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元宇宙相关技术、技术场景分析以及未来场景应用的猜想-张伟略博士

2022-05-22

斯皮尔伯格电影《头号玩家》里的“绿洲”,是一个缤纷绚丽、充满无限想象力和可能性的虚拟异世界,隔着一套 VR 设备。人们只要戴上VR 设备,就可以进入与现实形成强烈反差的虚拟世界,每个人都穿着VR 设备和虚拟世界进行交互,同时能够 “感知” 虚拟的物品。


“绿洲”是一个包罗万象、无限逼近真实的虚拟世界。可以说是对如今正火的元宇宙最直观的呈现。虽然,时至今日也没有人能够给元宇宙一个确切的定义,但目前大家普遍认为元宇宙的最终形态,便是《头号玩家》里的“绿洲”


开启异世界“绿洲”大门的钥匙——VR/AR 等设备,目前正在成为元宇宙的最佳呈现载体。最终,我们能否实现如电影里描绘的完美的元宇宙还是未知数,但很多依托 VR/AR 的碎片化场景早已经走入我们的生活。要说国内现在最热门的游乐场所,非北京环球影城莫属。与传统乐园很大的不同在于,除了融入了旗下电影等文娱作品IP,更重要的是其背后使用的各种“黑科THE DOOR TO A DIFFERENT WORLD

HAS OPENED技”,让游客能拥有更沉浸式的体验。其中一个非常吸引人的项目就是 3D虚拟现实过山车,坐在车上,只要戴上眼镜,游客便可以通过虚拟现实技术,置身赛博坦星球与变形金刚“互动”,或穿梭于哈利波特的魔法世界。


如果想要化身为魔法师,只要购买一根魔法棒,便可以在园区内特定地点“施咒”,与现实物体“魔法交互”,享受真正的沉浸式游玩体验。可能有人会觉得,VR/AR 的应用场景还是局限于游戏与娱乐上。这种印象,其实是由于在五年前,VR/AR 刚开始发展时被游戏行业所主宰而造成的。但 VR/AR 技术发展到如今,早已经从游戏向外延伸到教育、商服、会展、文旅等方方面面。


以目前已经成熟运用的 VR 智慧驾校为例,通过“全实车硬件 +VR 实景呈现”的方式,学员们只要戴上“VR”眼镜,便能瞬间“穿越”到驾校。汽车模拟装置包括离合器、油门、刹车、方向盘等均是按照实车的样子打造,通过模拟器将训练场地还原,从车身抖动到行驶过程中的风声都几近真实。身旁的教练和语音系统也非常的体贴入微,每一个驾驶动作中的细节都会给出提示和指导。学员通过“VR”学车先打基础,再到实际场景便不会那么紧张,练车效率因此得到大大提升。


此外,通过 VR 智能驾驶模拟器,学员们可以身临其境地体验危险性高、复杂路况的场景,譬如超车、高速路上爆胎、刹车制动失灵等,进行防御性驾驶训练,以及熟悉山区道路、雨雪天气、夜间行驶和隧道行驶路况。遇到薄弱环节还能无限次练习,无需排队等候,强化驾驶人在紧急情况下的应急反应意识和安全驾驶能力。数据显示,采用 VR 智慧驾驶培训模式训练的学员,整体通过率较传统训练模式提高了 10% 左右。这是 VR 技术运用于教育的典型案例,除此之外,还有 VR 家装、VR 文旅、VR 会议会展等,应用场景正在不断丰富。


5G 时代,“云技术 +AI”为元宇宙提供了无限滋长的技术土壤,元宇宙带来的沉浸式交互体验,将有机会改变互联网的形态。2021 年 10 月 19 日, 中国联通董事长刘烈宏在2021 世界VR 产业大会上表示,推动VR 产业加速前行,要打牢数字底座,通过打造 5G 精品网、千兆宽带网以及一体化算网服务体系,为 VR 产业铺就“虚实相通”新高速。


5G 作为元宇宙发展的基础,正是我国的强项。自 5G 商用以来,中国频频跑出“加速度”,以超过全球 70% 的 5G 基站、80% 的 5G 用户领跑全球。5G 网络,可为用户提供相比 4G 网络 10 倍以上的代际速率体验,使 VR/AR 产品的成像时延控制在20 毫秒以内。


打造元宇宙、支持 VR 产业发展的基础设施正逐渐完善,线上经济逐渐趋于成熟。马杰同时表示,打造元宇宙、支持 VR 产业发展的市场需求在不断升温,应用场景也在不断拓展。IDC 数据显示,全球 VR 头显出货 量正在提速。预计 2021 年的出货量将由 2020 年的 670 万台提升到 850 万台,2025 年更是将达到 2860 万台。


