元宇宙 碳中和 区块链 快讯 正文
热门: 形势与政策碳中和论文(碳中和的政策和措施) 老梁讲比特币完整(老梁讲比特币视频) 以碳中和为题写一篇议论文(关于碳材料的论文) 国家银行规定以太坊不能交易了吗(以太坊为什么不能交易) 三体宇宙(马斯克猛批元宇宙:没人愿意把屏幕绑在脸上!元宇宙是洪水猛兽?) 金融专家马霞讲区块链(金融专家马霞简介)

宇宙空间弯曲(元宇宙的起源、特征与投资机会)

元宇宙成为2021年炙手可热的概念。本文旨在探讨三个问题:元宇宙是如何诞生的?元宇宙有何特征?元宇宙将带来哪些投资机会?

元宇宙成为2021年炙手可热的概念。2021年3月,沙盒游戏平台Roblox作为第一个将“元宇宙”概念写进招股书的公司,成功登陆纽交所,上市首日市值突破400亿美元,引爆了科技界、产业界和投资界。4月,英伟达在GTC大会宣布,将推出面向企业的实时仿真和协作平台Omniverse ,一个被称为“工程师的元宇宙”的虚拟工作平台。5月,Facebook表示将在5年内转型成一家元宇宙公司。8月,字节跳动斥巨资收购VR创业公司Pico。9月,讯游戏天美工作室发布了数条关于元宇宙项目 ZPLAN的招聘信息。10月,阿里巴巴云栖大会上讲元宇宙定为“AR、VR眼镜上的整个互联网”;Facebook正式改名为“Meta”,而新名字的灵感来源于元宇宙的英文“Metaverse”。11月,微软计划将旗下聊天和会议应用MicrosoftTeams打造成元宇宙混合现实会议平台Microsoft Mesh融入MicrosoftTeams中;百度上线了一款名为“希壤”的社交App,发力元宇宙;华为发布了一款基于虚实融合技术Cyberverse(河图)的AR交互体验App——“星光巨塔”。与此同时,元宇宙概念相关股票也自9月开始大幅上涨,龙头中青宝涨幅超3倍。元宇宙如此火热,那么它到底是什么?对于新生事物,我们首先需要以空杯的心态去了解它,而不是心存偏见,想当然地将其当成骗局,不屑一顾。




一、元宇宙的起源与诞生


任何一个事物都不是凭空诞生的,都有其起源。元宇宙也不例外,其起源为模拟器,发展为虚拟世界,最终演化为元宇宙。


1929年,具有27项专利的发明家EdwinA.Link发明了飞行模拟器,使乘坐者的感觉和坐在真的飞机上是一样的。随着计算机技术尤其是计算机图形技术的发展,这种模拟器又发展为大屏幕显示器和全景式情景产生器。


1956年,在全息电影的启发下,MortonHeilig开发出多通道仿真体验系统Sensorama,可以实现沉浸感,但缺乏交互性。


1965年,Ivan Sutherland(被称为计算机图形学之父)发表论文《The Ultimate Display(终极的显示)》,提出了感觉真实、交互真实人机协作新理论,描述了一种把计算机屏幕作为观察虚拟世界窗口的设想,这被看作是虚拟现实技术研究的开端。1966年,美国的MIT林肯实验室在海军科研办公室的资助下,研制出了第一个头盔式显示器(HMD)。1967年,美国北卡罗来纳大学开始了Grup计划,研究探讨力反馈(Force Feedback)装置。该装置可以将物理压力通过用户接口传给用户,可以使人感到一种计算机仿真力。1968年,Ivan Sutherland 开发出了第一套增强现实系统,同时也是第一套虚拟现实系统。这套系统使用一个光学透视头戴式显示器(视觉显示装置),同时配有两个6度头部位置和姿态追踪仪(位置检测装置),一个是机械式,另一个是超声波式,头戴式显示器由其中之一进行追踪,奠定了三维立体显示技术的基础。


1981年,计算机教授费诺文奇在科幻小说《真名实姓》中幻想出了一个细节惊人的新世界:人们能够通过脑筋接口登陆新世界按自己的喜好幻化成不同的形象,还能有真实的感官体验。1983年美国的Stone和Hennequin共同发明了检测手部位置和姿态的数据手套;美国军方制定并实施了虚拟战场系统SIMNET计划。1984年,NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室的M.McGreevy和 J.Humphries博士开发了虚拟环境视觉显示器用于火星探测,将探测器发回地面的数据输入计算机,构造了火星表面的三维虚拟环境。1987年,VPL公司的Jaron Lanier以实现虚拟空间中新的通信技术为目的,对VR的各构成技术进行了开发性研究,并于1989年提出了“Virtual Reality”概念。



