《元宇宙十大技術(shù)》序言

姚前

元宇宙英文名為“Metaverse”。早在二十世紀(jì)八十年代，美國計(jì)算機(jī)教授弗洛·文奇在科幻小說《真名實(shí)姓》中，構(gòu)思了一個(gè)可以通過腦機(jī)接口進(jìn)入并擁有感官體驗(yàn)的虛擬世界，這被視為“元宇宙”概念的雛形。1992年，美國著名賽博朋克流科幻作家尼爾·斯蒂芬森在其作品《雪崩》中正式創(chuàng)造了“Metaverse”一詞?！癕etaverse”由Meta和Verse組成，表示超越宇宙的意思，即一個(gè)平行于現(xiàn)實(shí)世界運(yùn)行的虛擬空間?！堆┍馈愤M(jìn)行了形象的描述：“當(dāng)進(jìn)入元宇宙……每個(gè)人的化身都可以做成自己喜歡的任何樣子，這就要看你的電腦設(shè)備有多高的配置來支持了……哪怕你剛剛起床，可你的化身仍然能夠穿著得體、裝扮考究。在元宇宙里，你能以任何面目出現(xiàn)：一頭大猩猩，一條噴火龍……”此后，許多科幻小說和科幻電影講述了人們通過Avatar（數(shù)字替身）進(jìn)入虛擬世界的故事，比如《黑客帝國》《刀劍神域》《頭號(hào)玩家》等。

2020年新冠肺炎疫情發(fā)生后，因社交隔離，人們的許多活動(dòng)被迫轉(zhuǎn)為線上，有些通過在線視頻開展，而有些則是在游戲的在線虛擬場(chǎng)景中舉行。比如，美國加州伯克利大學(xué)在沙盒游戲《我的世界》（Minecraft）舉行畢業(yè)典禮，畢業(yè)生們以虛擬形象齊聚校園參加畢業(yè)典禮;美國著名流行歌手特拉維斯·斯科特（Travis Scott）在游戲《堡壘之夜》（Fortnite）中舉辦一場(chǎng)虛擬演唱會(huì)，吸引全球千萬游戲玩家觀眾圍觀;全球頂級(jí)人工智能學(xué)術(shù)會(huì)議在游戲《動(dòng)物森友會(huì)》上舉辦研討會(huì)并由演講者在游戲中播放幻燈片發(fā)表講話等。這些吸引眼球的活動(dòng)進(jìn)一步激發(fā)了人們對(duì)虛擬世界的暢想，使“Metaverse”概念再次翻紅。

2021年初，游戲公司羅布樂思（Roblox）把“Metaverse”概念寫入了招股書，成為“元宇宙第一股”。上市當(dāng)日，市值就達(dá)到383億美元。緊接著，一些互聯(lián)網(wǎng)巨頭開始加入“Metaverse”這一概念熱潮。臉書（Facebook）首席執(zhí)行官（CEO）扎克伯格宣布五年內(nèi)臉書（Facebook）將努力把科幻小說中描繪的終極互聯(lián)體驗(yàn)搬到現(xiàn)實(shí)世界，成為一家“元宇宙公司”。騰訊董事局主席馬化騰在騰訊內(nèi)部刊物提出與元宇宙高度相似的概念“全真互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”，稱其為“一個(gè)令人興奮的機(jī)會(huì)”。