虽然近来元宇宙概念大火,但不得不说,元宇宙目前仍处于探索阶段。各大企业竞相入局,但方向似乎并不是很明确,押注方向可谓五花八门。还有不少公司一边想赶上这个风口,一边却因为看不清方向,不知道如何切入,仍在踌躇观望。我们常说“要想富,先修路”,这是地方经济发展亘古不变的道理,基础设施建设对于一个地方发展的重要性可见一斑。


一项重要技术成果的成熟应用,也离不开大量基础设施的提前布局,元宇宙的完善同样需要众多技术环节的长期建设。“巧妇难为无米之炊”,没有基础技术的铺垫,更进一步的发展便会无从下手。目前我们已经在传输速率、算力、硬件等元宇宙的一些基础设施方面取得了一定进展。


5G、芯片、云计算等技术的快速发展,为元宇宙高带宽、高算力的需求打下了基础;VR 眼镜、跑步机、手套、盔甲等硬件设施需求也已经相对齐全,甚至比2045 年“绿洲”中的装备看起来还要酷炫。


纵观整个 VR 行业,其目前更像是一个个割裂的子宇宙,而真正的元宇宙一定是一个全球一体化的沟通环境,想要将各子宇宙聚合成为一个真正意义上的元宇宙,就一定需要大量 AI 技术的参与。但问题是 AI 技术并不能一蹴而就,需要长期大量的投入和积累,这对于想搭上元宇宙这趟快车的很多公司来说,成了最大的阻碍。元宇宙本就是一个多元化、开放、共享而非割裂的世界,因此,它是需要更多的人来共同参与的。


随着成本的降低,内容将不再成为困扰元宇宙发展的难题,但元宇宙的运行最终还是需要用户,也就是现实的我们。俗话说,有人的地方就有江湖,而有江湖的地方就需要交互。这个交互是虚拟的,但交流的内容却是真实的。百度 VR 2.0 上同样提供了一个交互模块,该模块是一个基于 AI 及 VR 技术打造的虚拟空间多人互动平台,是一个包括身份认同,高度沉浸,超大时空等在内的长期在线多人互动元宇宙世界,不仅将随时随地的多人互动变成了现实,还极大地提升了硬件的消费体验。


平台化运作,无疑是让元宇宙的基础设施变得更加完善,也让更多人能够参与进来,共同打造开放的 AI 生态助力元宇宙时代到来。AI 可以说是元宇宙最重要的基础设施,对于元宇宙的最终形态和融合起到决定性作用。


AI 是交叉学科的集大成者,和软件合作对于软件技术的提升和软件标准的形成有着极大的促进作用;AI 加持下的硬件,也能极大地提升消费者的使用体验;AI+ 内容,更能有效降低内容生产成本。


随着打造元宇宙的基础设施逐渐完善,元宇宙的到来也将越来越快,而基于现有基础设施的元宇宙雏形其实已经出现。我们目前看到的大多是游戏层面的元宇宙概念,我们可以通过游戏来理解元宇宙,但不能把游戏和元宇宙划等号。在游戏作品方面,目前最接近“元宇宙”概念的当属 Roblox 游戏。兼容了虚拟世界、休闲游戏和自建内容的游戏,游戏中的大多数作品都是用户自行建立的。同时,社区中有交易系统、等级系统和规则系统等,是一个可以自行运转的完整的体系。

但元宇宙不是某一项应用,也不局限于某个场景。元宇宙是一个向人们提供以活出另一种人生的虚拟世界,这个世界中有完整的运行的体系。

人们可以进行多种场景的日常活动,除游戏外,可以进行社交活动、购物、学术活动、休闲娱乐活动,甚至可以通过外接设备在元宇宙中切身的感受运动。元宇宙的到来将重塑整个世界的运行秩序,人与人之间的交流沟通,时间、空间这些障碍都将不复存在,一切死板、低

效、无趣的现实也将会被新活力“取代”。教育将不再局限于书本和校园,我们可以随时放飞一只风筝来进行雷电实验,也可以随时进行一场虚拟手术来掌握临床技巧,任何内容的学习都将变得无比的容

易和高效。


我们的旅游也将不再受到任何限制,上一秒还在办公室的会议桌上,下一秒便可以去到夏威夷的海滩,无聊的时光摇身变得无比宝贵。

透过这些应用场景我们发现,元宇宙早已不再局限于让人享乐的娱乐与游戏,置身元宇宙也并非是让人脱离实际,反而能让人更好的接近真实场景,理解内容。现阶段 VR 技术已经有了一定的基础,内容在不断丰富的同时,应用场景也在不断拓展,将来必定会被越来越多的人认识和接受。