1990年在美国达拉斯召开的SlGGRAPH国际会议对VR技术进行了讨论,并首次用以下三个构成技术对VR进行了定义:三维计算机图形学技术,采用多功能传感器的交互式接口技术,以及高清晰度显示技术。VR的典型系统开发环境包括头盔式显示系统、数据手套、数据衣以及其他传感器系统等。同年,钱学森在写给汪成为院士的信中提到,“Virtual Reality”中文译名可以是“人为景境”或“灵境”,并表示他“特别喜欢‘灵境’,中国味特浓”。






1991年,世嘉开始在家用VR头显上开发虚拟现实(Virtua VR,后来更名为世嘉VR),计划两年后发布。


1992年,科幻小说家尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)在科幻小说《雪崩》(Snow Crash)首度提出了“Metaverse(元宇宙)”这一概念。书中,斯蒂芬森描绘了一个超现实主义的数字空间,为地理空间所阻隔的人们可通过各自“化身”(avatar)相互交往,度过闲暇时光,还可随意支配自己的收入。


现在,阿弘正朝「大街」走去。那是超元域(元宇宙)的百老汇,超元域的香榭丽舍大道。它是一条灯火辉煌的主干道,反射在阿弘的目镜中,能够被眼睛看到,能够被缩小、被倒转。它并不真正存在;但此时,那里正有数百万人在街上往来穿行。「计算机协会全球多媒体协议组织」的忍者级霸主们都是绘制电脑图形的高手,正是他们精心制定出协议确定了大街的规模和长度。大街仿佛是一条通衢 大道,环绕于一颗黑色球体的赤道之上,这颗球体的半径超过一万公里,而大街更是长达六万五千五 百三十六公里,远比地球赤道长得多。……这条大街与真实世界唯一的差别就是,它并不真正存在。它只是一份电脑绘图协议,写在一张纸上, 放在某个地方。大街,连同这些东西,没有一样被真正赋予物质形态。更确切地说,它们不过是一些软件,通过遍及全球的光纤网络供大众使用。当阿弘进入超元域,纵览大街,当他看着楼宇和电子标志牌延伸到黑暗之中,消失在星球弯曲的地平线之外,他实际上正盯着一幕幕电脑图形表象,即一个个用户界面,出自各大公司设计的无数各不相同的软件。若想把这些东西放置在大街上,各家大公司必须征得「全球多媒体协议组织」的批准,还要购买临街的门面土地,得到分区规划许可,获得相关执照贿赂检查人员等等等等。这些公司为了在大街上营造设施而支付的钱全部流入由「全球多媒体协议组织」拥有和运营的一项信托基金,用于开发和扩充机器设备,维持大街继续存在。——《Snow Crash


1992年,波音公司的研究人员Tom Caudell 和 David Mizell在论文《Augmented reality: an application of heads-up display technology to manual manufacturing processes》中首次使用了增强现实(Augmented Reality )这个词,用来描述将计算机呈现的元素覆盖在真实世界上这一技术。同年,两个早期的增强现实原型系统:VirtualFixtures虚拟帮助系统和KARMA机械师修理帮助系统,由美国空军的路易斯罗森伯格(Louis Rosenberg)和哥伦比亚大学的S.Feiner等人分别提出。


1994年,艺术家Julie Martin设计了一出叫赛博空间之舞(Dancing in Cyberspace)的表演。舞者作为现实存在,舞者会与投影到舞台上的虚拟内容进行交互,在虚拟的环境和物体之间婆娑,这是AR概念非常到位的诠释。这是世界上第一个增强现实戏剧作品。


到20世纪末,虚拟现实技术已经小范围应用于影视娱乐、服装设计、旅游、教育、规划、工程设计、管理、购物、原型设计、灭害模拟、远程会议、医疗手术、战争模拟、工业控制、科学实验、游戏、职业模拟等众多领域。美国波音(Boeing)公司在777新型客机机型设计过程中,就应用虚拟现实技术用于模拟风洞实验。美国North Carolian大学研制出一套虚拟现实眼镜,将它接上超声扫描仪可以看到孕妇腹内胎儿的情况。NEC的advacned Design Gorup把虚拟现实服装与日常服饰的设计结合起来,看来又美观又符合虚拟现实的设计要求。但是,高昂的硬件成本阻碍了虚拟现实技术的大规模商业化和普及。


2004年,日本奈良尖端技术研究生院大学教授千原国宏领导的研究小组开发出一种嗅觉模拟器,只要把虚拟空间里的水果拉到鼻尖上一闻,装置就会在鼻尖处放出水果的香味,这是虚拟现实技术在嗅觉研究领域的一项突破。


