能排产。如商飞构建工业元宇宙平台实现排产推演,宝马基于omniverse平台协调其工厂生产;设备运维方面,基于工业元宇宙的设备运维能够打破空间限制,有效提高设备运维响应效率和服务质量。如宝武钢铁基于元宇宙技术打造智能运维系统,为冶金企业带来全新的设备运维工作方式。(二)文旅场景在数字旅游景区方面,通过高精度还原旅游场景,人们可以在元宇宙中随时随地体验各地风景、文化和历史。如中国移动、咪咕与厦门市政府共同打造的鼓浪屿比特空间,展现了数实融合新范式;数字文化遗产方面,通过将文化遗产转化为数字格式,并在元宇宙中进行展示和保护,使人们深入了解文化遗产价值。如敦煌博物馆将全部展陈进行数字化采集,实现了电脑和手机移动参观;元宇宙演艺方面,观众可以通过虚拟身份参与到演出中,感受不同的艺术形式。如工体元宇宙打破了工体物理空间的天花板,将能够举办千万级观众同时参加的数字演唱会和电竞大赛等活(三)能源场景在电力行业低碳转型方面,通过元宇宙技术,电力行业可以更直观地展示低碳理念,提高用户的参与度和认知度。如国网浙江省电力有限公司提供了元宇宙空间,用户可在虚拟空间中沉浸式体验光伏新装、充电桩接电等业务内容,了解低碳用电知识;电力调度数字化变革方面,通过构建虚拟电网环境、提供沉浸式操作体验等,赋能高效新型电力系统建设。如南方电网"南网智瞰"基于数字化技术平台建立动态鲜活电网,提供灵活组合共享服务模式;智能矿山方面,通过元宇宙可以大幅度降低人工成本,提高生产作业效率。如"愚公"无人矿山整体解决方案,实现虚拟矿山与现实矿山实时互动、协同工作。(四)教育场景在教育教学方面,通过将现实与虚拟世界融合的数字化、智能化教学环境,为学生提供更加个性化、自主的学习体验。如东软通过"东软元宇宙创意创作分享平台openNEU"重新定义了线上融合线下教育教学模式,为传统教育注入新动力;虚拟校园方面,通过元宇宙技术对校园进行1:1复刻,打造丰富校园生活及寄托校友情感的元宇宙空间。如中国传媒大学动画与数字艺术学院在沙盒游戏中还原了像素风校园,并在其中举办了毕业典礼,提供了全新的线上毕业体验。(五)金融场景在虚拟银行方面,通过元宇宙平台提供更加个性化和沉浸式的服务,增强客户体验。如韩国国民银行在元宇宙平台Gather上创建了一个虚拟城镇,客户可以通过视频聊天与银行工作人员互动,了解产品和服务;在数字资产方面,如韩国国民银行开发了新的多币种钱包,能够存储NFT和中央银行发行的货币,为数字资产提供账户充值、汇款和支付服务。百信银行发行了数字藏品,并推出了数字资产管理平台,提供数字资产的发行、领取、购买、存储、转让和确权等服务;在金融消费方面,微众银行发布首个微车贷"元宇宙汽车展厅",在元宇宙里还原真实购车场景,升级消费者的购车体验。(六)医疗场景在外科手术方面,通过将全息仿生实景渲染图像实时配准患者实体,有效增加手术准确性。如中山大学孙逸仙纪念医院通过元宇宙技术成功实施了全国首例可视化皮瓣移植术;医疗教学培训方面,利用VR/AR技术,医疗教学和培训变得更加直观和互动。如OSSOVR提供了一个虚拟现实手术培训与评估平台,增强了沉浸感和真实感,帮助外科医生在3D空间中与新医疗设备互动,提高对新解决方案的熟悉程度;康复治疗方面,XRHealth公司利用VR头显与沉浸式技术相结合,让患者在家中便可进行康复训练,覆盖科室包括运动损伤、疼痛管理等。近年来,随着各国不断加码布局,元宇宙行业规模不断扩大。据麦肯锡预测,到2030年,全球元宇宙市场规模可达5万亿美元。据IDC预测,2030年全球元宇宙市场规模有望突破6万亿美元。据元宇宙第一股Roblox2024年第二季度财报显示,营收8.94亿美元,同比增长31%,该季度平均DAU达到了7950万,同比增长21%。Meta是元宇宙技术的主要推动者之一,计划在未来十年内每年向元宇宙投入100亿美元。目前,Meta已经推出了VR社交平台Horizonworlds,并在AR/VR硬件设备上进行了大量投资,如oculusQuest2头显。Meta还与NVIDIA合作,采购了350,000个H100GPU,以支持其在元宇宙服务和设备方面的AI发展。在元宇宙核心技术不断拓展和创新,产业生态版图不断建立,产业发展环境不断优化的基础上,我国元宇宙企业规模与竞争实力正在不断壮大。据天眼查和企查查数据显示,截至2024年10月,我国带有元宇宙字样的注册企业数量已超4000家。据电子标准院统计,2023年,我国元宇宙产业规模为1.2万亿元,预计到2026年将超2.4万亿元,到2030年有望突破5.8万亿元。