元宇宙的六大支撐技術

元宇宙不能只靠一張嘴，還需要實實在在的技術去堆砌。

元宇宙的英文是 Metaverse，Metaverse=Meta（超越）+Universe（宇宙），即超越現實癿虛擬宇宙。

元宇宙是眾多新技術的集大成者，其中包括：區塊鏈鏈（Blockchain）、人機互動（Interactivity）、電子遊戲（Game）、人工智慧（Artificial intelligence）、網路及運算（Network）、數字孿生（digital Twin）六大技術，一般被簡稱為“BIGANT”（大螞蟻）。

具體來講，元宇宙基於區塊鏈技術搭建經濟體系，基於人機互動技術實現更高維度，基於電子遊戲技術提供沉浸式體驗，基於人工智慧技術進行多場景深度學習，基於網路及運算技術打造“智慧連線”“深度連線”“全息連線”“泛在連線”與“算力即服務”的基礎設施，基二數字孿生技術生成現實丐界癿映象，將虛擬世界與現實世界在身份系統、社交系統、經濟系統上密切融合，賦能使用者進行個性化內容生產和多元化世界編輯，構建虛實融合的數字生活空間。

區塊鏈技術

區塊鏈起源於比特幣。2008 年 11 月 1 日，一位自稱中本聰（Satoshi Nakamoto）

的學者發表了《比特幣：一種點對點的電子現金交易系統》一文，闡述了基於 P2P 網路技

術、加密技術、時間戳技術、區塊鏈技術等電子現金交易系統的構架理念，這標誌著比特幣的詔生。兩個月後理步步入實踐，2009 年 1 月 3 日第一個序號為 0 的創世區塊誕生，幾天後 2009 年 1 月 9 日出現序號為 1 的區塊，並與序號為 0 的區塊連線接形成了鏈，這標誌著區塊鏈的誕生。

區塊鏈是一種融合現有多種技術的新型分散式計算和儲存正規化。狹義來講，區塊鏈是按照時間順序將資料區塊依次連線形成的一種鏈式資料結構，是以密碼學方法保證資料區塊的不可篡改和不可偽造的分散式賬本。廣義來講，區塊鏈是利用塊鏈式資料結構驗證與儲存資料、利用分散式節點共識演算法生成和更新資料、利用密碼學方式訪問和傳輸資料、利用智慧合約程式設計和操作資料的一種全新的分散式基礎架構與計算正規化。

元宇宙擁有屬於自己的經濟系統以及數字資產的構建，需要區塊鏈技術的大力支撐。DeFi具有去中心化、規則透明、開放、高效、可靠、公平、安全的特點，使得元宇宙中的價值歸屬、流通、發現和虛擬身份的讓證成為可能。而NFT由於其獨一無二、不可複製、不可分割的特性，天然具有收藏屬性，因此可以用於記錄和交易數字資產，如藝術品、遊戲道具等。

互動技術

XR（Extended Reality，擴充套件現實）是指透過計算機將現實與虛擬相結合，打造一個人機互動的虛擬環境，是VR（Virtual Reality，虛擬現實）、AR（Augmented Reality，增強現實）、MR（Mixed Reality，混合現實）等多種技術的統稱。

VR是模擬一個虛擬世界，利用計算機生成一種模擬環境，使使用者利用裝置沉浸到該環境中，讓人有種身臨其境的感覺，強呼叫戶與虛擬世界的實時互動，從而帶來封閉式、沉浸式的虛擬世界體驗，這個虛擬世界不是我們直接就能看到，而是利用裝置（比如戴上VR眼鏡）才能看到，故稱為“虛擬現實”。

AR是一種將現實世界資訊和虛擬世界資訊“無縫”整合的新技術，它把原本在現實世界的一定旪間空間範圍內很難體驗到的實體資訊（視覺、聽覺、味覺、觸覺、嗅覺等資訊），透過計算機等科學技術，模擬模擬後再疊加到現實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗，現實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在，從而實現對現實世界的“增強”，故稱為“增強現實”。

VR和AR各自還沒有走到極致，然而已經有了融合的跡象，這就是MR。將現實世界和虛擬世界混合在一起，產生新的視覺化環境，環境中同旪包含了現實物體與虛擬資訊，並且必項是“實時的”，以增強使用者體驗的真實感，這被稱為“混合現實”。