2010年,18岁的Palmer Luckey发明了Oculus Rift的第一个原型机,并在众筹平台开始集资。2012年4月,谷歌公司发布一款“拓展现实”的眼镜;腾讯以3.3亿美元买入Epic Games 48.4%的股权。2014年Facebook以20亿美元收购Oculus,标志着VR开始普及化和商业化,并推动VR的技术发展从以前主要由学术研究和高端行业应用牵引,迅速转变为大众需求和泛行业应用驱动。2015年,获得谷歌注资5亿多美元的Magic Leap高调宣布正在研发增强现实的新技术;微软发布全息眼镜HoloLens苹果收购了面部动作捕捉技术公司Faceshift以及增强现实初创公司Metaio。2016年,苹果收购了面部表情AI分析公司Emotient和AR社交软件Flyby Media;Roblox宣布将登陆Oculus Rift平台,用户可以在平台上设计自己的VR世界和体验。2017年,苹果收购了混合现实技术提供商Vrvana。2020年,苹果收购了虚拟现实公司Next VR。2021年,“元宇宙第一股”Roblox在其招股书中赋予了“元宇宙”8个基本特征——身份、朋友、沉浸感、低延迟、多元化、随地、经济系统和文明。在交互、构想、沉浸三个VR环境系统的基本特征之外,元宇宙通过互联网技术增加了社交这一特征,即加强了人与人之间的联系,是真实世界与虚拟世界混合的世界




二、元宇宙的特征


1、元宇宙是无限资源与有限资源的对立统一


元宇宙是无限资源的虚拟世界与有限资源的现实世界的结合,人力资本成为最重要的稀缺因素。与真实世界相比,数字化的虚拟世界打破了资源的稀缺性这一根本制约因素。虚拟环境下产品的研究与开发,可以提高企业的创新能力,提高设计制造速度、减少开发人员、开发用的一切硬件资源,使企业降低成本。个人可以获得在现实世界由于缺乏资本、经济代价高而无法实现的体验,譬如通过游戏获得满足感,虚拟太空旅行。在虚拟世界中,个人的认知与创造能力、时间是唯一稀缺的资源,创造的虚拟产品(软件)可以满足人类的精神需求,并据此以货币为媒介和现实产品相交换,本质上是创意产业。正如雪崩中所描述的,元宇宙中有商店、公路,这些虚拟设施都需要开发设计者付出时间和精力,类似于各种APP的开发者,因而,元宇宙的参与者在使用虚拟设施时需要向这些开发者付费。开源系统也有版权,只在少数情况下可以免费使用。虚拟世界的实现需要投入终端硬件、服务器等真实世界的资源,因而也需要向生产商付费。


2、元宇宙是中心化与非中心化的对立统一


政府、企业和家庭是中心化组织,市场则是去中心化组织。人类社会存在着家庭、家族和国家等中心。世界上没有绝对的自由,个体的自由不能影响到他人的自由。因而需要一个中心来协调人与人之间的关系。在国家产生之前,通过以血缘关系为纽带的氏族制度实现社会管理功能。随着生产的社会化发展,具有公共权力的国家成为了社会管理者。在国家中,个人让渡了自己的部分权利,并凝结起来形成国家权力,通过国家法律确定社会制度和规则,通过国家权力保障个人合法权益不受到损害。在市场中,参与者为了个人利益,通过价格信号配置资源。在企业中,参与者为了企业利益,通过行政命令配置资源;同时通过激励机制使得个人利益与企业利益趋于一致。因而,元宇宙作为人类广泛参与的世界,也必然是中心化的。Roblox参加Roblox宇宙其他人创建的游戏,在该游戏范围创建者就是中心。元宇宙中的商店、公路等虚拟设施开发设计者就是所开发虚拟设施的中心,其他参与者在该虚拟设施范围内需要遵守其制定的规则。元宇宙的发展需要各国政府的许可,不能妨碍政府行使其职权。


去中心化本质上就是以自己为中心,因而需要一个众多参与者共同制定、共同遵守的协议来协调个人之间的利益冲突。但是,隐私保护、数据产权保护、知识产权保护等保障协议的执行仍然需要一个中心化组织。如果Roblox宇宙中的任意游戏参与者都可以修改规则,倘若两个人意见不一致,游戏就无法正常运转了。正如市场的正常运转仍需要政府充当守夜人角色。只有无政府主义者才积极鼓吹去中心化。比特币等数字货币受到富豪们青睐正是因为其可以规避政府监管与税收,为地下经济服务。在元宇宙中,可以在小范围内使用虚拟货币,类似游戏企业推出的游戏币,但是,通用的货币仍将是各国法币对应的数字货币。


