《元宇宙十大技術(shù)》序言

姚前

元宇宙英文名為“Metaverse”。早在二十世紀八十年代，美國計算機教授弗洛·文奇在科幻小說《真名實姓》中，構(gòu)思了一個可以通過腦機接口進入并擁有感官體驗的虛擬世界，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。“Metaverse”由Meta和Verse組成，表示超越宇宙的意思，即一個平行于現(xiàn)實世界運行的虛擬空間。《雪崩》進行了形象的描述：“當進入元宇宙……每個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）進入虛擬世界的故事，比如《黑客帝國》《刀劍神域》《頭號玩家》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）中舉辦一場虛擬演唱會，吸引全球千萬游戲玩家觀眾圍觀;全球頂級人工智能學(xué)術(shù)會議在游戲《動物森友會》上舉辦研討會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進一步激發(fā)了人們對虛擬世界的暢想，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”。上市當日，市值就達到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)體驗搬到現(xiàn)實世界，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)時代”，稱其為“一個令人興奮的機會”。

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（VR）技術(shù)為例進行了闡述：“虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)能讓人獲得各種難以通過二維應(yīng)用或網(wǎng)頁實現(xiàn)的體驗，例如跳舞，或不一樣的健身方式。簡而言之，虛擬現(xiàn)實（VR）讓人們在虛擬世界里更有‘在場的感覺，能夠自然和準確模擬人在現(xiàn)實世界的行為。”但“元宇宙不僅僅是虛擬現(xiàn)實（VR）。它能通過所有不同的計算平臺訪問：虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR），也包括個人電腦、移動設(shè)備和游戲主機”。在他看來，元宇宙是一個永續(xù)的、實時的，且無準入限制（多終端）的環(huán)境。他建議“把元宇宙想象為一個實體互聯(lián)網(wǎng)，在那里，你不只是觀看內(nèi)容，你整個人就身在其中”。可見，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)實世界、線上和線下高度融合。馬化騰認為：“全真互聯(lián)網(wǎng)是一個從量變到質(zhì)變的過程，它意味著線上線下的一體化，實體和電子方式的融合。虛擬世界和真實世界的大門已經(jīng)打開，無論是從虛到實還是由實入虛，都在致力于幫助用戶實現(xiàn)更真實的體驗。”

扎克伯格還認為，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，可以瞬間移動到任何地方，而不是被困在某家公司的產(chǎn)品中。”“在未來，如果聽到某家公司在開發(fā)自己的元宇宙，就相當于現(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)標準協(xié)議一樣，元宇宙需要構(gòu)建一個通用的協(xié)議讓每家公司在共同且互通的宇宙進行開發(fā)。這同時也說明，元宇宙應(yīng)滿足技術(shù)開源和平臺開源特性，否則就無法實現(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行創(chuàng)造，形成原生虛擬世界，不斷擴展元宇宙邊際。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，不少業(yè)內(nèi)人士還認為，如果元宇宙平臺不會“暫停”或“結(jié)束”，無限期持續(xù)運行，那么在理想狀態(tài)，元宇宙應(yīng)該是去中心化的，這樣不會因某方的加入或退出而影響正常運行。更進一步說，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。它由許多不同的參與者以去中心化的方式運營，而不歸屬于某個公司。它是一個自治去中心化組織（DAO，Decentralized Autonomous Organization）。去年熱議的區(qū)塊鏈游戲Axie Infinity（單日營收接近兩千萬美金，超過《王者榮耀》營收兩倍，是目前全世界營收最高的手機游戲）采用“去中心化”技術(shù)，運行在區(qū)塊鏈分布式網(wǎng)絡(luò)上，玩家對游戲賬號和資產(chǎn)擁有完全所有權(quán)，它即被認為符合元宇宙特征，比如玩家創(chuàng)造內(nèi)容、去中心化等。

為了實現(xiàn)上述元宇宙特點，需要多種先進技術(shù)的支撐。一是虛擬現(xiàn)實技術(shù)。包括沉浸式AR/VR終端、腦機接口、觸覺手套、觸覺緊身衣等先進設(shè)備，以及數(shù)字替身、動作捕捉、手勢識別、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)實體驗。就像電影《頭號玩家》，玩家頭戴VR設(shè)備，腳踩可移動基座后進入虛擬世界。在虛擬世界，每個動作都與真人的體感動作如出一轍，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傳導(dǎo)給本人。我們在今天的互聯(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，不僅傳遞視覺、聽覺，還可傳遞觸覺，甚至嗅覺和味覺。二是5G、邊緣計算、云計算、AI、圖像渲染等技術(shù)。要實現(xiàn)同現(xiàn)實一樣“自然”“實時”的交互感覺，需要先進的高帶寬網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)使各種終端能隨時隨地、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時擬真度，消除失真感。云計算可為用戶提供順暢無阻、即時反饋、穩(wěn)定持久及虛擬共享的大規(guī)模交互與共享體驗。三是區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造了一種建立在計算機算法之上的“無組織形態(tài)的組織力量”——DAO，符合元宇宙的去中心化特點。構(gòu)建元宇宙這一龐大的去中心化系統(tǒng)，需要先進的區(qū)塊鏈技術(shù)。四是芯片技術(shù)。要支持龐大的元宇宙運作，需要極強的算力支持，而算力的根基是芯片。

應(yīng)該說，元宇宙是一個極為宏大的概念。它為我們描繪了一個前所未有的立體互聯(lián)網(wǎng)虛擬空間。但要真正實現(xiàn)它，并不容易。其實，在前幾年虛擬現(xiàn)實（VR）熱潮中，“Metaverse”就被不斷提起，當時國內(nèi)翻譯為“超元域”。時至今日，VR產(chǎn)品還沒有達到廣泛應(yīng)用的成熟程度。一些業(yè)內(nèi)專家認為，VR要想做到手機的程度，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非常難受。要想做到二十克以下，專家估計還得五到十年時間，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只有達到16K的分辨率之后，人們才會感覺到如同在現(xiàn)實世界一樣，但當前市面上VR設(shè)備的分辨率最高支持4K。還有網(wǎng)絡(luò)通信，電影《頭號玩家》中描繪的元宇宙用戶是上億級的。如果要實現(xiàn)這樣的元宇宙，6G都不夠，估計要7G。否則，一旦設(shè)備運行時間過長，世界過于宏大，就會出現(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，甚至是革命性變革。

誠然如此，元宇宙仍不失為一個令人激動的夢想。它若能從當前的科幻小說、科幻電影轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實，勢必將開創(chuàng)新的人類歷史新紀元。這是一個正在發(fā)展的前沿領(lǐng)域，各界正在積極探索中。《元宇宙十大技術(shù)》這本著作全面而又深入地探討了元宇宙的技術(shù)特征、前沿熱點、場景應(yīng)用和未來趨勢，內(nèi)容豐富，資料翔實，語言生動，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。