目前使用者與AR、VR、XR、MR互動的方式主要有5種：以眼球追蹤為主的眼控互動，以自然語言為主的語音互動，以肢體為主的手勢互動和以神經元為主的腦機（介面）互動

電子遊戲技術

電子遊戲技術的核心是遊戲引擎，遊戲引擎包含渲染引擎（即“渲染器”，含二維影象引擎和三維影象引擎）、物理系統、碰撞探測系統、光影、動畫、粒子特效、音效、指令碼引擎、檔案管理、網路特性、編輯工具、外掛、人工智慧等，幾乎涵蓋了開發過程中的所有重要環節。

另一項重要技術就是實時渲染技術，人們在電腦、電規、手機、VR眼鏡裡看到的3D物體，都是由2D的影象整合形成的。渲染就是透過計算機視覺把3D模型轉換為2D影象過程，好比在現實生活中對一個場景進行拍照或錄影。實時渲染的本質就是圖形資料的實時計算和輸出。最典型的圖形資料來源是頂點。頂點包括了位置、法向、顏色、紋理座標、頂點的權重等。實旪渲染技術一直在推動著遊戲產業的發展，高度真實和可程式設計是實時渲染技術未來發展的兩大特徵。

除此之外3D建模也是電子遊戲技術的重要技術。3D建模可以將真實世界中的物體進行數字化，從簡單的幾何模型到複雜的角色模型；從靜態單個產品顯示，到動態複雜的場景展示。講多行業都會涉及到3D建模，如影視動畫、遊戲設計、工業設計、城市設計、建築設計、室內設計、產品設計、景觀設計等。透過對物理空間的全尺度3D建模，我們可以得到與現實世界完全一致的數字孿生世界，這也是實現元宇宙的重要基礎。未來，3D建模技術發展也會逐漸融入大資料、雲計算、人工智慧等技術，實現自動化建模，為元宇宙的實現提供數字底板。

人工智慧技術

AI（Artificial intelligence，人工智慧）是研究、開發用於模擬和擴充套件人類智慧的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學，涉及到資訊理論、控制論、計算機科學、自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯和哲學等自然和社會科學。經過超過半個世紀的發展，人工智慧已經度過了簡單地模擬人類智慧的階段，發展為研究人類智慧活動規律，構建具有一定智慧的人工系統或硬體，使其能夠進行需要人的智力才能進行的工作，並對人類智慧進行拓展的邊緣學科。

目前，人工智慧技術從能力維度可分為三類：第一類為運算智慧，即幫助機器具備“能存會算”的能力，主要涉及計算機和朋務器的儲存和計算技術；第二類是感知智慧，機器“能聽會說、能看會看”的能力，主要涉及語音合成、語音識別、影象識別等技術；第三類是認知智慧，即機器“能理覽會思考”的能力，主要涉及虛擬助理、智慧客服、機器翻譯等技術。

而在元宇宙的各個層面、各種應用、各個場景下，人工智慧無處不在，比如區塊鏈中的智慧合約、人機互動中的腦機介面、電子遊戲中的程式碼人物物品乃至情節的自動生成、元宇宙中虛擬人物的語音識別與語音合成、不同語言之間的機器的翻譯、AIoT、5G/6G/算力網路中的網路AI、數字孿生中的全生命週期管理……人工智慧滲透到方方面面，助力元宇宙構建虛實融合的數字生活空間。

網路及運算技術

網路與算力是元宇宙無法避開的技術難題。在當前，為了滿足元宇宙對資訊處理的巨大算力需求，將大量閒散算力進行統一管理和排程，透過網路將閒散計算資源節點連線在一起，再透過網路將計算資源提供給需要的應用和朋務，這種基於網路匯聚計算資源，對算力進行統一管理和排程，實現連線和算力的全域性最佳化，為上層業務提供算力服務，並最終為客戶提供應用的系統，被稱為“算力網路”。

算力網路是應對算網融合發展趨勢提出的新型網路架構。網路將從“連線”走向“連線+計算”，實現算力在網路中的可管、可控、可用。算力網路是一種根據業務需求在雲、網、邊、端之間按需分配和靈活排程算力資源、演算法資源、儲存資源和網路資源的新型資訊基礎設施。算力網路旨在打造CPaaS（Computing Power as a Service，算力即服務）。

未來元宇宙龐大的資料量，對算力的需求幾乎是無止境的。算力網路將向泛在計算與泛在聯接緊密結合的方向演進，推動計算與網路深度融合，為元宇宙提供智慧、泛在、柔性、協同、至簡、安全的 CPaaS。物聯網為元宇宙收集海量資料，6G 的“空-天-地-海”一體化網路架構為元宇宙提供“智慧連線”“深度連線”“全息連線”“泛在連線”，助力使用者實現“一念天地，萬物隨心”的元宇宙式沉浸體驗。