目前，去中心化技術、電子游戲技術、人工智能技術、交互技術、物聯(lián)網(wǎng)技術和網(wǎng)絡及運算技術這些已有技術為元宇宙的實現(xiàn)和應用奠定了技術基礎，同時元宇宙的實現(xiàn)也將促進其它技術的發(fā)展，如身份建模、關系建模、會話管理、資源管理、能耗管理、時空一致性、安全與隱私保護等。 接下來我們將會一一解析這些技術。 去中心化技術。由于元宇宙是可以用戶定制且可以廣泛參與的虛擬交互系統(tǒng)， 而且也是一個深層的環(huán)境，所以任何用戶可以在任何地方接入該系統(tǒng)，因此一般的元宇宙應用系統(tǒng)是分布式的。一個耳熟能詳?shù)娜ブ行幕夹g的例子是區(qū)塊鏈技術，存儲于區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)或信息，具有不可偽造、全程留痕、可以追溯等特征，基于這些特征，區(qū)塊鏈技術奠定了堅實的“信任”基礎，創(chuàng)造了可靠的“合作”機制，具有廣闊的運用前景，也具有去中心化、開放性、獨立性、安全性、匿名性的特征。 而且由于區(qū)塊鏈具有安全性、獨立性等特性，因此在國際匯兌、信用證、股權登記和證券交易所等金融領域有著潛在的巨大應用價值，業(yè)界預測區(qū)塊鏈技術可以為元宇宙提供貨幣支付功能和安全保障。當前，基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字貨幣，還需要得到現(xiàn)實世界中的相關主權國家認可才行。 交互技術。是指通過計算機輸入、輸出設備，以有效的方式實現(xiàn)人與計算機對話的技術，如VR、AR、MR、全息影像、腦機交互、傳感等技術。物聯(lián)網(wǎng)技術。物聯(lián)網(wǎng)是指通過傳感器，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡接入，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別、控制和管理等。網(wǎng)絡及運算技術。隨著元宇宙的發(fā)展，用戶也不斷追求更加真實的體驗，這便導致需要為用戶提供高效穩(wěn)定的通信服務與更快的計算能力，5G、云計算、邊緣計算等技術為元宇宙的高速發(fā)展提供了技術保障。 人工智能技術是目前所耳熟能詳?shù)募夹g。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括計算機視覺、機器學習、自然語言處理、智能語音等。還有一個不得不說的技術是電子游戲技術，構建虛實結合的元宇宙需要借助電子游戲技術(游戲引擎、3D建模、實時渲染等)為用戶提供一個與正式空間高度相似的虛擬空間。其中，游戲引擎是其中核心技術。 除以上技術外，還有一些相關技術也是元宇宙發(fā)展所必需的。 身份建模。元宇宙中需要有人的生活空間，這就需要對“虛擬人”的身份進行建模，比如需要將現(xiàn)實世界的人的身份、名字、相貌、特征、社會關系等映射到虛擬空間中，這屬于身份建模，同時，身份的模型也需要不斷地更新，因為在不同的元宇宙當中，需要不同或相同的身份，而且身份信息是不斷更新的。關系建模。人與人之間、人與物之間的復雜關系的建模。會話管理。指虛實融合的交互中，不同會話之間的管理和協(xié)調(diào)，比如人在虛實融合的對話中可能有復雜的表情動作，也有肢體動作、話音管理等，這種一系列的動作的協(xié)調(diào)，就需要對不同的會話進行管理。 環(huán)路控制。發(fā)起請求、響應請求的控制等。資源管理。元宇宙系統(tǒng)具體的場景，虛實空間、通信、計算、存儲等設備、資源的統(tǒng)一管理。 能耗管理。由于元宇宙是一個電子系統(tǒng)，在能源不能自給的情況下，只能由外界供電，所以能耗管理是比較重要，能耗也被認為是元宇宙發(fā)展的瓶頸之一。 時空一致性。由于元宇宙是一個虛實結合的平行世界，所以虛實空間要保證時空的一致性，比如人在真實空間中，時間、空間的連續(xù)和唯一是要嚴格遵照物理規(guī)律，因此虛擬空間也要做到像真實空間那樣的時空一致性，體驗感才會好。 安全與隱私保護。由于部分應用場景，需要在元宇宙中對真實的身份、真實的財產(chǎn)進行認證、交流或使用，因此除了真實空間以外的安全問題，還增加了行為、內(nèi)容、環(huán)境的安全。而在元宇宙的場景中，用戶可能會不經(jīng)意間暴露個人隱私，因此這些都需要注意。綜上可知，目前，元宇宙不是新技術，而是各種新的IT技術的綜合運用，因此，隨著元宇宙的發(fā)展不僅會促進新技術的出現(xiàn)，而且也會促進現(xiàn)有技術的升級換代。借助各種新技術，元宇宙將用戶對互聯(lián)網(wǎng)界面的體驗感由二維上升到三維，將對互聯(lián)網(wǎng)的技術和發(fā)展將起到推動作用，但元宇宙仍然是互聯(lián)網(wǎng)之上的應用，二者不宜等同起來，更不能將元宇宙看成下一代互聯(lián)網(wǎng)。 元宇宙可以看成信息化發(fā)展的一個新階段，也使社會發(fā)展出現(xiàn)了一個虛實融合的新形態(tài)。 綜上，在元宇宙的應用中，最直觀的形態(tài)就是游戲的泛化，例如娛樂游戲、嚴肅游戲等。元宇宙所涉及的眾多技術中，最核心的還是電子游戲技術，也就是游戲引擎開發(fā)，類似于制造業(yè)中的母機床，這是元宇宙中的“卡脖子”技術。- 作者信息 -寧煥生 北京科技大學計算機與通信工程學院教授、北京地區(qū)廣受關注學術成果入選作者、北京物聯(lián)網(wǎng)學會榮譽會員元宇宙科普系列內(nèi)容，請觀看今日頭條“寧教授網(wǎng)絡空間”編輯排版 | 弢弢審核 | 六朵 蒼翼蝴蝶 蘇蘇圖片來源 unsplash
