Metaverse背后的技术：交互式3D、XR、AI和5G

我们的世界正在变得虚拟化

互联网技术促进了虚拟世界的发展。人类社会正在建立持久的虚拟关系，如拥有和装饰虚拟空间，在不同的虚拟生态系统中争夺稀缺的虚拟资源。

然而，虚拟现实的发展面临着两大障碍：1）缺乏硬件。大多数现有的虚拟体验都是通过PC和平板电脑接口实现的。受硬件能力的限制，人们获得的沉浸感效果有限。2） 缺乏连贯的跨世界生态系统，也就是说，大多数虚拟环境故意局限于特定的游戏、目标和社区，不同虚拟环境中的人很难跨平台连接。

元宇宙是连接虚拟空间和增强现实物理世界的共享接口。它解决了虚拟现实面临的障碍，建立了一个集体和持久的连接虚拟世界层。

元宇宙：连接虚拟世界和现实

元宇宙的概念最早出现在尼尔斯·史蒂文森1992年的科幻小说《Avalanche》中。人类在3D世界中以虚拟化身的形式进行交互。随着互联网技术的发展，这一概念逐渐演变为新的内涵。如今，****将其定义为“一个由虚拟增强物理现实和物理持久虚拟空间整合而成的集体虚拟共享空间，包括所有虚拟世界、增强现实和互联网的总和。”简言之，元宇宙是一个数字世界，我们可以想象任何东西都可以存在。通过扩展现实（XR）技术，我们可以扩展我们的视觉、听觉和触觉，将数字对象融入现实世界，或随时进入完全沉浸式的3D环境。从本质上说，元宇宙将成为物理世界之间的桥梁，物理世界的数字镜子和人类想象力构建的数字世界。

“元宇宙”由许多部分组成。最基本的元素包括互联网、媒体开放标准（包括文本、图像、音频、视频、3D和构成这些东西的程序）、编程语言标准（包括HTML、JavaScript、webassemb、webxr、webgpu着色器语言等）、扩展现实（XR）硬件（如智能眼镜、，触觉和全方位跑步机）去中心化式账本和智能合约平台（如区块链、以太坊、比特币和非同质代币NFT）。本文将介绍元宇宙及其基本硬件之间的关系，以及在互联网时代成长起来的Gen Z和元宇宙之间的交互作用。本文以元宇宙的代表项目Starlink为例，分析元宇宙如何改变人们的互动体验。

元宇宙和Interoperability 3D

虽然元宇宙是一个数字虚拟世界，但这个世界仍然基于真实世界，通过图像、声音、触摸和其他方式为人们提供最接近真实世界的体验。因此，实现现实世界的数字化需要开放的媒体标准，包括文本、图像、音频、视频、3D项目、3D场景和几何体、向量、序列以及生成和组合这些东西的程序。交互式3D技术是元宇宙的基本技术。

要构建元宇宙，我们需要借助3D技术扫描现实世界。在元宇宙中，高质量的用户体验来自真实的沉浸感，它基于出色的3D效果。无论是在元宇宙中为社交网络创建独特的个人形象，还是买卖虚拟商品，您都需要对对象进行建模（您自己在社交媒体中、您想销售的产品，如游戏皮肤、虚拟土地上的建筑物等）。Pixar的USD和NVIDIA的MDL是实现3D应用程序互操作性的重要步骤。3D技术使得在虚拟世界中制造物品（如游戏设备）成为可能，而元宇宙实现了将物品从一个游戏世界带到另一个游戏世界的可替换体验

Decentraland：可交互的3D空间

Decentraland是一个3D空间，用户可以在这里创建虚拟世界、玩游戏、参观博物馆、参加现场音乐会、买卖财产、为画廊创建和出售虚拟艺术品，或者创建一个世界。有几家公司已经在中部地区的土地上投资，其中一些公司可能愿意支付熟练的建筑工人开发土地。Decentraland还开始扩大展览空间，并为供应商创建独特且富有创意的数字展位。

随着虚拟场景的丰富和虚拟活动的增加，在元宇宙中为用户提供3D场景设计服务也可能成为未来3D设计师的一项新工作。

StarLink:宇宙尺度上的3D空间

在现有的虚拟世界平台中，decentraland是增长最快的平台，拥有90000个数字土地资产。在去中心化土地上，虽然用户可以建造不同民族风格的房屋，参与世界各地的活动，这在一定程度上打破了现实世界的物理空间限制，但其系统生态仍然以地球为背景，保留了现实生活的基本元素。换句话说，去中心化地是对地球生命的“重组”而不是“突破”，Starlink（starl，star chain）将虚拟世界的主题推向了更广阔的宇宙。