(一)技术挑战一是可穿戴设备用户体验欠佳。如现有VR/AR设备在舒适性、刷新率、分辨率等方面尚不成熟,长时间使用会产生一定眩晕感;二是网络基础设施传输能力不足。现有网络基础设施难以满足大量实时数据传输,可能导致在多人交互、大规模场景体验时出现延迟、卡顿等问题;三是高性能计算需求限制应用普及。元宇宙场景中的图形渲染、Al计算、模拟仿真等技术对计算能力提出了较高要求,而高性能计算设备由于成本高昂一定程度上限制了元宇宙的应用推广。(二)数据安全和隐私保护一是数据安全问题凸显。元宇宙需处理和使用大量数据,如何防止数据被用于非法目的,对企业和开发者而言无疑是很大考验;二是隐私数据存在泄露风险。元宇宙中用户的隐私信息会被进一步收集,数字画像会更加精确,如何防止这些数据被黑客攻击或泄露存在一定挑战;三是统一身份对隐私保护带来挑战。元宇宙中用户在不同平台之间保持统一身份,使得用户在不同平台的活动可以相互关联,增加了个人信息被追踪的可能性带来新的隐私挑战。(三)金融风险一是元宇宙相关非法金融活动层出不穷。借元宇宙之名实施非法集资、传销、诈骗、欺诈发行股票、公司企业债券等不法活动,本质上属于金融诈骗类犯罪。如在"虚拟投资银行"元宇宙游戏场景中,以虚拟货币林登币理财为名,实则为庞氏骗局;二是数字藏品在交易中存在侵权风险。如某些数字平台以徐悲鸿先生的名义为噱头发售相关数字藏品,这些数字藏品的原始作品有些为假冒作品,有些不能提供完整的溯源证据。(四)监管合规风险一是元宇宙的兴起引发法律层面的挑战。如虚拟资产的合法性、知识产权的维护以及责任归属等议题,现有的法律框架不足以应对元宇宙中出现的新型法律问题;二是元宇宙的复杂性增加了内容监管难度。需要在维护用户自由表达和遵守社会道德及法律规定之间找到平衡点;三是元宇宙中的去中心化属性可能导致监管难以融入。如何在技术层面解决去中心化与监管科技之间的衔接问题值得深思。2元宇宙本质剖析随着技术的进步和创新,元宇宙正逐步从科幻小说走向现实。本章将探讨元宇宙的核心本质,包括其定义、特征、核心要素构成,并尝试对元宇宙从初级走向成熟所经历的各阶段进行划分。2.1元宇宙的概念特征2.1.1理解认识目前,元宇宙概念还在不断演变丰富发展中,在业内尚没有统一的定义。不同从业者、专家以及机构给出了对元宇宙的见解,从各个角度不断地丰富其概念和内涵。如从网络游戏发展趋势角度,元宇宙是使用了VR、AR等扩展现实和数字货币技术,支持游戏玩家以虚拟分身技术进入并具有一定自主性、创造性和话语权的虚拟网络空间;从互联网发展趋势角度,元宇宙是PC互联网、移动互联网之后的下一代互联网,是一种沉浸式体验的、新型虚实相融的互联网应用形态;从技术应用角度,元宇宙基于扩展现实技术和数字孪生实现时空拓展性,基于AI和物联网实现虚拟人、自然人和机器人的人机融生性,基于区块链、web3.0、数字藏品/NFT等实现经济增值性。此外,中纪委网站文章认为元宇宙是基于互联网而生、与现实世界相互打通、平行存在的虚拟世界,是一个可以映射现实世界、又独立于现实世界的虚拟空间。它不是一家独大的封闭宇宙,而是由无数虚拟世界、数字内容组成的不断碰撞、膨胀的数字宇宙。综合多方理解与共识,本文认为元宇宙是虚拟与现实融合交互的新型社会生态系统,由完整且稳定运行的技术、内容、经济、协作和治理子系构建元宇宙的基础和支撑高度沉浸造(Innovation)、开放包容(Inclusiveness)的特征。构建元宇宙的基础和支撑高度沉浸自主创造实时永续实现价值传递必不可少的组成部分开放包容自主创造实时永续实现价值传递必不可少的组成部分开放包容支撑数字内容运转的底层技术架构多主体共同创造价值的基础确保元宇宙有效运行的制度确保元宇宙有效运行的制度规则和方法图1元宇宙概念特征技术子系统是构建元宇宙的基础和支撑,由人工智能、物联网、区块链、智能可穿戴设备等多种信息技术融合应用,具有集成、兼容、开源开放、互联互通、可连接等特性。内容子系统是支撑数字内容运转的底层技术架构,包括数字内容(以文本、图像、音频、视频等多种形式呈现的场景、角色、物品和资产等)本身,也包括数字内容的创作、生成、编辑、存储、分发和传输等功能组件,具有开放性、创造性、多样性、实时性等特性。经济子系统是元宇宙中实现价值传递必不可少的组成部分,包含数字资产的创建、确权、交易,基于元宇宙中数字身份的唯一性,具备激励机制和权益权属保障,鼓励多方积极参与元宇宙生态活动,促进元宇宙健康可持续发展。