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元宇宙综观——愿景、技术和应对 德勤中国2022版
2022年2月Meta股价大幅下跌,元宇宙热潮进入拐点,随着热度消退,大家趋于理智看待这个机遇。元宇宙的真正价值在哪里,未来会发展为什么状态,又包括了哪些要素,对技术支撑有什么要求,当前瓶颈在哪里,企业应该如何应对元宇宙这个热潮,全球从事元宇宙的企业有哪些类型,是本文探讨的主要内容。
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1 .元宇宙综观— 愿景、技术和应对
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3 .序 4 一、愿景和价值 9 1. 元宇宙走向何处——元宇宙的定义和4层含义 9 2. 元宇宙的5大特征 14 3. 元宇宙的价值 19 4. 元宇宙目前发展面临的瓶颈 20 二、技术 23 1. 元宇宙场景/特征对应的技术群 23 2. 关键技术的发展阶段和瓶颈 25 3. 元宇宙相关技术应用示例 29 三、产业 31 1. 元宇宙产业架构 31 2. 参与者类型及竞合关系 32 3. 主要参与者的布局 33 4. NFT数字艺术品产业链 36 四、企业应对之道 41 1. 元宇宙的发展阶段 41 2. 元宇宙发展面临的风险 42 3. 中国对待元宇宙的态度 43 4. 企业的应对策略 44
4 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 序 随着2022年2月Meta公司的股价大幅下跌,由Facebook公司改名为Meta引发的全球元宇 宙热潮进入一个拐点,过多的热捧开始消退,大家趋于更加理智的看待这个机遇。元宇宙 的真正价值何在,未来会发展成什么状态,包括哪些要素,对技术支撑有什么要求,当前瓶 颈在哪,企业应该如何应对元宇宙这个热潮,全球从事元宇宙的企业有哪些类型,是本文 探讨的主要内容。 序 2021年11月,元宇宙在经过了长期酝酿后,随着Facebook公司的改名产生了一个高潮,资本市场估值也随之飙高。3个月后,到2022 年的2月,相关公司的市值已经明显下降。元宇宙热从”好奇与雄心“,进入到”理智与探索“阶段。 1. 2021年,元宇宙的“好奇与雄心” 2021年,被业界视为元宇宙元年,其爆发的强度和市场的响应速度,远高于互联网最初出现时的景象。一方面,从“元宇宙第一 股”Roblox将元宇宙概念写入其招股说明书,打响元宇宙第一枪,到大小企业纷纷入局,再到Facebook宣布其正式更名为“Meta”, 元宇宙相关的企业们将元宇宙热度推向高潮, (如图所示);另一方面,一些知名机构和消费者也对元宇宙的应用提供了积极的反馈 信号。加州伯克利大学在沙盒游戏“我的世界(Minecraft)”元宇宙中复刻了整个校园,虚拟毕业生们在里面合影留念;中国的抖音平 台,虚拟人柳夜熙在“美妆+虚拟偶像+元宇宙”等概念的加持下爆火;美国总统拜登在任天堂“动物森友会”虚拟空间建立“拜登 岛”,为自己拉选票。 纵观国际市场和中国市场,元宇宙绝不仅是小范围玩家的试验,似乎成为全人类向社会、科技、人文、法制下一个发展阶段的共同 探索。 04
5 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 序 图1:2021年各企业进军元宇宙 2021年 3月 全球最大的互动社区之一及大型多人游戏创作平台Roblox在纽交所上市并在其招股书中提及了元宇宙, 被称为“元宇宙第一股”。 2021年 4月 字节跳动1亿元投资元宇宙概念公司代码乾坤,其主要产品包括青少年社交和UGC平台《重启世界》。 2021年 8月 百度世界大会VR分会场, 收购VR创业公司Pico Facebook:VR会议软件 显卡巨头英伟达(NVIDIA) “希壤”虚拟空间多人互 (小鸟看看), 价格 Horizon Workrooms, 宣布全球首个为元宇宙建立 动平台,让无法亲身到场 估计在$1billion级别。 让用户以“数字人”的 提供基础的模拟和协作平台 的人们可以体验这场科技 身份进行线上VR会议。 Omniverse,将向数百万新 盛宴会的虚拟空间。 用户开放。 2021年 9月 腾讯注册“王者元宇宙”和“天美元宇宙”商标。 2021年 11月 正式更名为“Meta” 宣布将在旗下的聊天和会议应用产品Microsoft Teams中引入元宇宙的元素,届 时MR(混合现实)平台Microsoft Mesh将融入Microsoft Teams。用户通过这 项功能将可以以虚拟化身的形式见面和互动。 资料来源:互联网公开资料、德勤分析 05
6 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 序 2. 2022年,元宇宙的“理智与探索 元宇宙的热潮,如果说2021年的关键词是“好奇与雄心”,那么2022年的关键词预计是“理智与探索”。资本市场为此做了最好注 解,元宇宙的价值高低,还是要看这些元宇宙业务是否能够真正盈利,真正为企业创造价值。 全球3大科技领先企业股价变化分析 与Meta的股价下跌对应,并未在元宇宙 全球元宇宙企业股价变化分析 尽管拥有了元宇宙最强发声和业务储 上过多借力的Google依据其核心业务 2022年2月份,Roblox 的股价较 2021 备,Meta股价在2022 Q1连续下跌约 的增长,股价持续上升。Google主营业 年11月创下的历史新高下跌了47%,仅在 20%。Meta2022年第一季度的收入前 务广告业务领先地位持续保持,亚马逊和 2022年就下跌了27%。2021Q3收入同比 景低于分析师的预期。面临以TikTok为 TikTok对其短期内影响较小。疫情带动的 增长195%,分析师呼吁后大量资本进入。 代表的竞争对手的强烈冲击下,传统业 互联网流量井喷使得业绩大幅增长,进而 然而,热度过后,投资者更关注利润,从 务Facebook用户数量增长停滞,且日 持续推高股价。 盈利能力看Roblox的表现不达预期。 活跃会员的数量三个月内下降100万, 同时Meta旗下其他应用WhatsApp和 与Meta同期宣布元宇宙业务的 Oculus的股价经历2021年下半年急速 Instagram的用户增长也明显变低。再看 Microsoft,由于其云业务的大规模突 增长后2022年又急速回落。作为硬件设 其元宇宙业务,目前Meta的元宇宙业务 破和传统软件业务的稳固表现,股价波 备公司,借助2021全球资本市场元宇宙 仍处于烧钱阶段,对 Meta 的收入贡献有 动上升。 热度保持了较长时间增长。然而,热度过 限,甚至在相当长一段时间内会拖累整体 后,头显设备的很多问题再次引起关注: 业绩的发展。 设备重、生理和情绪上不适、价格高等, 限制消费潜力。 