Starlink是一个基于区块链技术的虚拟空间，可以模拟银河系中的真实空间站。在Starlink中，行星和卫星也可以像土地资产一样购买和交易，用户可以建造自己的行星。这将大大超过现实世界中空间探索技术的发展，并将人们在虚拟世界中的活动范围从地球扩展到整个宇宙。

因此，在未来的虚拟世界中，唯一的限制就是我们的想象力。任何可以想象的东西都可以通过3D技术创造成具体的虚拟“实体”，即使它们在现实世界中并不存在。

Threekit:3D虚拟内容制作平台

随着虚拟世界的不断发展和扩大，虚拟产品的用例将变得更加清晰，这将对虚拟产品的消费者和生产者更加有用。为了有效利用现有和未来的机会在多元化的世界中赚钱和创建品牌，企业需要创建产品的虚拟版本。

Threekit是一个用于生成3D虚拟内容的可扩展平台，可用于这些不同的空间。在threekit上，用户能够快速生成数千甚至数百万真实的3D视觉资产，将关键数字信息层置于这些资产的属性和内容上，并将这些资产输出到用户需要虚拟呈现的文件类。

用户可以使用threekit生成整个可配置产品目录的3D模，甚至在网站上嵌入一个配置程序，让您的网站访问者创建自己的定制虚拟产品版本。您可以使用非功能性测试来保护产品的每个独特配置，并允许每个自定义变体只有一个所有者，或允许特定数量的副本。

AR与VR

增强现实（AR）是一种实时计算摄像机图像的位置和角度并添加相应图像的技术。它是一种新技术，无缝集成了真实世界信息和虚拟世界信息。这项技术的目标是将虚拟世界显示在屏幕上，并与现实世界进行交互。

虚拟现实（VR）又称精神环境技术，是20世纪发展起来的一种新实用技术。虚拟现实技术包括计算机技术、电子信息技术和仿真技术。它的基本实现是计算机模拟虚拟环境，给人一种环境沉浸感。

虚拟现实和增强现实的根本区别在于是否存在真实世界。简而言之，虚拟现实是“你所看到的一切都是虚拟的”，而增强现实是“虚拟与现实的结合”。虚拟现实构建了完全脱离现实世界的用户感官。用户通过可穿戴设备看到的一切在现实世界中并不存在，但他们可以通过视觉、听觉和触觉获得身临其境的感官体验；增强现实将真实世界作为“背景板”，并添加一些虚拟图像以努力与真实环境集成。例如，华为和北京在北京广场联合建设了世界上第一个5g智能商务区，采用AR虚拟现实集成。

创建更真实的虚拟体验

元宇宙是一个共享的虚拟空间，允许个人在数字环境中与其他用户交互。它构建了一个虚拟世界，使人们能够以特定的虚拟形象存在其中，就像生活在一个与现实世界平行的世界中一样。虚拟现实和增强现实技术的兴起将塑造新的网络形式。虚拟现实技术将使用户在虚拟网络世界中获得更真实、更具体的体验，使虚拟世界的运行模式更接近真实世界；AR技术可以使虚拟世界与现实更加紧密地结合在一起。在未来，也许虚拟世界的个人形象也会成为我在现实世界中形象属性的一部分。

元宇宙可以基于增强现实技术（XR，包括VR和AR）创建一个完整的世界，这使我们能够体验比现有VR体验更真实的版本。虚拟现实体验中的访问空间通常是静态的，建成后不会改变。在元宇宙中，内容由用户播放，可以随时更改。例如，在Starlink中，所有艺术家、音乐家、3D设计师、作家和电影制作人都可以使用各种开发工具进行创作，带来无限的可能性。

创建新的商业模式

目前，来自各行各业的技术专家团队正在与主题专家合作，尝试AR、VR和元宇宙的新概念和应用。一些大消费和媒体品牌，如运动鞋、化妆品和家具零售商，提供了AR应用。用户可以用智能手机试穿鞋子，也可以在客房卫生间试用新水槽。这些体验将转化为沉浸式元宇宙商店。