协作子系统是多主体(系统内或系统间的用户、智能体等)共同创造价值的基础,通过虚拟化身、共享空间、任务驱动、社交互动等多种协作形式,推动组织内部甚至是跨组织、跨地域、跨领域的多主体间,为实现共同目标而进行相互配合、相互支持、共同行动,具有分布式、自组织、实时性、扩张性等特性。治理子系统是为确保元宇宙有效运行的相关制度、规则和方法,涉及安全、隐私保护、伦理等方面,如版权保护、数字认证、对数字内容、金融科技等方面的监管等。2.1.2典型特征元宇宙有"41"显著特征,即高度沉浸(Immersion)、实时永续 (Instantaneity)、自主创造(In征。是全方面的、综合性的,依托视觉、听觉、触觉、嗅觉、脑机接口等多种相关技术,实现超越当前3D显示、虚拟现实等所提供的部分沉浸体验;线,这个"社会"依然在运行。它不仅是个人的虚拟体验场所,也是一个开放的、共享的数字社会生态系统,不同用户可以同时在同一个虚拟空间中进行互动、协作;主创造,包括角色、物品、场景甚至组织等。如在元宇宙中,用户通常通过虚拟的数字身份来代表自己。这些数字身份可以是人类外形的,也可以是其他虚构的形象,用户可以通过这些形象在元宇宙中进行社交、工作等活动;的虚拟平台和空间组成的网络系统。用户可以在这些不同的虚拟世界之间自由穿梭,同时保持他们的身份、资产和数据。这种跨平台的互操作性使得元宇宙成为一个多元化的生态系统。2.2元宇宙核心要素构成元宇宙虚拟世界形成独特的文化和社会规范。元宇宙拥有自己的经济系统，包括虚拟货币、数字资产交易、市场等，这些经济活动为元宇宙的持续发展提供了用户可以在元宇宙中与他人建立社交关系，进行交流和互动，形成社区和社交网络。类似于现实世界的社会生态,元宇宙虚拟世界形成独特的文化和社会规范。元宇宙拥有自己的经济系统，包括虚拟货币、数字资产交易、市场等，这些经济活动为元宇宙的持续发展提供了用户可以在元宇宙中与他人建立社交关系，进行交流和互动，形成社区和社交网络。用户可以拥有一个或多个数字化的身份，这些身份与现实世界的身份可以是相互独立的，允许用户在虚拟世界中以新的形象和角色进行互动。元宇宙提供了丰富的虚拟场景，用户可以在这些场景中进行各种活动，如游戏、社交、工作样性和沉浸感是元元宇宙中的内容是由用户和创作者共同生成的，包括虚拟商品、艺术作品、游戏等，这些内容的丰富性和创造性是元宇宙生态系统的重要组成图2元宇宙核心要素身份构建用户在元宇宙中的唯一标识。身份不仅是用户在元宇宙中存在的标志,也是用户进行各种活动和建立联系的基础,在用户的社交互动、经济活动、安全认证、法律治理以及文明建设中发挥着至关重要的作用。在元宇宙中,身份通常体现为用户的"化身",允许用户在虚拟世界中表达自己的个性和特点。用户的身份在元宇宙中是持久的,即使在不同的虚拟环境或平台上,用户的身份也可以保持连续性。使用户能够在元宇宙的不同部分之间无缝切换。场景提供元宇宙多样化的背景和环境。场景的设计和构建旨在打造沉浸式体验,使用户感觉置身于虚拟世界中,可以是游戏世界、社交空间、工作场所、教育环境等。元宇宙的场景是新技术如虚拟现实、增强现实、3D建模、实时渲染等的试验场。这些技术在场景中的应用推动了元宇宙的发展,并为用户提供了新的互动方式。内容丰富元宇宙中的用户体验。元宇宙提供了多样化的虚拟环境和活动,用户可以在游戏中冒险、在虚拟世界中社交、在数字艺术馆中欣赏艺术等。这些体验需要丰富的内容来支撑。同时,用户和创作者也可以生成新的内容,如虚拟商品、艺术作品、音乐和文学等。内容不仅丰富了元宇宙的生态系统,也是其持续发展和吸引新用户的关键。社交连接元宇宙中的个体和社群。元宇宙中的社交不仅限于现实世界的人际关系,还包括虚拟世界中的新关系,以及虚拟与现实混合的关系,使得其社交网络更加多元和复杂。在元宇宙中,用户可以通过自定义的虚拟化身进行社交,这些化身具有可辨认性,并且可以根据不同的社交场景进行装扮,增加了社交的个性化和互动性。同时,通过扩展现实等技术,为用户提供沉浸式的社交体验,使社交场景更加真实和生动。经济实现元宇宙中商业活动和价值创造。元宇宙中的经济活动不仅限于虚拟商品的买卖,还包括服务的提供、内容的创作、虚拟地产的交易等。此外,元宇宙经济体现出与传统经济不同的特征,如计划和市场的统一、生产和消费的统一、监管和自由的统一、行为和信用的统一,使得元宇宙能够形成自己独特的经济循环和价值创造方式。文明打造元宇宙的社会秩序和文化体系。文明是反映元宇宙成熟度的重要标志,体现用户在虚拟空间中的集体行为和共同价值观。不仅关乎虚拟空间的社会结构和文化形态,也影响着现实世界中的经济、政治、文化等多个方面。随着元宇宙文明体系的形成,对于虚拟空间的治理和规范需求也日益增长,包括数据安全、知识产权保护、用户行为规范等方面的管理和政策制定,以确保元宇宙的健康发展和用户的合法权益。