图2:Meta、Microsoft、Google股价波动(2021.02~2022.02) Meta, Microsoft (USD) Google (USD) 400.00 3,100.00 360.00 2,700.00 320.00 2,300.00 280.00 240.00 1,900.00 200.00 1,500.00 2 2 2 2 2 2 2 2 12 12 12 2 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 0/ 1/ 2/ /2 /3 /4 /5 /6 /7 /8 /9 /1 /1 /1 /1 21 21 21 21 21 21 21 21 22 21 21 21 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Meta Microsoft Google 资料来源:Yahoo Finance、德勤分析 图3:Roblox、Oculus股价波动(2021.02~2022.02) Roblox (USD) Oculus (USD) 160.00 1.20 140.00 1.00 120.00 100.00 0.08 80.00 0.60 60.00 0.40 40.00 20.00 0.20 0.00 0.00 2 2 2 2 2 2 2 2 2 12 12 12 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 0/ 1/ 2/ /2 /3 /4 /5 /6 /7 /8 /9 /1 /1 /1 /1 21 21 21 21 21 21 21 21 22 21 21 21 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Roblox Oculus 资料来源:Yahoo Finance、德勤分析 06
7 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 序 图4:百度、阿里、腾讯股价波动(2021.08~2022.02) 百度、阿里 (USD) 腾讯 (USD) 250.00 80.00 200.00 60.00 150.00 40.00 100.00 50.00 20.00 0.00 0.00 2021/8/2 2021/9/2 2021/10/2 2021/11/2 2021/12/2 2022/1/2 2022/2/2 百度 阿里 腾讯 资料来源:Yahoo Finance、德勤分析 图5:佳创视讯、中青宝、中文在线股价波动(2021.08~2022.02) 佳创视讯 14 12 10 8 6 4 2021/10 2021/12 2022/1 2022/2 中青宝 40 30 20 10 0 2021/10 2021/12 2022/1 2022/2 中文在线 20 15 10 5 2021/10 2021/12 2022/1 2022/2 资料来源:Google Finance、德勤分析 国内BAT股价变化分析 其并未实际产生元宇宙相关收入, “元宇 品、规则制度上的制约:技术上还达不到 尽管百度、阿里、腾讯都在元宇宙上所有 宙”热度过后,2022年股价均产生回落。 能够满足元宇宙体验的能力,产品上不管 布局,其股价在近半年中除了在2021年11 是硬件产品还是软件应用类产品并没有 月份随元宇宙热有小幅波动外,后续并未 综上分析,资本市场对元宇宙的热情普 真正成熟的产品落地,底层规则上还脱 看出元宇宙对其股价的明显影响。同期, 遍退减,有三方面原因。第一,技术与 离不开中心化的制约等,短期内难以从小 阿里由于其主营业务收入增长和GMV增 应用的更迭速度无法支撑热度持续高 众消费者转向全民消费。 长未达预期,近一个季度股价呈现波动 涨,2022年处于热度引发和实力跟进的 式下滑。 过渡期,全年整体元宇宙发展会低于大 初期的热捧和资本市场的退热背后,到底 众预期;第二,大小厂商官宣布局元宇 存在着怎样的一个元宇宙呢?长期来看, 国内元宇宙企业股价变化分析 宙,大多停留在概念阶段,迎合元宇宙的 元宇宙将重塑人们生产、生活和社会关 中国资本市场元宇宙指数2021年年涨幅 风口,但论其实质与元宇宙还有较大差 系,这是大方向。热度退却之后,那些定 高达30%,且主要发生在第四季度。其 距,很难短期实现影响深远的突破性事 位准确、继续深耕、能力出众的团队必将 中,中青宝年内上涨270%,佳创视讯年内 件,资本投入难以短时间内兑现。第三, 有所产出,重新引起新的热度。 上涨185%,中文在线年内上涨69%。但因 用户对于元宇宙的畅想受到当前技术、产 07
8 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 序 08
9 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 一、愿景和价值 本章节我们主要讨论元宇宙的未来发展愿景,长期价值,与互联网1.0/2.0对比有哪些特 点,以及目前的发展瓶颈。 1. 元宇宙走向何处——元宇宙的定义和 性。Beamable公司创始人Jon Radoff提 对元宇宙的不同理解和定义,来源于看 4层含义 出元宇宙构造七个层面:体验、发现、创 待元宇宙的不同视角,有体验的,有技术 当前处于元宇宙萌芽时期,业内对于元宇 作者经济、空间计算、去中心化、人机交 的,有规则的。由于这些视角不在一个维 宙的定义和理解并没有形成统一标准, 互、基础设施。中国国内,有的机构提出 度,因此难以给出一个简洁、确定和统一 是百花齐放、百家争鸣的局面。Roblox公 元宇宙是整合多种新技术而产生的新型 的定义。德勤从“Meta (元)+ Verse(宇 司首席执行官戴维·巴舒基提出了元宇宙 虚实相融的互联网应用和社会形态; 有的 宙)”的本意出发,去定义和设想元宇宙 所需具备的八要素:身份、社交、沉浸感、 机构提出“元宇宙”是一个平行于现实世 的未来,即元宇宙是“虚实融合的世界”, 低延迟、多元化、随地、经济系统、文明。 界,又独立于现实世界的虚拟空间,是映 包含4层含义:(如图),模拟现实的虚拟世 著名分析师MatthewBall提出元宇宙应 射现实世界的在线虚拟世界,是越来越 界、创新的虚拟世界、现实世界(也是元宇 具有以下六个特征:永续性、实时性、无 真实的数字虚拟世界。 宙的一部分)、虚拟和现实世界的融合( 准入限制、经济功能、可连接性、可创造 将高于/超越单一的虚拟或者现实世界)。 图6:元宇宙的定义和四层含义 元宇宙的定义 “虚实融合的世界” 四层含义 元宇宙 模拟现实的 创新的 虚拟世界 虚拟世界 虚拟世界 模拟现实世界 现实世界 虚拟世界 创新虚拟世界 现实世界 虚实融合 超越现实 虚拟和现实世界融合 资料来源:德勤分析 09
10 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 这四层含义的具体说明如下。 含义一:模拟现实的虚拟世界 虚拟世界对现实世界的全模拟和镜像, 字)往来穿行; 街区中有很多店铺;开设 元宇宙将包括一个模拟现实世界的虚拟 是对元宇宙起源的《雪崩》场景的延伸 这些店铺要征得第三方批准,然后购买 世界,具有现实世界的全部要素,包含 设想。 临街土地,获得相关执照,还要贿赂检查 身份、商业、娱乐、社交、文明、治理等, 人员等等。人类通过数字虚拟化身在这个 以及现实世界最重要的特征之一——感 尼尔·斯蒂芬森的小说《雪崩》描述了这样 街区中行走和交互,作者称这个世界为元 受。这是理解和设想元宇宙未来发展方 一个虚拟世界:主角来到一个商业街区, 宇宙。下图是《雪崩》描绘场景的示意图。 向很重要的一个出发点。公众目前对于元 超元域(元宇宙)的香榭丽舍大道;街道 在这个描述的虚拟世界里,具备了现实社 宇宙的印象和感知更多的来源于游戏或 很长,六万五千五百三十六公里;商业街 会的诸多核心要素,比如街区、社交、商 社交类的应用。元宇宙的未来远不止于这 区有很多人(百万人,超过现实的一个数 业地产开发、商业活动等。 些内容。 图7: 《雪崩》中描绘的虚拟世界 1992《雪崩》 全球多媒体协议组织建设的虚拟世界 授权 全球多媒体 各大公司 协议组织 $ $ 建造门面经验 超元域的 香榭丽舍大道 虚拟空间 $ 虚拟身份 连接 连接 耳机 目镜 大众 终端 资料来源:互联网公开资料、德勤分析 10
