元宇宙核心技术：概述—

Facebook公司更名，瞬间引爆元宇宙概念，成为今年最火的和最有前景的概念和互联网发展方向，其实在这之前，已经开始有vc和大厂开始进行布局，但是这之后的速度更是可以用铺天盖地来形容了，已经可以说“元宇宙”未来已来。

01 元宇宙未来已来

元宇宙的概念不仅仅局限于游戏和虚拟场景，基本上可以扩展到另一个平行的数字宇宙，另一个平行世界，是与现实想对应和关联，但有超脱于现实的更广阔的，更有想象空间的全新社会，这就可以说明为什么元宇宙会蕴藏着巨大的商机和价值，也就可以看出为什么各大巨头都争先恐后，趋之若鹜的根本原动力。这里面不但包括技术的革新，也包括社会的革新，经济的革新，金融革新，可以说元宇宙打开了一个全新的原始社会，让我们目前所有的商业模式都可以重头再来一遍，而且市场空间和用户规模更大，这不能不让人动心。

关于元宇宙目前的全球发展和前景，并不是这里我想要说的重点，可以参考最新的权威学术研究机构（清华，北大，复旦）2021和2022年元宇宙发展报告，名字如下：

《清华大学-2020-2021年元宇宙发展研究报告》

《安信证券&北大汇丰商学院-元宇宙2022，蓄积的力量》

《腾讯&复旦大学：2021元宇宙年度报告》

还有投资机构调研报告，诸如：

《

2021 易凯资本元宇宙报告》

《roblox深度报告》

等等，网上很多，可以搜索下载研究学习。元宇宙的世界不但涉及到互联网，区块链，物联网，云计算和移动终端产品，也涉及到社交，电商，游戏，信息，金融，AI，社会生活服务，甚至传统行业等各大互联网领域，可以说是目前所有既有的技术和既有的业务模式的有机融合体。

这里重点想要从技术角度探究元宇宙发展的技术基础，技术路线和发展脉络，让我们IT人想要切实的参与到元宇宙建设的时候，从整体和局部了解理论和技术如何入手，技术学习路线和职业规划等，所以暂时定名为核心技术的介绍。

02 元宇宙八大概念的技术基础

上面说了，元宇宙的概念是目前既有的技术，业务和社会模式的有机融合体，可以说另造一个世界也不为过，从技术角度来说，同样的，元宇宙的核心技术也是目前既有的各种技术的有机融合体，在此基础上，再构建经济和社会体系。

上图引自新书《元宇宙》，为我们描绘了元宇宙的六大支撑技术，及其相互融合的关系，可以说包罗万象，我们听到过的技术都在这里有一定自己的位置。那么我们想要加入到元宇宙这个行列里，会有哪些学习和实践路线可以走，这是我们现在要面临和解决的问题

这里先看下目前大家公认的元宇宙八大概念下，蕴含着哪些技术。

Identity（身份）：

身份在现实社会中指代一个以身份证明为基础的合法的公民，以及其在各项线上线下业务中所用的实名账号的代称，最典型的就属于手机号码，国内三大运营商实名制以来，手机号码就跟个人身份证一样重要，代表了一个人的身份象征，目前各种服务用手机号码来标识身份的要多于用身份证来标识的。

从身份证角度，包括目前二代证，和网上电子身份证，这里面包含的包括密码学的技术，硬件加密和安全芯片制造技术，将个人身份信息脱敏后通过加密和身份认证来让服务提供方可以方便的检验身份，而又保护了用户隐私。目前电子身份证，更是利用人脸等生物识别技术和eID硬件载体加密技术，能够实现在线远程的安全身份认证。这里面又会延伸出在分布式信任的网络中（比如区块链网络）通过区块和共识机制，认可网络节点（人）的身份，以及权力义务，这个将成为元宇宙的个体的身份及其各种行为的根本技术载体。

Friends（朋友）：

交友是元宇宙的天然属性，这也是为什么facebook要更名为meta，全面转型元宇宙，是因为元宇宙是facebook社交网络的下一代更新换代，还包括现有的微信，whatsapp，line等传统社交，以及抖音，快手，B站这样的视频泛社交，都终将归于元宇宙。

元宇宙的社交不仅仅会包含现有的即时通信，聊天社群，社区，视频等技术体系，在元宇宙的世界，基于虚拟人的社交将成为可能，这里面自然还包括了NLP，大数据，深度学习技术的存在，自然语言交互和理解将成为主要沟通渠道，同时基于AR，VR的视觉临场感是真实场景社交的基础，未来的社交不再是基于终端的文字，语音和视频，而是基于人本身的与真实世界一直的社交方式，包括见面，交谈等。