中心化不等于单中心。在市场中,企业垄断会损坏消费者利益,扼杀效率和创新,因而需要反垄断。在专制政府中,个人的权利得不到保障,因而需要民主制度来制衡。虚拟世界资源的无限制决定了矛盾是可以调和的。譬如元宇宙中的同一个街道,不同参与者可以根据自己的偏好在不同的虚拟空间展示成不同的样子。正如收藏品的价值在于收藏圈对其的认可,有的藏品在作者在世时无人问津。NFT(非同质化代币)的价值仅限于对其认可的小圈子,出圈了就价值大贬甚至一文不值。元宇宙中将有很多类似小圈子。因而,元宇宙是中心化和非中心化的统一,存在众多中心化组织、中心化社会、中心化经济。


3、元宇宙是抽象思维与形象思维的对立统一


传统计算机系统的使用过程是:面对现实世界,首先进行形象观察,然后进行抽象、形式化,确定计算机的人机界面,由计算机进行处理,由人或人工智能进行分析、判断,通过形式化运算的结果找到作用于现实世界的行为,以便检验结果正确与否。元宇宙可以将人类的抽象思维具象化,并进行形象思维。随着科技的发展,在元宇宙中,人类可以只贡献创意,然后通过遥控机器人等方式完成实现生产、社交、科学实验、医疗救治、运动、旅行等各种活动。


4、元宇宙需要伦理学和法律的规范


科技既可以改变人类也可以毁灭人类,基因科技需要伦理学和法律的规范,元宇宙也需要伦理学和法律的规范。一方面,虚拟世界提供的精神服务和现实世界提供的精神服务具有替代性。另一方面,虚拟世界不能代替现实世界。譬如,人类可以在虚拟世界中寻找虚拟伴侣。但是,倘若沉溺于网络而抛弃了现实生活可能冲击物质生产,追求虚拟世界的理想伴侣也抛弃现实世界的真实伴侣,用虚拟孩子代替真实的孩子,就可能导致人类的灭绝。正是为了让人类能辨别真实世界与虚拟世界,人类的视觉神经和前庭刺激在使用VR设备时无法达成一致,容易导致眩晕,通过生理本能保护人类的生存与发展。



三、元宇宙带来的投资机会


元宇宙可以分为七个层次:体验层、发现层、创作者经济层、空间计算层、去中心化层、人机交互层、基础设施层。体验层包括游戏、社交、运动、电影、购物等;发现层包括广告网络、社交、策展、互评、商店、代理商等;创作者经济层包括设计工具、资产市场、工作流、商业贸易等;空间计算层包括3D引擎、VR/AR/XR、多任务界面、地理空间制图等;去中心化层包括边缘计算、AI代理、微服务、区块链等;人机交互层包括便携式智能眼镜、可佩带设备、手势交互、声控交互、交互式神经网络等;基础设施层包括5G、WIPI 6.6G、云计算、7mm/11mm工艺、微机电、图形处理、基础材料等。




不同领域的企业在自身专长的基础上,Facebook使用虚拟现实技术向元宇宙方向发展。苹果布局消费终端和操作系统,发力消费体验;Meta(Facebook)布局操作系统和平台,提供VR社交和办公服务;Robolx布局游戏开发平台,提供VR游戏服务;微软布局企业终端和操作系统,提供VR办公服务;Google布局VR终端设备和操作系统,提供VR数据库、云计算和人工智能服务;英伟达布局三维仿真和协作平台,提供VR底层服务架构;腾讯启动ZPLAN项目,提供VR社交和游戏服务;字节跳动通过收购,向VR终端硬件和游戏方向拓展。




元宇宙以虚拟现实产业为基础,参考中国电子信息产业发展研究院发布的《虚拟现实产业发展白皮书(2021年)》,元宇宙产业链可以分为硬件、软件、内容制作与分发、应用与服务四部分。当前,中国元宇宙产业的发展受制于集成电路产业发展滞后。虚拟现实产品的核心元器件依赖进口。硬件方面,位置检测装置、三维图像显示装置等终端产品的中央处理器CPU、图像处理芯片GPU、物理运算芯片PPU、体感识别等高精度传感器主要依赖进口。软件方面,大部分内容开发人员使用的环境与化身生成工具软件基本都是美国公司主导,如常用的3D MAXMAYA、Substance3D等,影视渲染工具VRay、Arnold等,3D影视、游戏引擎Unreal和Unity,3D仿真模拟工具PhysX、Havok、Bullet等。












除了上述虚拟现实产业链外,元宇宙软件产业链还将包括提供数据隐私保护的区块链技术、传输信息的5G甚至6G技术、提供算力的云计算、处理大量数据的人工智能技术、提供信息感知和交互的物联网等领域。

推荐文章