11 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 从这个描述做衍生推理,未来的元宇宙将包括一个模拟全部现实世界要素的虚拟世界,如图。 图8:复刻现实世界的虚拟世界 复刻现实世界 虚拟世界要素 虚拟社会体 身份识别 政府 社区 企业 学校 虚拟物品 社会系统 代码识别 虚拟人 虚拟自然人 社交手段 法规 经济系统 虚拟环境 身份识别 交易规则 货币 自然环境 社会环境 商业环境 生产系统 企业生产系统 个人生产系统 世界文明体系 生产规则 生产工具 语言 习俗 文化等 虚拟世界治理体系 人 社区 社会 世界 资料来源:德勤分析 11
12 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 含义二:创新的虚拟世界 任何人的化身,而是由虚拟世界创造出来 人都可以注册成为社区的创造者,创造形 元宇宙包括一个创新的虚拟世界,具有完 的仅存在于虚拟世界的人。例如,获得万 式各种各样,图片、音视频、艺术品、虚拟 全虚拟创造出来的人、物品、环境、规则 科总部2021年度最佳新人奖的正是一名 地产和建筑物等等,并且可以作为NFT进 等。这个创新的世界也具备现实世界的所 虚拟数字化员工“崔晓盼”。 行交易。人工智能的智慧指后人工智能时 有要素。与模拟现实世界的虚拟世界不同 代,不仅人类会思考,虚拟系统也具有强 的是,这些创新出来的虚拟人、物品、环 新规则指的是1)仅有虚拟空间能够实现 大的思考能力,能够取代人进行一部分 境等,在现实世界没有与之对应的实际人 的新的物理规则,和2)元宇宙带来的新 决策的判断,虚拟人除了有思考,甚至有 物、物品、环境。 人们可以天马行空,极 的治理规则。新的物理规则是指虚拟世界 感受,能与周围的人和环境交互。 大的发挥人类的想象力和创造力,去创造 解放了一部分现实世界中的时空规定性, 这些虚拟的人、物品、环境。德勤认为创 虚拟世界的人不仅可以模拟现实世界的 上述的三个方向的创新“新主体”、 “新 新的虚拟世界可以拆解为三个方向的创 走、跑、跳,还可以飞翔或瞬时移动,带来 规则”、 “新智慧”属于目前可见的已经实 新:新主体、新规则、新智慧。 前所未有的物理体验。新的治理规则是指 现、部分实现和预计将要实现的创新,元 中心化形态向去中心化的规则发展。 宇宙的创新力是无穷无尽的,取决于人类 新主体指的是虚拟世界完全虚拟创造出 能想象到什么样的高度,保持期待、保持 来的对象,例如虚拟人(没有现实世界对 新智慧指的是1)开发者和用户不断创造 好奇是我们拥抱元宇宙的最佳心态。 应的人)、虚拟物品(没有现实世界对应 创新的智慧,和2)人工智能的智慧。虚拟 的物品)和虚拟环境(现实世界中不存在 世界里人们的生产力得到了一定程度的 的自然环境和社会环境)。在元宇宙世界 解放,人人都可以是创造者并且万物皆可 会有全新的“人”出现,他们不是现实世界 创造,以UGC/PGC平台和NFT为例,每个 图9:创新的虚拟世界的三个“新” 新主体 新规则 新智慧 人物 物理规则 人工智能能 共识 物体 机制 人的智慧 环境 治理规则 (创意、创新) 资料来源:德勤分析 12
13 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 图10:虚拟世界要素和现实世界要素的融合方式 虚拟世界的要素 低 融合难度 高 虚拟经济 虚拟个人生产系统 虚拟社会体 拟商业环境 交易规则、 个人创造 虚拟治理体系 虚拟环境 身份识别 设施建设基础 虚拟社会 虚拟货币 虚拟人 虚拟物品 虚拟企业生产系统 虚拟文明 身份识别 代码识别 社交媒介 生产规则 语言、习俗、文化 统一的编码规则和识别系统 社交规则 价值兑换 虚支持实 NFT版权 文明规则 治理之争 自然人 物品 社会系统 企业生产系统 文明体系 自然环境 社会体 商业环境 经济系统 个人生 治理体系 政府、社区、 产系统 学校、企业等 真实世界的要素 资料来源:德勤分析 含义三:元宇宙包括现实世界 如前述,虚拟世界将具备现实世界的11个 • 越接近真实世界本质和内在逻辑的虚实 未来所有现实世界的元素都会在虚拟世 要素。在这11个要素(自然环境、自然人、 融合越难,例如社交/社会规则、文明规 界产生镜像,并与现实世界互动产生意义 社会体、物品、商业环境、社会系统、经济 则,需要长时间的思考、碰撞和打磨; 和价值。从这个意义上说,元宇宙是包括 系统、企业生产系统、个人生产系统、文 • 治理规则的融合是元宇宙的终极问题 现实世界的。 明体系和治理体系)的维度上,都会产生 和核心问题。治理规则的融合更多的体 虚拟世界与现实世界之间的融合和互动。 现在治理之争,即未来谁最终治理这个 含义四:虚实融合超越现实 融合按照难易程度可以分为 4个等级,依 元宇宙,在元宇宙中的人类、某个元宇 虚实融合互动。 次为: 宙的规则、还是去中心化的统一规则。 长远看,虚拟世界和现实世界会形成紧密 • 融合难度相对较低的生产系统的融合 大胆设想,元宇宙世界的治理规则甚至 融合和互动——由虚到实、由实到虚,虚 和互动,其方式是虚支持实,比如数字 在未来会在一定程度上对现实世界产 中有实,实中有虚。一个示例是魔鬼终结 孪生技术产生对机械设备的数字解构 生影响和压迫。 者中的机器人在现实世界和虚拟世界中的 和模拟,用来支撑机械设备的运行状态 共存。基于这种融合和互动,我们说现实 预测、维护等。虚支持实赋能实体经济 人们将以特定的数字身份自由参与到元 世界也是元宇宙的一部分。这种融合和互 是融合的重要目的之一,目前已在诸多 宇宙,同时可以以虚拟身份参与到现实世 动,将超越单一的现实世界或者虚拟世界 生产应用场景中展开探索; 界的互动。通过连接相互分割的若干个 的,这也是“Meta(元)”这个词的本意, 封闭的个人虚拟空间,可形成更大的虚拟 高于/超越。行业中也有从“虚实融合”程 • 融合难度中等的是统一的编码规则和 社区空间,连接多个虚拟社区空间,可形 度这个视角出发来定义元宇宙的,比如对 识别系统(用于环境、人、物品、社会 成更大、更多元的虚拟社会空间;货币、 虚拟世界的依赖程度超过对现实世界依 体、商业环境的融合)、价值兑换(虚实 属性、环境、事件等信息均可在异度空间 赖的那一刻,算是正式进入元宇宙时代。 经济的融合互动)、NFT相关的版权(虚 和同度异构空间之间相互映射,从而实现 拟IP和现实IP)的虚实融合; 信息跳转和虚拟时空的穿梭。 13