2.3元宇宙发展阶段划分元宇宙的技术和应用在不断的发展变化中。元宇宙的整体演进,从初级走向成熟可分为5个阶段,依次为单一场景的1.0阶段、技术融合的2.0阶段、交流互通的3.0阶段、经济联通的4.0阶段、文明一体的5.0阶段。景术单点或部分融合应用,但产品或平台相对独立,如当前元宇宙社交、教育、医疗等单一应用场景;宙产品或平台可有接口进行交流,如用户身份、社交关系等可在不同元宇宙平台间互通;通,行业上下游形成全要素的纵向联通,形成边界更宽、渗透更深的元宇宙形态;善,零延时的网络、脑机接口等技术成熟,此阶段虚拟世界与现实之间不再有边界之分,所思即所得。结合子系统划分,围绕身份、场景、内容、社交、经济、文明六要素,提出元宇宙各发展阶段需要满足的基本要求,见表1。其中,必备要素为本阶段必须具备的要素,可选要素为本阶段可不具备的要素。打通,产业上下游全要素场景互联现实之间不再有边界之分,创造新主身份具有一性,可跨平容(PGC)为用户生成内容(UGC)为流AIGC模型将变得更加大，实现个性化和定制可不具备社交要素，或平台内部可流可不具备经济要素，或形成了平台内部的经济形成数字货则,虚拟币与现实币一定程度上可平台和现实世界使用统一的货币系统,使用共币，可实现则可不具备文223元宇宙体系架构元宇宙的发展离不开科学合理的体系架构。本章将在前期研究的基础上,提出元宇宙技术架构、功能架构、生态架构,并结合我国元宇宙产业发展与重点企业分布情况,给出当前我国元宇宙产业发展图谱。3.1技术架构元宇宙的构建与运转需要多维度的技术支持,涉及基础支撑、核心技术、数字世界、数实交互、现实世界、治理和安全多个层次,如图4所23现实世界动作捕捉手势识别数实交互VR/AR/MR现实世界动作捕捉手势识别数实交互VR/AR/MR裸眼3D全息投影意图控制感觉反馈辅助决策与智能优化语音交互治理和安全数字世界AIGCPGCUGCAIGCPGCUGC动作捕捉/驱动语音合成/识别循环神经网络NFT非同质化权益NFT非同质化权益RWA分布式分布式身份零知识证明数字签名用户感知空间感知可视化核心技术计算机计算机视觉NLP机器学习渲染建模仿真建模仿真跨链智能跨链智能合约加密技术共识机制数据处理数据数据挖掘数据编织基础支撑传感传感RFID遥感高性能计算Al计算边缘云云云存储边缘存储5G/B5G/6GwiFi6/7图4元宇宙技术架构24(一)基础支撑层元宇宙基础支撑层主要提供数据的传输、采集、计算和存储等方面的基础设施,确保元宇宙能够高效、持续地运行。这一层级包括以下几个重要部分。(1)网络通讯元宇宙对网络的依赖性极高,低延迟、高带宽和广覆盖的网络传输能力是实时互动的关键。当前,5G、6G和wiFi6/7技术逐渐成为网络基础设施的核心,它们能够提供高带宽的数据传输、极低的网络延迟,确保元宇宙中的沉浸式体验流畅、逼真。广覆盖意味着支持不同地理区域的用户无缝访问元宇宙,如通过下一代网络和物联网设备的大规模接入,元宇宙与现实世界能够更加紧密地融合,实现真正的"无处不在"的接入体验。(2)物联感知物联网(loT)设备通过传感器、射频识别(RFID)等技术与元宇宙紧密连接。这些设备能够实时采集物理世界中的环境数据,并将其映射到元宇宙中,形成虚实结合的互动场景。如现实中的温度、湿度、风向、压力等物理参数都可以通过传感器传输至虚拟世界中,提升元宇宙的真实感和互动性。有些设备不仅支持数据的"读取",即从物理世界传输信息到元宇宙,还能支持"写入"操作,让元宇宙中的虚拟行为影响现实世界。如控制工业设备,远程执行机器的启停或调整参数。(3)算力打造元宇宙地基的关键支撑是算力。随着元宇宙中空间计算、数据处理和渲染任务的复杂性不断增加,对计算能力的要求也越来越高。高性能计算(HPC)、Al计算和边缘计算等技术可以满足元宇宙对算力的需求,特别是在实时渲染、复杂模型计算和大规模用户互动等场景。边缘计算能25够减轻中心服务器的负载,提供低延迟、实时响应的体验,确保用户能够获得更流畅的互动体验。(4)存储元宇宙中的数据存储同样至关重要。云存储、边缘存储将共同构成元宇宙的存储架构。其中,边缘存储不仅提高了数据的安全性和可靠性,还为大规模的用户数据存储提供了弹性扩展能力。随着元宇宙的扩展,存储技术需要支持大规模数据存储和高效的读取、写入操作,并确保数据的一致性和完整性。(二)核心技术层核心技术层是支撑元宇宙功能实现的基础模块,包括人工智能、区块链、数字孪生等关键技术。