“一切都会改变，”VR/AR协会犹他分会主席菲尔·巴雷特·巴雷特（Phil Barrett Barrett）说，“即使是买车也从去经销商处购买变成了完全在线购买。”也许，在未来，一些汽车经销商将留在元宇宙，这样客户就可以在购买前对汽车进行虚拟测试，甚至可以用汽车驾驶到月球上建立一个科幻世界。事实上，不仅汽车公司正在适应技术变化，电子商务也在迅速调整购物网站，并与许多元宇宙公司合作，以满足消费者购买具有虚拟身份的商品的需求。

虚拟服装试衣、汽车展厅等虚拟购物方式，可以有效解决隔离、封闭等防疫措施给线下购物带来的不便。也许，在几年内，人们可以在元宇宙中购买任何虚拟商品。

创建新的工作模式

在传统的工作模式下，员工通常需要到集中的办公场所进行实地工作，这给人才的流动和合理分配增加了障碍。长期以来，新冠肺炎在全球范围内的爆发迫使家庭远程办公成为唯一的选择。Zoom和其他在线会议平台已成为远程办公的重要工具。然而，在这个过程中，在线会议平台的弊端逐渐凸显，缺乏参与会让员工筋疲力尽，音频和视频的干扰会影响会议效率，一些办公工具和文件没有存放在家中，给工作带来不便。

VR和AR技术与元宇宙的结合将创建一个新的虚拟现实工作空间，并解决传统zoom和其他平台的局限性。在元宇宙中，世界各地的所有人才都可以交流。公司在**员工时不再需要受地理因素的限制。员工可以通过地球任何角落的设备与团队联系。人们还可以创建个性化的个人图像。与VR/AR技术不同，人们可以了解彼此的三维虚拟图像，这比变焦中的化身更能反映员工的个性。

在元宇宙世界中，无论是在火车上还是在小公寓的角落里，无论人们何时何地，他们都可以在周围的空间中创建一个巨大的虚拟工作区，并使用VR耳机远程连接到他们的计算机或其他设备。当他们在一天结束时摘下耳机并关闭虚拟世界时，工作区就消失了。因此，虚拟现实也将使工作空间更加简洁。

AR/VR技术与元宇宙的结合也将优化虚拟会议体验。员工不再需要出现在显示视频的zoom call中，而是可以加入虚拟会议室并使用他们的虚拟人格化身。空间音频使员工能够在虚拟会议室的任何位置实时听到任何人的讲话，而不会在虚拟空间中出现任何延迟，从而避免在缩放时出现尴尬的停顿。

塑造新的社会模式

元宇宙最重要和被忽视的方面之一是人工智能，它有许多用例：

首先，人工智能可用于创建、审核和保护智能合同。人工智能与元宇宙的结合可以提高对大量数据进行可信数字分析和决策的能力。人工智能可以集中管理和存储大量数据，并通过机器学习调整智能合约的动态参数，提供个性化的治理机制；然而，人工智能容易受到黑客攻击，区块链技术的应用可以更好地保护隐私，创建更安全的数据，调整彼此不信任的设备之间的冲突，从而提高智能合约的便利性。

第二，人工智能可以将虚拟世界中的人们从重复的工作中解放出来。目前，人工智能可以通过大量的数据学习进行预测和简单的创造，帮助人们减少重复性任务，快速获得技能，提高工作准确性，减少人为失误。例如，在现实世界中，如果你想学习游泳，你需要一个游泳教练来指导一步一步地分解动作，并重复每个动作。在虚拟世界中，人工智能只能通过观察游泳者的肌肉运动、细微差别和每个动作的操作时间来对游泳动作数据进行编码。虚拟角色可以使用此编码集快速学习游泳。这种高质量的学习数据将大大提高人们的学习效率。

第三，人工智能可以丰富虚拟世界中的生物形态。目前，人工智能具有一定的创造能力，可以创造出新的人工智能生物。它们可以在元宇宙中漫游，与人类用户交互，并相互形成交互生态。除了图像内容外，AI还可以生成对话文本内容，这些内容可以转换成人类语言，这样3D角色就可以像人类一样说话。

在元宇宙中，人工智能可以成为创造性活动的重要来源。在大量学习的基础上，人工智能可以学习趋势和风格，然后进行独立创作，创造新的数字资产、艺术和内容。

**，人工智能具有很强的学习能力和创造力，可以有效地改进现有的软件和流程。未来，人工智能将实现自身的智能转，带来智能技术的大爆炸。

元宇宙是一个由数据组成的世界，它为人工智能提供了丰富的学习材料和处理对象。随着人工智能的发展，未来它们可能成为人类构建虚拟世界的工具。人类只需要输入文本指令，人工智能就可以将其输出到一个完全沉浸式的3D环境中，让人们在其中进行探索和互动。