14 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 图11:进入元宇宙的方式 进入元宇宙的场合 连接设备 语音交互 信号 数 转换 眼动追踪 信号 VR 眼镜 VR 手套 个人场合 字 比如家里、 动作捕捉 工 VR 头盔 VR 盔甲 私人办公场所 具 触觉交互 元 … 宇 信号 宙 公共场合 脑 听觉 触觉 转换 通过第三方提 编码 机 供的设备 接 视觉 嗅觉 无线脑机 口 味觉 资料来源:德勤分析 虚实融合的入口。 自然环境下,个人可以通过虚实交互工具 由实向虚,即现实场景叠加沉浸式数字 元宇宙的虚实交互入口有两种:第一种是 进入虚拟世界;二是公共场合,将有第三 体验,例如虚拟教育、虚拟培训、虚拟商 应用数字工具,包括各种便携可穿戴的 方提供“元宇宙”入口,供人们进入,有些 城等。 AR/VR设备等,第二种是应用脑机接口技 像目前的个人KTV小屋,或者剧本杀的空 术直接将相关的电信号通过无线脑机接 间。 (如图11) 由虚向实,即虚拟世界向现实延申,例如 口提供给人脑,进行实时、无障碍地信息 虚拟游戏《Niantic Lightship》通过对于 交换,以此自由进入元宇宙。商业模式上 元宇宙通过由实向虚和由虚向实两条发 现实世界地图定位、环境与物体识别判 看,进入元宇宙的场合可以有两种,一是 展路径实现虚拟世界和现实世界的融合 断、实时互动分享等技术倡导人们通过虚 个人场合,无论是在家中、办公场所,或者 和互动。 拟世界与真实世界的人与物接触。 2. 元宇宙的5大特征 基于上述描述,和互联网1.0、2.0时代相比,元宇宙主要表现出以下5大特征:逼真的沉浸体验、完整的世界结构、巨大的经济价值、 新的运行规则和潜在的不确定性。 图12:元宇宙的5大特征 元宇宙 特征:5大特征vs互联网 逼真的沉浸体验 眼、耳、鼻、舌、身 虚拟世界 模拟现实世界 完整的世界体系 社会环境、治理体系 现实世界 巨大的经济价值 “地产经济”、“数字艺术品” 虚拟世界 创新虚拟世界 新的运行规则 去中心化 潜在的不确定性 治理之争 虚拟和现实世界融合 资料来源:德勤分析 14
15 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 图13:生产元宇宙图示 研发阶段 消费端 现实世界 虚拟世界 全 虚拟规划 开放性办公 员工 - 售前拜访 员工 - 故障维修 生 虚拟身份 虚拟身份 命 虚拟设计 可视化模型 客户 - 售前参观 产品培训 周 期 生产制造阶段 企业内部 的 虚 现实工厂 虚拟工厂 实 生产制造 生产制造 虚拟身份 虚拟会议 虚拟办公 共 虚拟身份 生 监控指挥 监控指挥 经济体系 企业内部 企业与供应商 企业与下游 企业与外部合作 底 网络及运算技术 人工智能技术 区块链技术 层 计算机视觉 机器学习 共识机制 分布式存储 架 5G/6G 云计算 边缘计算 构 自然语言处理 智能语音 智能合约 分布式账本 后 物联网技术 交互技术 电子游戏技术 端 基 应用层 网络层 感知层 全新影像 传感技术 随机交互 3D引擎 实时渲染 空间渲染 建 资料来源:德勤分析 特征1:逼真的沉浸体验 的映射关系。另一方面,元宇宙是一个能 其次是生产制造阶段的虚实共生。通过高 逼真的沉浸体验主要体现在感官逼真性 够完整运行的、跨越现实和虚拟世界、始 度物联网化的数字孪生系统,实现高沉浸 和物体逼真性。这是元宇宙热得以爆发 终实时在线的世界,无穷无尽的人们可以 感、全实时数据仿真的生产制造管理,员 的关键要素之一。 同时参与其中,并且能够连接互通,用著 工通过AR在现实工厂或者直接通过虚拟 名分析师MatthewBall概括的六个特征来 工厂进行生产制造和监控指挥,极大提高 感官逼真性是指元宇宙把互联网的2D平 说,就是永续性、实时性、无准入限制、 了现场人员的操作效率和远程管理人员的 面式体验提升至3D、4D甚至更高的层级 可连接性、可创造性,因此元宇宙能给用 管理效率。 上。互联网带给玩家的感官主要是视觉 户一种周围的环境和事物都是真实存在 和听觉,例如绝大多数的电子游戏都是通 的感受。 再次是销售端的虚实共生。分为销售时、 过2D画面和音效代入玩家,少部分游戏 使用中、故障售后维修时的三种不同虚实 加入了压力感和震感,但其感官体验和真 面向个人感官体验的沉浸式体验比较容 共生应用,支持员工与客户不限距离的在 实的体感和触感相去甚远。随着体感设 易理解。下面阐述模拟生产过程的元宇宙 虚拟世界或现实世界的交互。 备、数字嗅觉、数字味觉、脑机结合等多 的沉浸式体验。生产元宇宙以数字孪生为 种技术发展,理想的元宇宙能够融合视 核心技术,对生产环境、生产过程、生产 最后就是企业内部经营管理上的虚实共 觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉和意念,玩家 对象进行仿真。 生。支持员工创建和自定义虚拟办公室, 在其中能够获得无限逼近现实的感受, 并且拥有一个友好的化身,可以在虚拟空 这是感官逼真性。 首先是研发阶段的集成化虚实共生。异地 间自由交流、解决管理问题。 研发人员可以以虚拟身份共同进入到虚拟 物体逼真性是指一方面利用数字孪生技 世界进行产品的规划,设计,整体规划设 面向生产的元宇宙沉浸体验和面向人体 术在虚体空间中创建数字化的虚拟物体, 计的产品均是以3D的形式展示在人们面 感官体验的沉浸体验,底层的技术架构和 与物理实体空间中的物体形成了在形态、 临,支持及时更改产品构造,解决产品试 技术有很大程度的重合。 质地、行为,甚至发展规律上都极为相似 制周期长、制造工艺不稳定等现实问题。 15
16 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 图14:虚拟世界完整的世界结构 虚拟世界的要素 虚拟商业环境 虚拟个人生产系统 虚拟社会体 虚拟社会 虚拟治理 虚拟经济 基础设施建设 个人创造 虚拟环境 身份识别 社交媒介 体系 虚拟人 虚拟物品 交易规则、 虚拟企业生产系统 虚拟文明 身份识别 代码识别 虚拟货币 生产规则 语言、习俗、文化 自然环境 物品 经济系统 企业生 自然环境 社会体 社会系统 商业环境 产系统 文明体系 治理体系 个人生 政府、社区、 产系统 学校、企业等 真实世界的要素 资料来源:互联网公开资料、德勤分析 特征2:完整的世界结构 虚拟经济(交易规则、虚拟货币)、虚拟企 从本质上看,和现实世界的价值来源相 与互联网1.0/2.0不同的是,元宇宙的虚 业生产系统(生产规则)、虚拟个人生产 同,元宇宙的价值也来源于稀缺性,即事 拟世界将具备现实世界的所有要素。以 系统(个人创造)、虚拟文明体系(语言、 物的排他性、竞争性和时空稀缺性。很多 媒体、社交、电商、工业互联网为代表的 习俗、文化)和虚拟治理体系(去中心化 人认为元宇宙作为数字虚拟空间,和现在 既有互联网世界,是一个窄意上的世界, 的治理体系)。 的互联网一样,数字资产将是取之不尽、 主要对应了现实世界的部分社交、批发零 用之不竭的,并且可以轻易地拷贝、粘贴、 售、以及生产环节。像房地产开发、政府 特征3:巨大的经济价值 居为己用,但恰恰不是,元宇宙空间的创 治理、社会文明这些元素,在既有的互联 从元宇宙的内容来看,元宇宙的价值产生 造者们会通过各种技术手段赋予元宇宙 网世界中,没有明显的体现。