(1)人工智能人工智能是元宇宙中的智能引擎,涵盖计算机视觉、自然语言处理 (NLP)、机器学习等技术。Al在元宇宙中的主要应用场景包括自动内容生成(AIGC)、视觉识别和语音识别、数字人互动、情感计算等。通过AI,元宇宙中的数字人或其他数字生命体能够进行自主学习和进化,提升互动的智能化水平。如Transformer模型可以用于语言生成、文本理解以及图像生成等多种任务,尤其在自然语言处理和文本生成领域表现出色。这类模型通过自注意力机制快速捕捉上下文信息,帮助元宇宙中的虚拟角色生成高度自然的对话和互动内容,使得用户与虚拟人物的交流更加智能化、个性化和情境化。(2)区块链区块链为元宇宙提供了去中心化的信任机制,支持数字身份认证、智能合约执行和虚拟资产管理。通过包括加密技术在内的区块链技术,用户的虚拟资产能够实现安全的存储和交易,同时确保这些资产的不可篡改和可追溯性。此外,智能合约的应用使得元宇宙中的商业行为更加透明、高效,用户之间的交易可以通过自动化的方式完成,减少了中介的介入;跨链技术进一步扩展了元宇宙中不同区块链平台之间的互操作性,使得用户能够在多个区块链上无缝交易和转移虚拟资产,提升了元宇宙内经济生态的灵活性;共识机制是区块链安全和去中心化的核心,通过不同形式的共识算法(如POW、POS)确保网络中各节点就交易和数据达成一致,防止双花攻击,保障元宇宙中数据的真实性和安全性。(3)数字孪生/原生通过数字李生技术,元宇宙可以精确模拟现实中的物理世界,并对其进行虚拟增强。数字原生是完全源于虚拟世界的场景,在元宇宙中创造出新的价值,推动虚拟人与环境的自主进化,实现更广泛的应用创新。其中涉及的建模技术包括3D建模、建筑信息模型(BIM)等,用于创建物理实体的精确数字副本。仿真技术模拟物理实体在不同条件下的行为,包括力学、热力学、流体动力学等多物理场仿真,可以用于产品设计、工艺规划、设备维护等多个环节。为了在虚拟空间中真实地再现物理实体的外观和行为,需要使用渲染技术,包括实时渲染、光线追踪等,以提供沉浸式体验。(4)数据应用元宇宙作为一个虚拟的数字世界,涉及各种各样的信息,而这些信息的采集、存储、处理与数据应用密切相关。通过对海量数据进行挖掘和分析,可以精确了解用户需求等。通过数据编织可以实时连接并管理来自不同系统和应用的数据,确保数据的统一性和真实性。此外,数据编织还能够简化复杂的数据管理流程,统一、清理、丰富并保护数据,确保这些数据可用于分析、AI及机器学习应用,从而提升元宇宙的整体性能和用户体27验。元宇宙中,数据处理技术是支撑其运行的基础,涉及到数据的生成、存储、处理、安全等多个方面。(三)数字世界层数字世界层是元宇宙中所有数字内容、以及数字生命体的身份和资产的基础,它涵盖数字内容、数字人、数字身份和数字资产等重要部分。(1)数字内容元宇宙中的内容生成技术主要分为三类,人工智能生成内容 (AIGC)、专业生成内容(PGC)和用户生成内容(UGC)。AIGC基于人工智能自动生成高质量的虚拟场景、虚拟物品和故事情节。PGC则是由专业内容创作者通过各种工具和平台生成的高质量内容,而UGC允许用户在元宇宙中自主创造和分享自己的内容。这种多层次的内容生成方式确保了元宇宙中内容的丰富性和多样性。(2)数字人数字人代表物理世界个人的数字分身,或AI驱动的虚拟生命体。构建数字人不仅需要高度逼真的视觉呈现,还涉及复杂的AI系统以实现自然的人机交互。通过先进的AI算法,数字人能够进行情感识别、语言处理、甚至行为预测,确保与物理世界中的人类互动无缝衔接。此外,数字人的个性化、定制化,以及其跨平台互操作性,确保了用户在不同元宇宙场景中的一致性体验。(3)数字身份在元宇宙中,每个用户都拥有一个数字身份,用于参与虚拟世界中的社交、娱乐、工作等活动。数字身份的管理需要高度安全性和隐私保护机制。分布式身份(DID)和零知识证明技术能够确保用户在享受元宇宙服务的同时,隐私和数据得到保护。此外,数字身份的跨平台互操作性也是28未来元宇宙发展的重点,用户的虚拟身份应能够在不同的平台和世界中自由流转。(4)数字资产数字资产是元宇宙经济子系统的基础,包括非同质化通证(NFT)、现实世界资产(RWA)等。数字资产技术主要基于区块链去中心化、透明性、不可篡改实现资产的确权和交易,确保资产的唯一性和可交易性。未来,随着元宇宙的不断扩展,数字资产将不仅限于虚拟商品,还包括虚拟土地、建筑、艺术品等,形成一个完整的经济系统。(5)数字空间元宇宙中的数字空间是由数字化技术构建的虚拟空间,涉及用户感知、空间感知、可视化等技术。其中,用户感知依赖于扩展现实,使用户能够以更自然的方式与虚拟世界互动。