雖然元宇宙概念出現(xiàn)得很早，但迄今為止它還沒有統(tǒng)一的定義。扎克伯格認(rèn)為，“元宇宙的首要目的不是讓人們更多地參與互聯(lián)網(wǎng)，而是讓人們更自然地參與互聯(lián)網(wǎng)”。什么是“自然”？扎克伯格以虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)為例進(jìn)行了闡述：“虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)能讓人獲得各種難以通過二維應(yīng)用或網(wǎng)頁實(shí)現(xiàn)的體驗(yàn)，例如跳舞，或不一樣的健身方式。簡(jiǎn)而言之，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）讓人們?cè)谔摂M世界里更有‘在場(chǎng)的感覺，能夠自然和準(zhǔn)確模擬人在現(xiàn)實(shí)世界的行為?！钡霸钪娌粌H僅是虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）。它能通過所有不同的計(jì)算平臺(tái)訪問：虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR），也包括個(gè)人電腦、移動(dòng)設(shè)備和游戲主機(jī)”。在他看來，元宇宙是一個(gè)永續(xù)的、實(shí)時(shí)的，且無準(zhǔn)入限制（多終端）的環(huán)境。他建議“把元宇宙想象為一個(gè)實(shí)體互聯(lián)網(wǎng)，在那里，你不只是觀看內(nèi)容，你整個(gè)人就身在其中”?？梢?，提供前所未有的交互性以及高度的沉浸感和參與感，是元宇宙不同于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的最大特征。元宇宙將使虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界、線上和線下高度融合。馬化騰認(rèn)為：“全真互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)從量變到質(zhì)變的過程，它意味著線上線下的一體化，實(shí)體和電子方式的融合。虛擬世界和真實(shí)世界的大門已經(jīng)打開，無論是從虛到實(shí)還是由實(shí)入虛，都在致力于幫助用戶實(shí)現(xiàn)更真實(shí)的體驗(yàn)?！?/p>

扎克伯格還認(rèn)為，元宇宙必須具有互通性和可移植性：“你有自己的虛擬化身以及虛擬物品，可以瞬間移動(dòng)到任何地方，而不是被困在某家公司的產(chǎn)品中?！薄霸谖磥?，如果聽到某家公司在開發(fā)自己的元宇宙，就相當(dāng)于現(xiàn)在你聽到某家公司在開發(fā)自己的互聯(lián)網(wǎng)一樣可笑”。就像萬維網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議一樣，元宇宙需要構(gòu)建一個(gè)通用的協(xié)議讓每家公司在共同且互通的宇宙進(jìn)行開發(fā)。這同時(shí)也說明，元宇宙應(yīng)滿足技術(shù)開源和平臺(tái)開源特性，否則就無法實(shí)現(xiàn)通用性。在開源的基礎(chǔ)上，不同需求的用戶都可以在元宇宙進(jìn)行創(chuàng)造，形成原生虛擬世界，不斷擴(kuò)展元宇宙邊際。元宇宙概念股羅布樂思（Roblox）的聯(lián)合創(chuàng)始人尼爾·里默（Neil Rimer）強(qiáng)調(diào)，“元宇宙的能量將來自用戶，而不是公司”，即元宇宙由用戶創(chuàng)造內(nèi)容。

同時(shí)，不少業(yè)內(nèi)人士還認(rèn)為，如果元宇宙平臺(tái)不會(huì)“暫?！被颉敖Y(jié)束”，無限期持續(xù)運(yùn)行，那么在理想狀態(tài)，元宇宙應(yīng)該是去中心化的，這樣不會(huì)因某方的加入或退出而影響正常運(yùn)行。更進(jìn)一步說，元宇宙需要具備去中心的、避免被少數(shù)力量壟斷的技術(shù)特點(diǎn)。它由許多不同的參與者以去中心化的方式運(yùn)營(yíng)，而不歸屬于某個(gè)公司。它是一個(gè)自治去中心化組織（DAO，Decentralized Autonomous Organization）。去年熱議的區(qū)塊鏈游戲Axie Infinity（單日營(yíng)收接近兩千萬美金，超過《王者榮耀》營(yíng)收兩倍，是目前全世界營(yíng)收最高的手機(jī)游戲）采用“去中心化”技術(shù)，運(yùn)行在區(qū)塊鏈分布式網(wǎng)絡(luò)上，玩家對(duì)游戲賬號(hào)和資產(chǎn)擁有完全所有權(quán)，它即被認(rèn)為符合元宇宙特征，比如玩家創(chuàng)造內(nèi)容、去中心化等。