元宇宙将是 于5个部分: 稀缺性,例如信息防扩散技术、同态加密 对于现实世界的完整复刻,模拟整个现实 隐私计算技术、码链非同质化证书等,对 • 社交经济:不同的社交场景门票具有社 世界的所有要素。现实世界主要具有11个 数字资产进行权利管理,让数据可用不可 交圈层价值; 要素:自然环境、自然人、社会体(政府、 见,且无法篡改。 机构、社区、学校、企业等)、物品、商业环 • 土地经济:地理空间的天然稀缺性和产 境、社会系统、经济系统、企业生产系统、 业集聚效应会使得元宇宙中的土地价 但元宇宙和现实世界相比又拓宽了这种 个人生产系统、文明体系和治理体系(政 值高度分化; 稀缺性,使得元宇宙又可能超越于现实世 府);元宇宙的虚拟世界将具备与之对应 • 身份形象:体验围绕化身形象展开,化 界的经济价值。体现在,第一,元宇宙具 的11个虚拟要素:虚拟自然环境、虚拟人 身形象将成为备受资本关注的领域; 有强大的数字生产力,在元宇宙人人皆可 (身份识别)、虚拟社会体(虚拟的政府、 创造,创造形式多样,创造皆有价值;第 • 数字品经济:NFT数字商品的价值; 二,元宇宙拓宽了现实世界的稀缺性边 机构、社区、学校、企业等)、虚拟物品、 虚拟商业环境(商业设施建设和环境识 • 金融经济:金融投资、投机机会带来的 界,稀缺性主要产生在两个方面,自然要 别)、虚拟社会体系(社交、社会规则)、 价值。 素有限造成的稀缺和政治法律制度造成 16
17 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 的稀缺,元宇宙中这两个方面的稀缺性 人类创造虚拟世界的初衷是为了避免现 则来吸收财富,再将这些财富反馈到现实 皆有可能拓宽,产生巨大价值;第三,元 实世界中的某些限制,例如互联网的出现 世界里,这样,元宇宙则成为了使资源分 宇宙中可以灵活地创造和交易,支持单个 带来的线上虚拟社交避免了必须长途跋 配更加不均、扩大贫富差距的刽子手。元 虚拟世界内部进行交易、虚拟世界与虚拟 涉与友人相会的距离限制,元宇宙将会带 宇宙作为另一个“平行宇宙”的意义是在 世界进行交易、虚拟世界与现实世界进行 来更大程度上的限制解除,例如现实社 某种程度上削弱现实世界的“中心特权” 交易。 会的身份地位限制、财富限制等。 。去中心化组织(DAO)将不受任何国 家、任何公司控制,组织成员可以在虚拟 特征4:新的运行规则 我们在现实世界中存在资源分配不均、贫 空间里生产创造,谁创造的价值越多,谁 尽管说虚拟世界是对现实世界的完整模 富差距悬殊等诸多难题,如果元宇宙依然 就在这个世界里拥有的越多,并且元宇宙 拟,但创造元宇宙的人们希望元宇宙虚拟 改不了中心化属性,那么不但无法优化现 的世界会永远记录下创造者与其创造物 世界中的社区或者世界的运行规则能够 实世界的问题,反而会让问题变得更加突 的关系,其他人想要获得使用权、所有权 有别于现实世界的中心化规则,而运行在 出。例如现实世界中有权有势的人利用现 就必须付出相应的代价,而在中心化的游 去中心化的基础上。 实世界中的资源或声望迅速积累大量财 戏世界里,所有的游戏道具都是可以拷贝 富,甚至设置权力偏倚的虚拟世界运行规 使用的,而且几乎可做到零成本的拷贝。 图15:中心化与去中心化区别 共识 中心 机制 中心化组织架构 去中心化组织架构 含义 中心关联各个节点,节点必须依赖中心,节点之间 含义 节点互相关联,在共识机制下每个节点都可以成为 互不直接关联 阶段性的中心,平台由所有节点共同维护 特点 数据隐私性差、易受攻击、响应速度慢、节点缺乏 特点 数据隐私性强、抗攻击、响应速度快、公开透明、 对信息的控制 可追溯 案例 银行、传统互联网、社交、游戏平台等 案例 比特币、DeFi 传统规则 新规则 资料来源:德勤分析 17
18 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 特征5:潜在的不确定性 那么未来谁是治理结构中的金字塔尖? 区购买房产、虚拟货币交易等,已经显现 元宇宙的核心问题在于治理结构,即未来 这个问题的实质是AI出现以来的问题,将 出虚拟世界的经济能力,未来这种能力会 谁是治理结构中的金字塔尖。 来是人类统治机器人,还是人类最终会 急剧增强;同时,全球互联网巨擎的用户 创造出一个超越人类本身的机器人,也许 从数量上说已经超过世界上任何一个国 元宇宙中的治理结构是交错的,一方面, 不是人类的本意,但AI的自学能力使得这 家。那么未来,谁在虚拟世界中说了算, 虚拟世界受现实人的管理,初期的元宇宙 些机器人最终超越了人类的智慧和能力, 虚拟世界中的经济红利归于谁,其实是所 大多呈现这种治理结构,现实人编写代码 最终得以统治整个世界。这个问题之所 有元宇宙的创造者,在设计元宇宙时就在 创造虚拟世界,简单管理普通用户;另一 以重要,在于元宇宙中的虚拟世界其实并 考虑的问题。 方面现实人受虚拟世界的制约和管理,而 不“虚”,是真真切切的有着巨大的经济 管理着现实世界人的这部分虚拟世界管 力量和统治力量的。现在元宇宙的一些雏 理者背后又是另外一部分(可能是很小 形,比如网络游戏购买虚拟道具、网络社 的一部分)现实世界的人以及他们制定的 虚拟世界的规则。 图16:元宇宙的治理结构 谁是元宇宙世界规则制定者? 虚拟世界的经济红利归于谁? 谁是元宇宙世界最终管理者? 单方力量内的博弈 三方力量的博弈 多三方力量的博弈 民间资本 融 政府 融 政府 元宇宙的开发者 合 合 共 共 民间资本 建 建 元宇宙的开发者 民间资本 政府介入 元宇宙的开发者 AI 机器人介入 元宇宙虚拟自然人 元宇宙资本经济的 其自主性和意识 非人类 元宇宙虚拟自然人 虚拟人 扩张,虚拟社会形 突破人类的控制 态的逐渐形成 交错的治理结构 虚拟世界管理者管理现实世界自然人 现实世界 虚拟世界 现实自然人 虚拟自然人 管理者 虚拟自然人 普通用户 现实世界管理部分虚拟世界的普通用户 资料来源:德勤分析 18
19 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 3. 元宇宙的价值 • 促进现实世界的效率:教育、生产等领域,不受时空限制,升 长远来看,元宇宙可以带给人们的价值是多方面的,有精神的, 级体验,提高生产效率,增强效果; 有物质的,包括5个方面: • 拥有新的财富:虚拟货币、交易虚拟物品等,一次财富重新洗 • 娱乐性:游戏和社交等活动,玩家进入其中获得沉浸式逼真体 牌的机会; 验,产生游戏和社交的愉悦体验; • 拥有新的影响力和社会地位:虚拟社区,获得不同社会地位 • 体验第二人生:创意协作平台,创作者在虚拟空间里建造自己 的机会。 的个人世界,使得个人有机会体验不同于现实世界的人生; 因为有这些价值,元宇宙的热潮虽然暂时减弱,后续依然会有波 动式爆发和上升的巨大潜力。 图17:用户从元宇宙中获得的价值 娱乐性地进入元宇宙 体验第二人生 游戏 创意协作平台 元宇宙 提供的 体验 促进现实世界的效率 拥有新的影响力和社会地位 教育、购物 虚拟社区 拥有新的财富 交易 资料来源:德勤分析 19