空间感知是用户对元宇宙中空间和环境的感知能力,依赖于3D建模和渲染技术,以及先进的用户追踪技术。可视化涉及到如何将数据和信息以图形和图像的形式展现出来,使用户能够直观地理解和操作。(四)数实交互层数实交互层涵盖了元宇宙中的各种交互技术,主要包括扩展现实(XR)、脑机接口(BCI)和多感交互等。(1)扩展现实(XR)扩展现实技术可为用户提供沉浸式的交互体验,用户通过佩戴VR/AR头显设备等,进入一个全新的虚拟世界,并与其中的物体和人物进行互动。未来,这些交互设备将更加轻便、便捷,用户能够更自由地在现实与虚拟世界之间切换。(2)脑机接口(BCI)脑机接口是元宇宙和用户之间的直接连接通道。通过脑机接口,用户可以利用大脑的神经信号直接控制元宇宙中的物体或角色,如马斯克训练猴子用意念打乒乓球。在未来,脑机接口有望进一步提升用户在元宇宙中的沉浸感,甚至打破物理输入设备的局限,使用户可以"所思即所为"。(3)多感交互通过多种感官通道增强用户的沉浸体验。动作捕捉技术能够实时追踪和复制用户的身体动作,使虚拟角色能够精确模仿用户的行为;语音交互让用户能够通过自然语言与虚拟环境进行交流,提高了交互的直观性和效率;手势识别技术则使用户能够通过手部动作来操控虚拟对象,为交互增添了更多的灵活性和自然感。此外,还有味觉、触觉和嗅觉等的感知和交互方式,如Meta的触觉手套和气味王国的数字气味播放器。这些多感交互技术的结合,增强了用户在元宇宙中的沉浸感。(五)现实世界层元宇宙技术架构的最终目的是支持多样化的场景应用,实现元宇宙与现实世界的深度融合。在这一过程中,不同行业和领域的具体需求将驱动技术架构的应用。当前,元宇宙主要应用场景有制造、文旅、能源、教育等,也不乏数字永生、直播带货等新业态涌现。(1)制造元宇宙的异军突起,为工业数字化转型带来了新的发展机遇。制造业企业可以通过元宇宙相关技术手段在虚拟世界中实现对数字机器的操作、对决策结果进行验证与纠正等,也可通过模拟生产环节中涉及的设备工艺和流程,从而实现制造业降本增效。场景1:工业元宇宙虚拟装配空间场景。部分工业设备组装、维修零部件较多,操作程序繁琐、维护困难,成功率、容错率较低。通过基于元宇宙数字孪生的仿真技术、虚拟现实的三维投影技术、感知交互的手势操控技术,流水线工人可在数字空间中实现对实际产品装配的预估、校准、生产,从而提高物理操作的成功率。场景2:工厂智能巡检应用场景。部分工厂所处环境较为复杂,实地巡检时延高、工作量大且存在安全隐患。在元宇宙解决方案中,可打造与工厂中设备、产线完全一致的元宇宙虚拟空间,并通过沉浸式交互设备,实现规划人员在虚拟环境中的远程操作,最后,通过建设工厂级元宇宙平台,实现工厂生产运营各环节信息全面感知和实时反馈。(2)文旅通过元宇宙相关技术将现实世界的景点或空间数字化再现,构建虚拟化场景,丰富文化、旅游体验。观众可以不受时间和空间的限制,随时随地沉浸式地体验数字场馆或公共空间场景。场景1:虚拟展馆场景。传统展馆通常采用静态的、二维展示方式,缺乏互动性与参与感,展览内容缺乏创新性,观众容易产生审美疲劳,影响观感体验。基于元宇宙打造的虚拟场馆,可提供融合文化、娱乐、科普、零售和服务的多维度体验,重塑展览体验,拓宽展览边界。场景2:虚拟演唱会、体育赛事场景。演唱会、体育赛事场地较大,观众视觉范围有限,无法与表演者、运动员、其他观众弧度,体验度较差。通过在元宇宙中打造一个与现实同步的虚拟演唱会、体育赛事,观众可以与表演区、运动员、其他观众互动,超越时间与地域限制,提升线下娱乐的数字化水平和体验感。(3)能源随着"碳达峰、碳中和"进程加快推进,能源的生产、消费和利用呈现新的发展趋势。基于元宇宙技术体系实现智慧能源系统在虚拟空间的映射、能源实体与元宇宙空间的双向映射,及实现虚拟能源系统状态自我感知、能源设备协调运行、客户服务全新体验的全价值链协同模式。场景1:电网元宇宙场景。当前电网在电力调度运行、电网暂态实时互动等方面存在不足。推动元宇宙技术融入电力网络,通过电网状态智能感知和数据采集实现"由实向虚",通过智能分析、科学决策、实时优化运行控制实现"由虚向实",能够加强电网感知、决策、控制能力,推进智能输电、配电、用电领域升级。场景2:虚拟水电站场景。传统水电站存在操作复杂、反应迟缓、效率低、资源利用率较低等问题。通过将数字孪生模型与地理信息系统、边缘计算等技术相结合,在元宇宙中建设水电站坝区、水工建筑、关键设备等三维可视化能力,助力构建具有"预报、预警、预演、预案"功能的元宇宙水利体系。