為了實(shí)現(xiàn)上述元宇宙特點(diǎn)，需要多種先進(jìn)技術(shù)的支撐。一是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。包括沉浸式AR/VR終端、腦機(jī)接口、觸覺手套、觸覺緊身衣等先進(jìn)設(shè)備，以及數(shù)字替身、動(dòng)作捕捉、手勢(shì)識(shí)別、空間感知、數(shù)字孿生等相關(guān)技術(shù)，為用戶提供更加逼真、更加沉浸、更多感官的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。就像電影《頭號(hào)玩家》，玩家頭戴VR設(shè)備，腳踩可移動(dòng)基座后進(jìn)入虛擬世界。在虛擬世界，每個(gè)動(dòng)作都與真人的體感動(dòng)作如出一轍，除了視覺和聽覺外，玩家在虛擬世界中感受到的觸覺甚至也可以通過特殊材料的衣服真實(shí)傳導(dǎo)給本人。我們?cè)诮裉斓幕ヂ?lián)網(wǎng)上僅能傳遞視覺和聽覺，而在元宇宙則可傳遞更豐富的感官體驗(yàn)，不僅傳遞視覺、聽覺，還可傳遞觸覺，甚至嗅覺和味覺。二是5G、邊緣計(jì)算、云計(jì)算、AI、圖像渲染等技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)同現(xiàn)實(shí)一樣“自然”“實(shí)時(shí)”的交互感覺，需要先進(jìn)的高帶寬網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)使各種終端能隨時(shí)隨地、極低延遲接入元宇宙。通過圖像渲染和AI技術(shù)，可提高用戶在虛擬世界的實(shí)時(shí)擬真度，消除失真感。云計(jì)算可為用戶提供順暢無阻、即時(shí)反饋、穩(wěn)定持久及虛擬共享的大規(guī)模交互與共享體驗(yàn)。三是區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造了一種建立在計(jì)算機(jī)算法之上的“無組織形態(tài)的組織力量”——DAO，符合元宇宙的去中心化特點(diǎn)。構(gòu)建元宇宙這一龐大的去中心化系統(tǒng)，需要先進(jìn)的區(qū)塊鏈技術(shù)。四是芯片技術(shù)。要支持龐大的元宇宙運(yùn)作，需要極強(qiáng)的算力支持，而算力的根基是芯片。

應(yīng)該說，元宇宙是一個(gè)極為宏大的概念。它為我們描繪了一個(gè)前所未有的立體互聯(lián)網(wǎng)虛擬空間。但要真正實(shí)現(xiàn)它，并不容易。其實(shí)，在前幾年虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）熱潮中，“Metaverse”就被不斷提起，當(dāng)時(shí)國內(nèi)翻譯為“超元域”。時(shí)至今日，VR產(chǎn)品還沒有達(dá)到廣泛應(yīng)用的成熟程度。一些業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，VR要想做到手機(jī)的程度，必須做到二十克以下。這是由我們?nèi)祟惖纳眢w構(gòu)造決定的，耳朵和鼻梁能承受的上限是二十克，例如眼鏡。如果VR頭顯重一百克或兩百克，那么人們戴上超過三十分鐘就會(huì)非常難受。要想做到二十克以下，專家估計(jì)還得五到十年時(shí)間，至少最近兩年還沒看到技術(shù)上大的突破。除了重量，還要考慮VR分辨率。VR只有達(dá)到16K的分辨率之后，人們才會(huì)感覺到如同在現(xiàn)實(shí)世界一樣，但當(dāng)前市面上VR設(shè)備的分辨率最高支持4K。還有網(wǎng)絡(luò)通信，電影《頭號(hào)玩家》中描繪的元宇宙用戶是上億級(jí)的。如果要實(shí)現(xiàn)這樣的元宇宙，6G都不夠，估計(jì)要7G。否則，一旦設(shè)備運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，世界過于宏大，就會(huì)出現(xiàn)視覺上的紗窗效應(yīng)和眩暈感。從重量三百克到二十克，從分辨率4K到16K，從網(wǎng)絡(luò)通信5G到7G，并非簡(jiǎn)單的數(shù)字加減，背后涉及芯片、能源、算力、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的全面升級(jí)，甚至是革命性變革。

誠然如此，元宇宙仍不失為一個(gè)令人激動(dòng)的夢(mèng)想。它若能從當(dāng)前的科幻小說、科幻電影轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，勢(shì)必將開創(chuàng)新的人類歷史新紀(jì)元。這是一個(gè)正在發(fā)展的前沿領(lǐng)域，各界正在積極探索中?！对钪媸蠹夹g(shù)》這本著作全面而又深入地探討了元宇宙的技術(shù)特征、前沿?zé)狳c(diǎn)、場(chǎng)景應(yīng)用和未來趨勢(shì)，內(nèi)容豐富，資料翔實(shí)，語言生動(dòng)，深入淺出。相信該著作的出版，必將大有裨益于學(xué)界業(yè)界。

是為序。