20 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 4. 元宇宙目前发展面临的瓶颈 第三是信息安全问题。网络安全和数据 元宇宙目前发展处于萌芽期,市场给予了 隐私问题近年来愈发严峻,元宇宙的永 较大期待,认为理想形态的元宇宙未来终 续性、实时性、可连接性、可创造性等特 将到来,德勤也通过以上内容描述了我们 性说明其中的数据量将呈现指数级增长, 对于未来元宇宙的愿景。但是元宇宙走向 数据的调取和使用也更加频繁。因此如 成熟的过程中必会不断遇到并突破各种 何在发展元宇宙的同时平衡好和信息安 瓶颈,现阶段最为突出的瓶颈主要体现 全的关系是需要前瞻考虑的课题。 在5个方面: 第四是规则设计问题。上文中提到虚拟 第一是连接入口问题。目前人们进入元宇 世界具有与现实世界一一对应的各项要 宙的途径仍以穿戴设备和人机交互为主, 素,那么虚拟世界的社会规则、经济规 未来进入元宇宙和互动的方式将更加灵 则、商业规则、文化体系、治理体系等究 活便捷,像《复仇者联盟》里英雄联盟开 竟应该如何设计是需要长期去研究、摸 会一样,无需穿戴笨重设备,直接连线后 索、试错的,如果过分保守,则元宇宙的 对方的虚拟形象就会出现在你的面前,同 建设不达预期,如果过分激进,则会激化 时你的虚拟形象也会出现在对方的空间, 矛盾,甚至对现实世界产生威胁。 并且可以实现仿真互动。目前VR/AR已朝 向轻量化、便捷化发展,预计10年内AR 第五是能源供给问题。元宇宙复杂的运行 隐形眼镜会发展成熟,总体来说还存在 机制需要消耗大量的网络资源、存储资源 较大技术制约,思想上也需要有更加创 和算力资源,其稳定运行离不开新基建的 新的思维。 建设,目前的5G基站建设、大数据中心、 超级/智能算力中心等建设还远远达不到 第二是行业应用问题。当前元宇宙主要应 元宇宙所需要的条件。另外,在全球碳中 用于娱乐、社交、游戏、NFT艺术品等领 和的趋势下,如何绿色化地建设和运行进 域,与生产制造领域的融合尚不够密切。 行基础设施也是需要纳入考量的。 元宇宙的实时永续、数字孪生、融合现实 等特性在生产制造上具有深度应用前景, 目前受限于技术的能力,其潜力还远没有 被挖掘。 20
21 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 愿景和价值 图18:元宇宙目前面临的5大瓶颈 1、连接入口问题 目前人们进入元宇宙的途径仍以穿戴设备和人机交互为主,未来进入元宇宙和互动的方式将更加灵活便捷 应用 2、行业应用问题 当前元宇宙主要应用于娱乐、社交、游戏、NFT艺术品等领域,其在生产制造上的深度应用潜 力受限于目前地技术能力还远没有被挖掘 3、信息安全问题 监管 元宇宙中数据量将呈现指数级增长,数据的调取和使用也更加频繁,需要在发展元宇宙的 同时平衡好和信息安全的关系 4、规则设计问题 虚拟世界的社会规则、经济规则、商业规则、文化体系、治理体系等究竟应该如何设计需要长 技术 期去研究、摸索、试错 5、能源供给问题 元宇宙复杂的运行机制需要消耗大量的网络资源、存储资源和算力资源,其稳定运行离不开新基建的建设, 并且能源供给需要绿色低碳化 资料来源:互联网公开资料,德勤分析 21
22 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 技术 22
23 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 技术 二、技术 技术是支撑元宇宙实现的核心要素。在元宇宙的虚拟世界中,无论是体验感、游戏规则、 还是商业建筑,都需要靠技术的支撑来实现。支撑元宇宙的技术有很多类,每一类技术有 很多细分技术,每一项技术又可能支持多项元宇宙的功能。为了论述的便利,我们选择以用 户使用元宇宙的关键场景顺序为主线,来归纳对应的主要技术类别,这些关键场景同时也 对应着元宇宙的关键特征。甄别完元宇宙的主要支撑技术后,阐述关键技术类别当前所处 的阶段。 1. 元宇宙场景/特征对应的技术群 术。对物理世界的沉浸式体验,主要依 • “规则和身份识别——唯一性和去中 用户使用元宇宙的场景顺序和相应的特 赖于传感器和数字孪生技术,实现对物 心化” :虚拟世界可以成为“宇宙”,是 征大致可以分为5类, (如图19):1)先接 理世界的感知和模拟。其中传感器包括 因为它能够带来接近人类社会本质的 入,强调沉浸体验,以XR和数字孪生为 物理世界感知和生物世界感知,如环境 东西,身份地位、经济系统、社会系统、 主要技术群;2)再互动,强调高仿真互 感知(空气、温度、湿度等)、物理设备 文明体系等,同时还要实现去中心化的 动,包括3D引擎、实时渲染、数字孪生等 感知(机器故障、能耗等)、生物特征识 运作方式,这些规则和身份的识别,主 技术;3)同时使用数字内容,需要虚拟物 别(植物生长、动物体征等。人体特征 要通过区块链技术体系作为保障,主要 品/空间的创作,;4)规则和身份,支持虚 归纳在消费者场景中); 包括分布式存储、分布式账本、共识机 拟世界不同用户、实体间相互识别和交互 制、数据传输及验证机制、时间戳等细 • “互动——高仿真互动”:模拟人体和 的基础,以区块链技术为基础;5)大规 物理世界的互动,比如鲜花的盛开、握 分技术; 模持续在线使用,确保虚拟世界像现实世 手时手掌的变形、车辆碰撞时的车辆物 • “持续在线使用——大规模的信息运 界一样持续运转和实时反馈,需要大量、 理变形等,需要3D引擎、实时渲染、数 算和信号实时传输”:虚拟世界的任何 高速的计算和信息传输能力,以云计算、 字孪生等技术;互动时的语言、文字、图 一个交互,都有大量的信息需要处理, 超算、无线通信(5G,6G等)为主。人工 像等的表达以及对方的反馈,需要人工 大量的信号需要传输。同时,虚拟世界 智能算法将支撑其中的绝大部分技术。 智能的智慧,从初级到高级; 的互动反应需要极低延时以模拟现实 情况。不难理解,假设我们在元宇宙中 • “创造和使用内容——虚拟物品/空间 • “接入—沉浸体验”:便捷的接入方式 内容创作”:内容创作技术群包括游戏 进行社交,如果我们伸出手握手,而对 和逼真的沉浸感体验是元宇宙的核心 方延时了3秒才作出回应,那么很难有身 引擎(为元宇宙各种场景数字内容提供 特征之一。支撑这一特征的技术,在消 临其境的效果。这些需要后台的计算运 重要的技术支撑)、3D建模(为元宇宙 费者场景中,目前是以XR为主的沉浸式 行的非常快。支持这种持续大规模实时 高速、高质量搭建各种素材)、实时渲 体验技术,包括XR类的接入设备、体感 在线使用的技术是网络及运算技术,主 染(实现元宇宙素材的互动时的仿真效 设备、全息影像技术、脑机交互等更高 要包括5G/6G(确保元宇宙的无线使用 果)、时间戳(为元宇宙提供底层数据 级形式的接入设备技术,以及背后的计 方式)、云计算(后台充沛算力,确保前 的可追溯性和保密性)等技术。 NFT 算机视觉、语音识别、NLP等算法;在 技术用于唯一识别创作出来的物品和 端更强大、更轻量化的终端设备)、边 生产制造场景中,模拟和感知物理世界 缘计算(解决成本、实时性、和网络堵 艺术品,确保物品的稀缺性和不可复 的数字孪生和传感技术是主要支撑技 塞的问题)、物联网等细分技术。 制性; 23
