ANNUAL REPORT了解元宇宙：数字技术与虚拟世界的无限可能性
《头号玩家》
电影《头号玩家》曾经红极一时，作为一部科幻电影，它充满了极具吸引力的画面感和丰富的想象力。影片中展现出一个神奇的虚拟世界，人们通过穿戴外部设备进入其中并进行交互活动，这与“元宇宙”的概念不谋而合。元宇宙（Metaverse），是人类运用数字技术构建的，有现实世界映射，或超越现实世界并可与现实世界交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间。众多发明都源于科幻，人们朝着对未来的幻想方向不断迈进，最终衍生出与之相关的产品。科幻是是对未来的展望，是人类科技发展的动力。正如科幻作家刘慈欣说：“伟大的科幻小说家不是这个世界上的人，他本身就是一个世界。”
元宇宙的发展历程
元宇宙从诞生到被认为有价值这一过程经历了二十多年：1981年，弗诺?艾奇在小说《真名实姓》中，提到了从脑机进入虚拟世界的设想，这是元宇宙的思想源头；1992年，元宇宙第一次出现于科幻小说《雪崩》；在随后的时间里，元宇宙不断被应用于游戏影视等娱乐活动；2021年，被称为元宇宙元年，各大公司相继开始建设元宇宙；至今，元宇宙在扩展现实（XR）、区块链、云计算和数字孪生等技术下的得以具化。
元宇宙的应用
作为虚拟数字世界与真实物理世界无缝融合的新生态，元宇宙备受各界关注。各项技术的日益成熟促进了元宇宙的进一步发展，使得它在未来的多个领域将有所应用。
1. 娱乐领域元宇宙所使用的XR技术，为其在娱乐方面的应用提供了有力的支撑。例如：在戏剧和音乐会等演出中，使用由绿幕或大型高精度LED显示器构成的XR专用摄影棚进行表演，即可在背景中放映倒像从而营造世界观；在游戏中，利用头戴式显示器和感知玩家动作的设备，可将现实中玩家的动作反映在虚拟空间中，从而提供更强的体验感和临场感。XR技术的进化和成长，将会拓展娱乐领域的全新可能性。
元宇宙第一股Roblox与QQ音乐联合举办线上虚拟音乐会
2.工业领域工业元宇宙（Industrial metaverse）是以XR、数字孪生为代表的新型信息通信技术与实体工业经济深度融合的工业生态，它通过XR、AI、IOT（物联网）、云计算、区块链、数字孪生等技术打通人、机、物、系统等的无缝衔接，将数字工业与显示工业结合，促进实体工业高效发展。其中，NVIDIA的Omniverse平台在该领域已经成为领跑者。Omniverse是基于NVIDIA RTX™构建的全栈平台，是NVIDIA 核心显卡、计算和AI技术的核心成果，可支持第三方应用通过连接门户获得RTX功能，可在单一/交互式模拟环境中实现实时虚拟协作，使大家能够创建和仿真符合物理定律的共享虚拟3D世界，提高工作效率。宝马在用它搭建的虚拟工厂里让全球的工程师、设计师、专家等融合到同一个场景中协作，共同进行产品规划、设计、模拟等复杂工作，甚至在数字工厂中完成整套产品规划。宝马股份公司管理董事会董事Milan Nedeljković表示使用Omniverse有望将宝马的生产规划效率提高30%。
3.医疗领域医疗健康教学、示范、临床治疗、科研、数据智能，借助数字孪生乃至原生的医疗健康软件平台、工具和硬件终端，有望加速进入算法健康智能等计算生物学的全新时代。元宇宙可与医疗健康机器人结合，将VR、脑机接口、人工智能运用于治疗中，解决康复、脑部及精神疾病等治疗和康复阶段的瓶颈。
前景与困境——元宇宙的未来之路
近年来，元宇宙这个新兴科技概念也频繁出现在地方政府文件中。武汉、合肥两地同时把元宇宙写入其2022年的政府工作报告;上海在其电子信息产业发展 “十四五”规划中明确提出要加强元宇宙核心技术的前瞻研发;浙江把元宇宙纳入未来产业发展体系之中。与此同时，Meta、微软、字节跳动、腾讯、华为等数字科技巨头也是动作不断，加速布局元宇宙细分领域。展望未来,元宇宙的三种前景在当下已经较为显著。首先，从市场规模的前景来看，有多个国际知名咨询机构公开表示看好元宇宙的未来市场规模。如普华永道预计，2030年元宇宙市场规模将达到1.5万亿美元，彭博行业则估计届时元宇宙市场规模可以达到2.5万亿美元;摩根士丹利预计，未来元宇宙潜在市场空间将超8万亿美元。不仅如此，元宇宙在其发展过程中，还将拉动壮大其他领域的市场规模。其次，从产业创新的前景来看，元宇宙带来的产业创新前景包括了两方面:一是元宇宙将打破我们所习惯的现实世界物理规则，以全新方式激发产业技术创新;二是元宇宙将与不同产业深度融合，以新模式、新业态带动相关产业跃迁升级。最后，从应用范围的前景来看，当前元宇宙的应用主要表现在游戏、娱乐等领域，其他领域应用相对较少。未来,伴随元宇宙技术和产业成熟度的持续提高，其应用范围将逐步扩大，并不断深入，如社会治理、公共服务等领域。伴随着元宇宙应用场景和应用范围的不断扩大，未来人们大量的工作和生活活动都将在元宇宙场景中发生，如购物、娱乐、社交、学习、办公等,元宇宙将成为人们日常不可或缺的一部分。未来,如若现实世界与以元宇宙为代表的数字世界走向深度融合，人们的观念、思维和习惯将发生巨大变化。
