1.4.2　元宇宙的技术底座

2020—2021年元宇宙发展研究报告中提出，元宇宙塑造的虚拟世界所涉及的技术种类众多，技术底座的强弱决定应用的落地成效。为了塑造这样一个虚拟世界，需要一个规模更大、算力更强的AI基础设施，还要有相应的可视化应用、内容及业务来支撑。元宇宙的技术底座如图1.3所示。

图1.3　元宇宙的技术底座

元宇宙的网络环境以5G（第五代移动通信技术）为通信基础，5G的高速率、低时延、大规模设备连接等特性为元宇宙的应用创新提供了基础条件；反过来，元宇宙也有可能以其丰富的内容与强大的社交属性打开5G的大众需求缺口，从而提升5G网络覆盖率。

业界普遍认为，拓展现实、机器人和脑机接口共同构成了元宇宙的虚实界面的技术内容。拓展现实包括虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、融合现实（Merged Reality，MR）。其中，VR负责提供沉浸式体验，通过全面接管人类的视觉、听觉、触觉及动作捕捉来实现元宇宙中的信息输入与输出；AR在保留现实世界的基础上叠加一层虚拟信息；MR则通过向视网膜投射光场来实现虚拟与真实之间的部分保留与自由切换。机器人通过实体的仿真肉身成为连通元宇宙的另一种渠道。同时，脑机接口可以让使用者通过意识进行各种交互解析，并达到平行世界里的一切交互行为，以支撑元宇宙中最快捷、有效的信息访问。

元宇宙的数据处理依赖于人工智能和云计算。一方面，人工智能可大幅提升运算性能，并智能生成不重复的海量内容，实现元宇宙的自发有机生长；另一方面，元宇宙的算力基础是云计算，云计算的数据存储（云存储）和计算能力依赖于资源共享，以实现规模经济。目前，大型游戏采用客户端+服务器的模式，对客户端设备的性能和服务器的承载能力都有较高要求，尤其在3D图形的渲染上完全依赖终端运算。若想降低用户门槛、扩大市场，则需要将运算和显示分离，在云端图形处理器上完成渲染。因此，动态分配算力的云计算系统将成为元宇宙的一项基础设施。

元宇宙的认证机制是区块链，区块链作为基于去中心化网络的虚拟货币，具有稳定、高效、规则透明等优点。区块链的加持使得元宇宙中的价值归属、流通、变现和虚拟身份的认证成为可能。

元宇宙的生产内容包括人工智能和数字孪生。在元宇宙的生成逻辑中，人工智能扮演着重要角色。运用人工智能可以生成海量内容，营造随机生成、从不重复的游戏体验，摆脱人工脚本的限制，允许用户自由探索、创造，从而帮助元宇宙实现最大限度的自由。另外，还可以对元宇宙中的内容进行审查，保证元宇宙的安全与合法。可以预料到，元宇宙的发展不仅会推动新技术的发展，也会推动与之相关行业的发展。元宇宙以数字孪生为世界蓝图，数字孪生就是在虚拟空间内建立真实事物的动态孪生体，借由传感器，本体的运行状态及外部环境数据均可实时映射到孪生体上。该技术最初用于工业制造领域，而元宇宙需要利用数字孪生来构建细节极致丰富的拟真环境，以营造沉浸式的在场体验。