24 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 技术 图19:元宇宙场景/特征对应的技术群 元宇宙特征 关键技术 角色 细分技术 XR 全息影像技术 通往元宇宙的路径 沉浸体验、高仿真 仿真交互技术 虚实界面 脑机交互技术 传感技术 机器学习 计算机视觉 算法支持 数字 实时运营、多维互动 人工智能 孪生 内容生产 智能语音 自然语言处理 游戏引擎 3D引擎 最直观呈现方式 高效内容生产 创作/互动平台 虚实界面 实时渲染 数字孪生 分布式存储 共识机制 数据传 元宇宙的核心密码 输及验 身份和规则 区块链技术(含NFT) 身份和认证机制 分布式账本 时间戳技术 证机制 5G/6G技术 边缘计算 基础支撑 保障大规模用户持续在线 网络及运算技术 网络环境+数据处理 云计算 物联网技术 资料来源:德勤分析 元宇宙的这些支撑技术与预期实现的成熟元宇宙体验尚有很大距离,但各项关键技术目前已经呈现出在一些聚焦场景的应用,可以 看作是pre-元宇宙的应用。 24
25 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 技术 2. 关键技术的发展阶段和瓶颈 力等支撑技术及内容可实现元宇宙的初 仿真交互技术——XR 元宇宙所依赖的各项技术间呈现木桶效 级要求,并可随着元宇宙的发展而不断演 XR提供沉浸式体验,目标是全面接管人类 应,即元宇宙能够实现到什么样的程度 进;VR、AR等虚拟现实技术已达到元宇宙 的视觉、听觉、触觉等,并通过动作捕捉 取决于那块“短板”技术发展到了什么阶 的基础要求,但仍需优化,长远来看是否 实现元宇宙中的信息输入、输出。仿真交 段。目前来说,各项技术只是满足初期元 作为进入元宇宙的主要入口仍是未知数; 互技术在体感实现上,目前虚拟空间视觉 宇宙的发展需要:5G已实现大范围覆盖, 区块链稳步发展,不断拓宽下游应用场 和听觉的体验上走的最快,嗅觉、触觉和 并且其延时性较低,可初步容纳目前元宇 景,基于区块链技术的虚拟货币下一步将 意念体验有了起步,味觉是多种感官的综 宙用户规模;UGC 内容、3D 引擎以及算 受到地域性政策法制的规范和监管。 合,目前尚未起步。(如图20) 图20:XR体验感发展阶段 基本实现 初步实现 尚未起步 视觉-眼镜、屏幕 嗅觉-气味电影 味觉 体感实现阶段 听觉-耳机、音箱 触觉-体感设备 意念-脑机接口 无沉浸感 初级沉浸 部分沉浸 深度沉浸 完全沉浸 视觉 视觉、听觉 体 视觉 味觉是多种感官 视觉3D 听觉 触觉、嗅觉 验 视觉2D 听觉 的结合: 感 听觉 触觉 意念 触觉 食物风味来自嗅 嗅觉 味觉 觉,食物质地则 依赖触觉,实现 支 VR/AR、 传感器 起来十分困难。 撑 脑机接口 屏幕 空间音频技术和 AI 气味数字化 技 味觉?? 术 声学仿真技术 体感设备 资料来源:德勤分析 XR技术的整体发展阶段,在经历了过去3~4年的低谷期后,正进入又一轮高速增长期(如图21)。 图21:XR发展阶段 热潮早期 热潮巅峰 早期探索 发展热潮 热潮回落 高速增长 形态上从机器向 形态上基本成型 众多企业开始布局, 投资热达到最高潮 商业模式和技术瓶颈制约, 5G+疫情引发 眼镜转变 功能上差距较大 功能上快速迭代, 厂商开始塑造XR平台能力 新一轮高速发展 市场开始投资热潮 • Magic Leap获得5.02亿 国外: 美元D轮融资 • 苹果推出开发平台ARKit2 • Google推出开发平台ARCore1.5 国内: • 华为推出AR engine平台 • 各大游戏机公司推出 自己的VR眼镜产品, • 任天堂发布 其中比较著名的有任 Pokemon Go游戏 天堂发布的Virtual Boy 国外: • 全球5G商用、新冠疫情、 • 美国计算机科 • 微软发布Hololens • 苹果推出开发平台ARKit 新消费需求等催化VR/AR高 学家Ivan • 国内百度、联想等 速发展:Google、苹果、 开始布局 • Google推出开发平台 Sutherland发 ARCore Microsoft、Meta 明VR眼镜原型 • Oculus VR发布 • Google发布 (Oculus)、百度、阿里、 Oculus Rift CardBoard • 美国摄影师 国内: 腾讯、华为、字节跳动 Morton Heilig • Google发布AR眼镜 • Facebook收购Oculus • 百度推出AR Lab平台 (Pico)、爱奇艺、OPPO Google Glass VR并推出VR头盔 等公司密集上线相关产品 发明第一台 • 阿里推出AR buy+平台 • Sony公布Project VR机器 • 腾讯推出QQ-AR平台 Morpheus VR项目 • Samsung发布 Samsung Gear VR 1950s-1960s 1990s 2012 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 资料来源:互联网公开资料、德勤分析 25
26 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 技术 目前XR领域发展面临的瓶颈来自于内容 内容层面,优质内容是吸引用户的内生驱 容平台Steam为例,VR游戏作为其最受欢 和技术两个方面。 动力,将带动硬件及行业发展,而目前虚 迎的产品仅占全平台游戏内容的8%。另 拟现实行业内容成熟度不高,内容品类仍 外,内容开发端开发节奏慢,目前VR用户 技术层面,众多厂商在VR/AR硬件技术方 以游戏、社交、影视等应用场景为主,办 数量还未形成规模,因而开发节奏尚未被 面投入巨大,但与大规模的消费者应用来 公、健身等应用场景开始深入,其他应用 拉动,内容开发相对硬件开发较为缓慢。 看,终端设备的价格仍然偏高,且仍然伴 场景处于启蒙阶段,在覆盖面、数量、质 随着使用感不佳、环境限制、便携性差、设 量等方面仍待提高,以全球最主流的VR内 备兼容性差、续航时间短等问题。 图22:目前XR发展面临的问题 内容 品类少 设备 产品 兼容性差 价格高 内容开发 内容 续航 用户生理 节奏慢 内容层面 数量少 时间短 技术层面 不适 使用便捷 内容 使用环境 性差 质量 限制 不高 资料来源:德勤分析 区块链 技术方面,目前区块链在金融、电子政务 “信息壁垒”和实物上链是当前影响区块 区块链稳步发展,经过了早期探索、市场 等已于推进的领域已有所发展,但是对于 链技术实际产业落地的两大挑战。 准备、市场认可阶段后已步入产业发展阶 其他要求比较高的业务场景,区块链很难 段(如图23),目前比较典型的是区块链 满足需求。具体来说,区块链作为分布式 区块链不断发展的同时也带来了一系列的 金融领域结合应用,对应于元宇宙中,下 系统,吞吐量与确认时延一直是制约区块 政策性风险,区块链的匿名性和难以篡改 一阶段区块链和NFT将解决元宇宙生产资 链应用的瓶颈,三者是相互矛盾的指标, 的特性容易被不法分子利用以传播不良 料和资产所有权的问题。 很难三者全部达标。但是,对于元宇宙这 信息,威胁网络安全和泄露用户隐私,目 样的应用场景,对速度、吞吐量、存储成 前在金融领域的应用上,打着“区块链” 区块链技术当前发展至NFT阶段,开启数 本有较高的要求,因此甚至有些时候不得 旗号进行非法金融活动的案件频发,扰乱 字内容资产化时代。区块链发展的主要难 不牺牲去中心或安全来换取效率。另外, 了正常的市场秩序。 点在于技术瓶颈和监管合规性挑战。 26
