技术与应用变革掀开新篇章元宇宙热潮颠覆现有赛道

元宇宙(Metaverse)起源于科幻小说,它描述了一个人们以虚拟形象在三维空间中与各种软件进行交互的世界。有研究者指出元宇宙或指向互联网的“终极形态”。元宇宙具有同步和拟真、开源和创造、永续、闭环经济系统四大核心属性,是与现实世界高度互通的虚拟世界。伴随着5G、AR/VR、云计算、AI等技术的进化,元宇宙在诸多场景中的现实应用将逐步兴起。

近一年来,元宇宙概念大放异彩。在应用领域方面,三星电子已与元宇宙平台ZEPETO合作,在该平台中创建了一个名为“My House”的虚拟空间,消费者可以在这个虚拟空间中,使用三星电子的电器和产品装点虚拟家园。三星电子表示“通过My House,使用者可以熟悉三星产品,并远程体验改善和定制他们的家居方式。松下的子公司也从硬件角度切入元宇宙领域。松下已经发布了VR头显“MeganeX”,该头显采用OLED高清屏幕,重量不到230克该头显的配套产品可以根据虚拟环境变化为玩家提供不同温度体验。此外,西班牙一家科技公司Owo将推出一款可穿戴的无线背心,它可以使用触觉技术来传递振动,将你的身体与虚拟世界连接起来,让使用者体验像是接球、被打或被拥抱等。

除了上述厂商已切入的游戏、娱乐、社交体验领域之外,元宇宙有更多实际中可应用的场景。例如沉浸式商务、线上协作办公、VR购房、建筑工程和设计、沉浸式教育等,都是元宇宙具有价值的应用点。元宇宙在各领域的广泛应用未来有望颠覆现有传统模式的赛道。

元宇宙是由应用和技术构成的复杂虚拟世界,包括六大支撑技术:交互技术、区块链技术、物联网技术、人工智能技术、网络及运算技术和电子游戏技术。技术上,在传统互联网的基础上,元宇宙在沉浸感、参与度、永续性等多方面提出了更高的要求,因此需要由许多独立工具、平台、基础设施、协议等来支持其运行。以游戏场景为例,需通过以下四种技术路径缩小与元宇宙成熟形态之间的差距:通过AR、VR等交互技术提升游戏的沉浸感;通过5G、云计算技术支撑大规模用户同时在线,提升游戏的可进入性;通过算法、算力提升驱动渲染模式升级,提升游戏的可触达性;通过区块链、AI技术降低内容创作门槛,提升游戏的可延展性。

通往元宇宙的关键路径是AR/VR。互联网和社交平台目前存在的问题是既不能将虚拟世界准确地投射到物理世界,也不能赋予人类在虚拟世界中的深度体验感。AR和VR从技术上解决了这些问题,其中AR可以将数字信息叠加到物理环境,VR则是能完全创造出一个生动的虚拟世界。Meta等众多科技巨头也在推动元宇宙的创建,其爆款VR头盔已售出1000万台。英伟达2022年即将发布一系列新显卡,进一步提升了加速计算的最新突破“从设计和模拟到游戏和自动机器”。据息,英伟达已准备在CES 2022上发布新一批RTX 30系移动端显卡,其中最受关注的包括移动端RTX 3080 Ti。此外,英伟达新品还有RTX 3090 Ti 24GB、RTX 3080 12GB、RTX 3070 Ti 16GB、RTX 3050 Ti等桌面显卡以及RTX 3070 Ti移动显卡等。

元宇宙实现的关键技术之一是算力。尽管元宇宙概念被认为是互联网3.0的最终形态之一,但实际上实现元宇宙的相关技术至今仍然较为匮乏。要想达到“真实”的效果,须从VR和AR两方面着手。但目前的技术的限制使得元宇宙终归无法大规模地使用,其中最需要攻克的问题是算力。因为算力的短缺造成VR/AR技术仍相对粗糙,同样算力的短缺造成范围映射的困难,设备无法运行如此庞大的数据。算力其实并非只在元宇宙实现方面是关键,在大多数互联网领域中算力都是最核心的推动力。

提升算力的最有效的手段是什么呢?目前来看,能够稳定且有效地提升算力的方法就是使用更加轻巧、精密、算力足够强大的芯片。提升芯片性能以算力进而提升VR、AR、范围映射能力,继而完成整个元宇宙技术逻辑的搭建。在芯片方面,英伟达是全球最大的AI芯片制造商,通过打造“GPU+CPU+DPU”的“三芯”战略,建设了元宇宙的底层技术。在技术平台方面,英伟达的Omniverse平台也是元宇宙技术的一个工具箱,是一个技术平台底座。Omniverse集合了英伟达过去二十多年在AI、HPC和图形各方面的技术、算法、标准。许多元宇宙中的虚拟场景是根据现实中的场景建模,这一过程需要依赖高度成熟的3D建模算法,这些算法的积累可能来自于游戏、娱乐、建筑、工业等场景。英伟达Omniverse是专为虚拟协作和实时逼真模拟打造的开放式云平台,通过云赋能创作者、设计师、工程师和艺术家在本地或者超越物理界限的世界各地实时工作,彼此之间可以实时看到进度和工作效果,提供了极大便利性。Omniverse基于Pixar的USD(通用场景描述技术),具有高度逼真物理模拟引擎和高性能渲染的能力,是专为虚拟协作和物理属性准确的实时模拟打造的开放式平台。随着用户和团队在共享的虚拟空间中连接主要设计工具、资源和项目以协同进行迭代,创作者、设计师和工程师的复杂可视化工作流程也在发生转变。

三维沉浸式体验、人和社会关系数字化、物理和数字世界交汇、海量用户创作内容、数字资产价值显现等是元宇宙未来应用的特点。随着技术和应用的逐渐成熟,Facebook、腾讯、字节跳动等互联网巨头加码布局元宇宙。元宇宙始于游戏,但覆盖场景将远高于游戏,例如获得更好互动体验的线上会议和授课,以及医疗场景中解决更加精密复杂的手术、实现远程问诊。

展望未来,对于实现元宇宙的技术来讲,GPU平台的算力、各种算法的迭代在未来5年时间内将会有很大的改进和提高。元宇宙在诸多技术的提升之下,也会逐步从较小场景的映射扩散到范围场景的映射。随着 AR、VR、5G、云计算等技术成熟度的不断提升,元宇宙有望逐步从概念走向现实。