5G：元宇宙的基本要素

互联网是元宇宙的基本元素之一。元宇宙是一个开放的生态系统，不受任何公司支配；在元宇宙中，用户之间的连接是通过Internet实现的。元宇宙的运营需要一个去中心化的计算机网络，该网络不属于任何单一实体或政府，也不需要任何此类实体的中央许可证。

元宇宙的基础是共享数据、共享计算和共享带宽。当它们结合在一起时，它可以扩大我们作为一个物种共同完成的事情的范围。

要构建一个完全交互式的3dmataverses，需要大量来自视频和沉浸式声音的纹理媒体，这取决于大量的数字文件，这些文件的密度远远高于视频或其他内容所需的文件类。5g的峰值上传和****明显快于4G，4G可以处理这些较大的文件。越来越多的5g接入可以通过提供使数字世界正常运行的速度和能力来支持元宇宙的可持续发展。目前，移动硬件公司也在开发支持5g的设备，以运行我们现在拥有的软件以外的软件，即支持元宇宙的设备。

未来，人们可以在元宇宙中进行各种活动，如观看音乐会、购物、参观博物馆等，但这种体验仍然受到VR和AR体验程度的限制。为了获得良好的体验效果，需要一个速度更快、延迟更低的网络，以允许ECs和人们的设备（无论是VR耳机还是AI驱动的机器人）之间传输大量数据。5g，特别是使用毫米波频谱的5g，将开启各种可能性，例如虚拟现实体验，包括触摸和AR体验，允许访客与AI主机进行深入对话。

元宇宙提供了许多可能性，但可能性如何展现取决于5g。元宇宙需要更快的网络速度和功能，以全面优化未来的应用程序并推动进步。关注这些令人费解且不断发展的应用程序非常重要。元宇宙转换是全局的。它将影响我们所有人。

元宇宙：从地球到宇宙——对未来世界的无限想象

在虚拟世界中，不仅生活场景会发生变化。当个人数字图像成为虚拟世界中人的一部分时，人与人之间的互动方式也将发生变化，社区互动方式也将发生变化。

一个去中心化的虚拟世界如何能够自我维持？在星通构建的虚拟宇宙中，道就是答案。在明星连锁创建的社区中，所有社区项目都由居民投票。投票操作系统称为Dao。星链Dao是一个没有团队代币或分销的平台，每个成员拥有平等的投资者身份。Dao投票系统是一个去中心化的自治组织。在这里，每个持有人都有权创建一个提案，并且持有人一起投票来促进该项目。投票权重根据用户持有的Starr份额进行分配。因此，即使没有控制器，社区也可以自我维持。这种透明、健康和公平的权力分配方式向世界展示了一种新的做事方式。也许这个虚拟世界的运作规则可以启发人们的思维，开启新的潮流，为全世界的人们创造一个更美好的世界。

Starlink和SpaceX：连接“虚拟”和“真实”的宇宙

在现实世界中，埃隆·马斯克（Elon Musk）领导的SpaceX公司一直在探索宇宙和建立卫星网络。目前，SpaceX正在建设卫星链网络，希望为世界所有地区提供可靠的高速网络。该项目一旦完成，将极大地推动现实世界的数字化进程。星链星链的命名不仅是为了向麝香致敬，也是为了探索元宇宙的更多可能性。

如果现有的空间探索成果能够数字化，如将SpaceX发射进度和部署数据作为构建Starlink虚拟宇宙的原材料，将大大提高虚拟宇宙的真实感，使其空间生态更加贴近现实世界，从而更好地整合真实宇宙和虚拟宇宙，使之成为互动的平行空间，为用户提供更丰富的体验；同时，现实世界中的银河系数据也可以为用户提供许多有价值的资源和信息，成为他们在星通进行恒星交易的参考。

自2020年以来，新冠状病毒肺炎改变了人们的社会生活方式、工作方式和娱乐方式。虚拟网络空间已经成为现实接触和限制条件的替代品。这将塑造我们的行为习惯，不可逆转地改变我们的思维方式和对世界的理解。

虽然无法确定具体时间，但可以肯定的是，元宇宙时代正以前所未有的趋势向我们冲来。