Immersive（沉浸感）：

沉浸感是元宇宙的最大的特征，源于对虚拟世界的真实模拟，让参与者身临其境，才能达到虚实融合的境界，沉浸感的技术基础是图形学和3D技术，包括计算机视觉，图像处理和视频处理技术，融合后两个方向，一个是走3D建模路线，包括人物建模，环境建模等，以及图像实时渲染技术，达到真实场景的模拟和再现，第二个方向是走AR/VR路线，包括现在的MR和XR，不论是虚拟现实还是增强现实，都基于对于人的位置感知和视觉处理和跟踪的技术，类似于目前无人驾驶汽车和机器人所采用的，多种传感器自动感知，高精度定位，以及双目视觉以及视觉理解等深度学习方法。

Low Friction（低延迟)：

低延迟基于对于3D引擎渲染所需的大数据量以及现场感，沉浸感所需的实时性要求，这在传统游戏领域，最大的瓶颈在于算力，所以基于GPU的图形计算能力的大小决定了对于画面，流畅性和实时性的感受的好坏，而进入到元宇宙环境，尤其是基于完全分布式对等构建的网络世界，网络延迟将成为大数据传输的瓶颈，随着5G通信技术出现，网络延迟较4G有了大的提升，但是要想适应元宇宙的飞速发展，5G的传输能力还远远不够，未来6G，基于量子理论的高速低延传输技术必然出现。另外一个需求是对于网络处理硬件的能力的要求，尤其是高速网卡技术，网络数据处理芯片的需求也将越来越强烈。

Variety（多样性）：

多样性相对于创造性而言，需要个性化的创造，而不是整齐划一的实现规划好的人物或者产品，这于人工智能技术的发展密不可分，基于0知识体系的自学习系统，包括强化学习等都可以在无先验知识的基础上按照自己所处环境的不同，衍生出不同的知识和经验来。

目前既有的多样性源于基于深度学习的推荐系统，在信息流和视频领域有着广泛的应用，也就是所谓千人千面，实现了被动的个性化和多样性，而未来元宇宙则是主动的个性化和多样性模式，具体来说体现在一个是智能制造方向，随着大数据的积累，基于AI算法的自动制造技术，可以智能化的“创造”出未来的任何物品，一个是虚拟人交互，以及脑机接口方向，让机器不断学习人，从而可以完全自主的进行类人类的思维活动。

Anywhere（随地）：

随时随地接入，这是物联网发展的概念，让任何终端设备可以实现全天候的入网能力，这包含了网络技术，近距，蓝牙，有线，无线，蜂窝，卫星等的融合通信，也包括了安全认证技术，身份鉴权和数据的安全加密传输，仍然必不可少。

Economy（经济）：

经济处于更加抽象的上一层社会模型中，基于分布式信任的区块链，和数字加密货币技术，衍生出可以进行交易的可能性，由此产生的完全去中心化的金融体系，作为元宇宙的经济支撑支柱。

而另一方面，基于区块链加密鉴权技术的NFT的出现，为创作的价值化和商品化，提供了技术保障，经济体系中不可或缺的商品将空间繁荣，催生各种盈利模式的出现，也使得各行各业的人都可以在元宇宙中占有一席之地。

Civility（文明）：

最后一个特征，也是最中级的特征就是文明，也就是社会演化的高级阶段，文明的出现和发展，将促进虚拟世界社会形成，从而从数字孪生，发展到数字共生，进而进一步融合现实社会。这整个虚拟世界的搭建，从头说来，离不开计算机和网络的发展，提供了云基础平台，电子和电路的发展提供高性能芯片支撑，软件和硬件体系的发展，提供了空间和社会构建，所以说元宇宙本身就是各种技术的大融合。

03 元宇宙技术分支路线图

既然元宇宙是技术大融合的产物，那么我们也需要从融合体系中分解出分支技术路线，进行分别研究和学习，才能理清思路，节省时间，加速进步。如果按照分层模型对于技术进行梳理，可以像下面这个图所示：

引自《元宇宙》

我们可以清晰的看到我们现在所研究和使用的技术和体系，在那个层面上，跟其他技术的层次关系等。但是这里我们采取更清晰的分支模型来寻找和总结元宇宙所需的技术路线，更能够掌握技术的来龙去脉，因果关系，便于我们追本溯源，循序渐进。本系列文章重点将会围绕这个主题，详细的对各个分支的技术体系进行研究和探讨，在这里先做了一下总体概括，也可以作为一个预告。

元宇宙三大技术基石

1. 通信和分布式网络

2. 算法和大数据

3. VR/AR和临场感渲染

元宇宙三大应用场景

1. 虚拟社交（新社交）——腾讯，抖音，B站

2. 知识成长（新信息）——百度，头条，知乎

3. 交易支付（新电商）——阿里，拼多多，京东

元宇宙三大分支路线

1. 数据的元宇宙

2. 计算的元宇宙

3. 社会的元宇宙

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