(4)教育在教育场景下,可以为教师、学生、管理者等创建数字身份,并在虚拟世界中打造教学场所,突破物理世界局限,使得教师和学生可以在物理和虚拟世界同时获得现实和虚拟教学需求的满足。场景1:虚拟线上教学场景。传统教学模式受限于时间和空间限制。元宇宙赋能的智慧学习空间通过提供高度仿真的虚拟空间、多模态交互方式、情境式学习探究和基于社会空间的交流活动,能够更高效地为教师提供所需教学环境,打破学科之间的界限,促进学生提升创新思维能力。场景2:虚拟校园场景。虚拟校园作为一种创新的校园模式,将校园建设推向了一个全新的阶段。将元宇宙的概念引入虚拟校园的建设中,通过模拟校园的整体空间布局、楼宇、场馆等,全面展示学校的环境和成果,同时,师生能在其中举行教学和其他许多重要公共活动,包括迎新、校庆、毕业典礼、学术会议等。32(5)金融在金融场景下,基于VR/AR、人工智能等技术,可以在虚拟的元宇宙世界建立银行,相较于手机银行,元宇宙银行的视觉呈现更加逼真具体。结合数字人、人工智能、大数据等技术可以从产品设计、营销、风控等领域构建数字化员工体系,并可以开发基于元宇宙的远程办公、会议等系统应用。此外,基于区块链技术可为合规的数字资产提供清结算金融服务、托管、保险等服务。场景1:虚拟营业厅场景。银行、保险、证券站点密度较高,需要大量劳动力、资源培养专业能力。通过在元宇宙虚拟营业厅中打造数字人虚拟柜员、数字人投资理财顾问、数字人保险经理等虚拟形象,为客户提供专业优质服务,提升业务流程效率,降低运营成本,助力金融领域数字化变革。场景2:VR看车看房场景。不同车辆配置对于用户感官差异较大,客户尝试多种配置不现实,房屋装修样式感受不立体。在元宇宙中通过虚拟现实、人工智能、5G等技术,打造虚拟看车看房空间,客户试车、房屋装修提供视觉、听觉、触觉、嗅觉等全方位模拟。用户可以更全面体验试车、感受不同房屋装修方案,从而做出更心仪的选择。(6)医疗元宇宙医疗有望重构患者与医院的关系,重塑下一代数字医疗系统已成为国内外的共识。当前优质医疗资源有限、新兴疾病频繁,突发疾病受制于空间、设备限制,传统医疗局限性较大,元宇宙为医疗提供了更优解。场景1:远程手术场景。现有部分医用设备费用高昂、体积庞大、操作专业性强,更适宜大型三甲医院使用,难以大规模下沉基层。通过MR、云建模、5G、人工智能等技术,在元宇宙中通过机械手的独立和协33同等组合操作可将手术信息和实时数据快速传递给医生,使优质医生功能最大化,亦可突破距离和空间的限制,为病人提供及时治疗。场景2:心理诊疗场景。当前心理精神疾病愈发普遍且较为负责,传统医疗已难以满足治疗需求。通过MR、人工智能、脑机接口等技术,在元宇宙中为患者提供抑郁症、社交恐惧等对应治疗方案、冥想体验、健康检测,解决现有医护人员不足等问题,为激增的心理疾病提供全新解决方(六)治理与安全层治理与安全层是元宇宙技术架构中不可或缺的一部分,确保元宇宙的运行安全、合法合规,并保护用户隐私。(1)权限管理元宇宙中的权限管理包括对用户、内容和资产的管理权限,确保不同角色在元宇宙中的活动权限受到适当的限制和保护。(2)数字认证数字身份和资产的认证是确保元宇宙安全运行的关键。数字认证系统必须支持高度安全的多因素认证和加密技术,防止身份盗窃和资产丢失。(3)隐私计算隐私保护是元宇宙面临的重大挑战之一。隐私计算技术通过加密和分布式计算的方式,确保用户的个人数据在元宇宙中的传输和使用安全。(4)安全审计元宇宙中的交易和活动需要进行审计与监管,确保系统的合规性和透明度。通过对系统日志、交易记录、用户行为等进行实时或定期审查,检测潜在的风险,防止不当行为和违法活动的发生。343.2功能架构元宇宙功能架构是构建元宇宙所需功能的技术中立的视图,主要描述了支持元宇宙活动所必需的功能分布,包括基础域、交互域、核心域、用户域、跨域功能六个功能域,如图5所示。服务服务服务服务服务数字空间层数字资产层数字身份层数字化身层服务核心域数字内容层基础域不仅提供网络、存储、算力等通用服务功能组件,还涵盖了虚实构建、模型库、空间计算等关键服务功能组件。这些组件为元宇宙的运转提供了必要的资源和底层技术支撑。如算力架构的演进支持了更高维更逼真的仿真计算,而元宇宙传输网络则聚焦于低延迟、高稳定、高流畅的通信能力,以实现沉浸式交互。35交互域通过人机界面、沉浸交互功能组件,支撑与相关方的信息交流和操作互动。这些功能组件实现了元宇宙中相关方之间的活动与交互,为用户提供了接入元宇宙的入口。如通过XR智能终端、3D沉浸视听等技术,用户可以获得更加自然和直观的交互体验。核心域负责执行元宇宙的核心业务活动,包括数字治理、数字身份、数字化身、数字内容、数字空间、数字资产等功能层。