虽说元宇宙的概念被炒得火热，但目前来看，元宇宙的发展颇具挑战性，这主要体现在以下三个方面：
1.互操作性构成元宇宙的虚拟世界必须能够自由交换数据。互操作性之所以困难，是因为它需要在众多的公司之间达成标准和规范。而元宇宙中的内容生成必须遵守版权法律法规，保护知识产权。实际可能出现的例子是：一个数字世界中具有独特外观和感觉的虚拟物品怎样在另一个数字世界中被重新复制，且避免出现这个物品在色调上不合适等现象？
2.硬件人工设计和开发难以满足元宇宙内容建设的要求。原因之一是，创造高性能、方便、价格合理的XR硬件比直观上看起来要困难得多。
3.令人信服的使用案例元宇宙的数字内容需要实现多种感官的呈现和互动，以具备高度的真实感和互动性。个性化内容生产也是元宇宙中的一个重要需求。从心理学和技术的角度来看，从2D到3D的飞跃比从桌面到移动的飞跃要大得多。
虚拟现实就是元宇宙吗
另一个值得我们思考的问题是——虚拟现实与元宇宙之间是什么关系？虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种计算机技术，通过计算机生成的虚拟环境模拟出真实的感觉和体验，使用户通过头戴式显示器与交互设备身临其境一般与虚拟环境进行交互。元宇宙由“meta”（超越）和“universe”（宇宙）组成，即“超越宇宙的世界”，是以VR，AR等技术手段构建出的一个与现实世界类似的平行世界。VR是元宇宙发展进程中必不可少的技术支撑，相应的，元宇宙也有利于VR行业的不断进步，二者并不统一但息息相关。不仅仅是虚拟现实，元宇宙所牵连的技术是非常多元的，它作为一种人文思想中的抽象概念在这些技术中逐渐具象化。因此，我们并不能简单地将虚拟现实等同于元宇宙。
步入元宇宙世界：人将何去何从
元宇宙正逐渐成为人探索自我的一种可能性。从前人们会在脑海里设想不一样的人生和世界，而元宇宙的出现，将这种设想带入到了实践的层面。姜宇辉教授曾提到：“终极的算法和数据是物的仙境，人的尽头。”当人的情感、意志、精神都被数据化后，传统意义上的“人”将走向终结。《雪崩》等科幻作品也并未将虚拟世界描述为一个充满希望和光明的乌托邦，甚至反而是堕落的黑暗之地。在未来，如果人与人的关系深度虚拟化，人与现实世界越来越疏远，可能会导致新的精神虚无。即便是在当今的数字时代，人们也常常因埋头刷手机而忽略了身边的朋友和抬头可见的美丽夕阳。因此，元宇宙不仅是技术上的革命，同时也是对人类社会怎样发展、人该怎么认识自我等关乎人性问题的灵魂拷问。它的发展，道阻且长。
参考文献及资料：[1]Dan Carney. NVIDIA Omniverse Brings BMW a 30 Percent Boost in Production Planning Efficiency[J/OL]. NVIDIA Omniverse Brings BMW a 30% Boost in Production Plan Efficiency (designnews.com)，2021-05-18.[2]新全球化智库智能制造元宇宙经济研究院. 工业与智能制造元宇宙[J/OL].知乎，2022-02-09.[3]元宇宙及XR在娱乐领域的应用[J/OL]. https://article.murata.com/zh-cn/article/utilization-of-metaverse-xr-in-the-entertainment-field，2022-11-14.[4]刘家红，李小华. 医疗健康元宇宙：技术与应用[J]. 数据通信，2023(5)：48-54.[5]李楚杨. 元宇宙在金融领域的应用浅析[J]. 金融科技时代，2023(10)：52-61.[6]王海龙，李阳春，李欲晓. 元宇宙发展演变及安全风险研究[J]. 网络与信息安全学报，2022，8(2)：132-138.[7]宋晓玲，刘勇，董景楠，等. 元宇宙中区块链的应用与展望[J]. 网络与信息安全学报，2022，8(4)：45-65.
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