这些功能层为元宇宙提供了业务支撑,使得元宇宙可以进行价值创造和交换。如数字治理可以确保元宇宙中的规则公平性,而数字身份和数字化身则为用户提供了在元宇宙中的个性化存在。用户域专注于支撑元宇宙用户的平台和工具应用,包括用户管理和用户配置功能组件。这些组件实现了元宇宙中用户的连接和管理,使得用户可以根据自己的需求和偏好来定制元宇宙体验。如用户可以通过用户配置功能组件来选择不同的虚拟环境和互动方式。跨域功能负责元宇宙各域间组件的交互,并在多域间共享功能组件。通过开发环境、服务目录、隐私保护等功能组件,实现了元宇宙各域间的功能共享。如开发环境提供了一个平台,让开发者可以创建和部署元宇宙应用,而服务目录则让用户能够发现和访问这些应用。3.3生态架构元宇宙生态架构是一个复杂的系统,由来自政产学研用相关方的不同参与者和角色构成,每个角色都对整个生态系统的健康运行和持续发展起着至关重要的作用。元宇宙客户是推动元宇宙生态的核心,包括元宇宙用户、元宇宙服务代表、元宇宙服务代理方等,通过各种方式与元宇宙互动,享受其提供的服务和体验。他们的行为和反馈也直接影响元宇宙的发展方向和速度,也促进了元宇宙经济的形成和增长。元宇宙治理方,扮演着制定规则和标准的角色,是元宇宙生态中的关键力量,包括审计、监管和测评等角色,通过立法、制定政策、标准制定、安全审计、监管执行等工作,确保元宇宙生态的公平、公正、安全和可持续发展。元宇宙业务提供方,是元宇宙生态的重要组成,包括业务系统设计者、业务系统开发者、业务系统运营者、业务系统运维者等角色,利用元宇宙系统提供的技术和服务,创造价值、开展业务并实现效益,更需要与技术方紧密协作,确保内容和业务模式能够充分利用技术优势,满足用户需求。37元宇宙技术提供方,是元宇宙生态中的创新引擎,包括技术需求管理者、互操作服务提供者、安全和风险管理者、技术系统部署者等角色,提供虚拟现实、增强现实、人工智能、区块链等关键前沿技术,确保元宇宙系统的稳定运行,确保技术解决方案符合元宇宙的标准和发展。元宇宙服务提供方,是连接元宇宙和现实世界的桥梁,包括数据服务者、内容服务者、资产服务者,提供咨询、支持、培训等,解决用户在使用元宇宙系统时遇到的问题,提升用户体验感,更好地融入元宇宙,享受其带来的便利和乐趣。元宇宙生态中的每个角色都扮演着不可或缺的角色,他们之间相互依赖、相互促进、共同推动元宇宙朝着更加成熟和完善的未来方向发展。3.4产业图谱从产业层面看,对照技术架构中基础支撑、核心技术、数字世界、数实交互、现实世界、安全保障六个层级进行产业化,给出我国元宇宙产业图谱,如图7所示。38wi-Fi6、工业互联网等通信网络基础设施方面具有深厚的技术积累和市场影响力;中兴拥有通信业界完整的、端到端的产品线和融合解决方案。在元宇宙物联感知方面,中国移动物联网开放平台oneNET赋能设备快速上云;中国电信的天翼物联定位为物联网感知基础设施关键底座,为物联网应用提供端到端安全可信能力。此外,还有北斗天地共建共享北斗+元宇宙赋能千行百业,海康威视基于物联感知能力构建3万+硬件SKU矩阵,华为云loT平台提供物联网解决方案和服务等。在元宇宙算力方面,摩尔线程为AI推理和训练、数字孪生、数字内容创作等场景提供通用算力支持;网宿科技的边缘云原生算力平台提供一体化的计算、网络、存储等服务能力。此外,浪潮信息、中兴等推出服务器,三大运营商提供元宇宙基础算力设施,谷梵科技提供基于GPU的高性能计算服务各种需要大量计算的应用场景等。在元宇宙存储方面,三大运营商及百度云、阿里云等云服务商,都提供了一系列的云存储产品和服务,以支持元宇宙的发展。三大运营商的云盘服务,提供海量、安全、高可靠、低成本的数据存储能力;百度云、阿里云等云服务商,提供了元宇宙存储和计算解决方案,为元宇宙提供底层动能。(二)核心技术人工智能为元宇宙提供了强大的内容生成、用户交互和个性化体验能力。百度"希壤"集成了多项人工智能领先技术,其飞桨深度学习平台,支持大规模的模型训练和部署。此外,科大讯飞、商汤、旷视分别在人工智能语音技术、计算机视觉技术领域成果显著,阿里、字节跳动、京东等在机器学习等方面开展全面研究。区块链技术为元宇宙提供了去中心化、安全可靠的交易和所有权记录机制。我国区块链发展以联盟链为主,如蚂蚁链、文昌链、长安链等。也有专注于区块链技术的企业,如趣链科技拥有全球首个区块链3.0全栈全生态能力体系,提供包括底层技术能力、运维及研发能力、跨链能力等在内的全面服务;浦江数链打造自主算力平台设施,公共基础服务平台等。数字