27 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 技术 图23:区块链发展阶段 早期探索 市场准备 市场认可 产业发展 区块链列入中 DAI是以太坊上第 第一个创世区 美国科技巨头 国国务院「十 一个完全去中心化 块挖出标志区 Microsoft接受 三五」国家信 的稳定货币,开启 Facebook发布 块链正式诞生 比特币支付 息化规划 去中心化金融阶段 加密货币Libra 2008 2010 2013 2015 2017 2019 2021 2009 2014 2016 2018 2020 中本聪第一 第一个比特币 德国正式承认比特 纳斯达克首支 DAO(去中心化自 全球最大NFT 支付巨头PayPal宣布 次提出区块 交易所成立, 币合法;美国指出 区块链创业公 治组织)获得超 交易平台 支持加密货币支付 链概念 位于日本东京 比特币不具有法定 司Chain,第 1亿美元众筹 OpenSea上线 都涩谷区 货币地位,但具有 一家使用Linq 实际货币同等价值 技术完成并记 IPFS项目团队宣布 录私募证券交 成立Filecoin项目 俄罗斯宣布全面禁 易的公司 用比特币;中国严 格监管比特币 去中心化账本 去中心化计算平台 Defi去中心化金融 资料来源:互联网公开资料、德勤分析 NFT 物联网 本较高,从而导致整个物联网建设成本居高不下,只有降低成本 物联网的发展将经历爆发前期、爆发期和全面爆发期三大阶段, 才能更大范围地推动物联网发。第二,技术还不成熟,传感器从 目前,全球物联网核心技术持续发展,标准体系正在构建,产业 边端收集数据后需要进行大数据分析,但是目前各行业各领域之 体系处于建立和完善过程中,全球物联网行业处于高速发展阶 间数据收集和数据分析尚不能打通,只有与行业应用深度融合的 段,距离爆发期仍需要奋斗数年。 数据分析才能释放大量价值,目前还没能达到这一阶段。第三, 安全问题。相比像手机一样拥有较为安全的硬防护措施,传感器 物联网要实现规模化加速演进仍需解决一些难题。第一,成本高 结构比较简单,极易成为被分布式拒绝服务攻击的跳板。综上, 昂。物联网传感器品类众多,包括摄像头传感器、温度/湿度传感 物联网必须解决成本、技术、安全等方面的发展难题,才能进一 器、大气污染传感器等,品类众多而难以形成规模效应,边际成 步被行业广泛应用。 图24:物联网发展阶段 社会、家庭、个人应用阶段 行业应用阶段 公共市场应用阶段 政策指引、行业 物联网专有网络出现 5G网络加快部署, 物联网深入各行各业 标准出现 巨头纷纷入局物联网 物联网走向行业应用 云、边、端设备产品标准 统一,实现万物互联 2010 2013 2016 2020 2030+ 资料来源:互联网公开资料、德勤分析 27
28 .元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 技术 移动通信网络 率通信要求;构建卫星通信网络、深海远 要再提高1000倍。未来,AI计算、边缘计 目前我们处于从5G 向6G过渡的初期,理 洋网络和地面通信网络相相融合的全球 算、量子计算将成为推动元宇宙发展的 想中元宇宙的运行至少需要6G及以上的 连接的6G通信网络是未来发展的重要方 主力技术。目前,人工智能芯片仍处在高 网络,预计6G网络通信在2030年能够全 向;具有高可靠性和低时延性的确定性 速发展时期,为了在元宇宙中支撑更多样 面落地。相比于5G,6G能够支持微妙甚 网络技术将催熟6G 时代并形成广泛应 的人工智能计算,人工智能芯片需要实现 至亚微秒级别的延迟通信,支持室内10 用;在通信物理层通过无线传输与人工 一系列技术突破以实现高度并行的处理 厘米、室外1米定位精度,支持全球范围 智能相结合也是6G时代的典型趋势。 能力、低内存延迟、创新架构、低功耗能。 的“万物互联”,比较直观地来讲,在6G 边缘计算能有效降低时延并提升计算效 时代,我们下载300部电影只需要眨眼的 算力 率,整体架构中,中心云实现全局调度, 功夫,真正能实现几乎零延时地在元宇宙 近20年来中国算力应用逐渐丰富,算力中 边缘云侧重局部的大规模数据处理,终 穿梭互动。 心建设加快。从侧重于科研应用和仿真、 端实现海量物理世界终端转化为海量的 油气、气象等重点领域应用的超算中心, 数据信息。相比传统计算机,量子计算具 6G网络的发展极大依赖四大主干技术 发展至动漫渲染、生命科学、航天航空、 有支撑指数级增长的数据运算的能力, 的突破:太赫兹技术、空天海地一体化 无人驾驶、金融经济、智慧城市等更加多 具有突破后摩尔时代的潜力,能够解决元 技术、确定性网络技术、基于AI的空口技 元化、智能化的应用领域,业务应用逐渐 宇宙中的算力问题,但是量子计算目前还 术。太赫兹技术因其频段比现有微波通 丰富,并且行业应用增速加快(如图)。 处于原型机研发阶段,在技术上仍面临诸 信要高出1-4个数量级,因此可以承载更 英特尔表示,目前的计算、存储和网络基 多挑战。 大的信息量,轻松解决目前战场信息传输 础设施根本不足以实现元宇宙愿景,而要 受制于带宽的问题,满足大数据传输速 想实现真正的元宇宙,目前的计算能力需 图25:移动通信网络发展阶段 1G 3G 5G 下载速度:2 Kbps 下载速度:8 Mbps 下载速度:10 Gbps 下载时间:6天 下载时间:2分钟 下载时间:3部电影-1秒 1991 2008 2030 1979 1998 2018 2G 4G 6G 下载速度:100 Kbps 下载速度:150 Mbps 下载速度:100 Gbps 下载时间:2.5小时 下载时间:20秒 下载时间:1Tbps 300部电影-1秒 资料来源:互联网公开资料、德勤分析 图26:算力发展阶段 多元化应用 动漫渲染、生命科学、 行业应用 业务应用 航空航天、无人驾驶、 科研应用 仿真、油气、气象等 金融经济、智慧城市等 逐渐丰富 2000 2005 2010 2015 2020 2025 国家超算中心 超算中心 联想深腾6800 曙光5000A 2003年,联想深腾6800, 2008年,曙光5000A, 天津 长沙 无锡 西安 合肥 兰州 商汤 天河1,第一个国家超算中心 Top500 14 Top500 10 深圳 广州 郑州 成都 厦门 青岛 阿里 算力中心 2004年,曙光4000A, 2008年,联想深腾7000, Top500 10 Top500 19 济南 昆山 太原 乌镇 武汉 腾讯 建设加快 资料来源:互联网公开资料、德勤分析 28
29 . 元宇宙综观——愿景、技术和应对 | 技术 3. 元宇宙相关技术应用示例 提高了文物的展出效果和展出效率。例 • 影视:创作互动平台为影视、综艺、短 尽管与期待的成熟元宇宙技术能带来的 如,故宫AR文旅展融合人脸、手势识别 视频等内容形态提供了创新动力。例 体验相距甚远,上述元宇宙技术在实际业 及体感互动使得参展者可以自由轻松地 如,腾讯视频面向全网上线互动创作平 务中都有了不同程度的应用。本文称之为 获取信息,对历史文化遗址的保护、更 台,鼓励原创者积极参与,爱奇艺推出 Pre-元宇宙技术的应用。一些代表性应用 新、推广、延续具有重要的长远意义。 互动视频制作插件,推动“零门槛”编 示例如图。 辑互动视频等。 人工智能及数字孪生在制造、医疗领域 仿真交互技术在游戏、商贸、教育、文化 应用 区块链在智慧城市、金融领域应用 领域应用 • 制造:数字孪生可以用于制造生产中产 • 智慧城市:区块链技术将城市的信息基 • 游戏:未来游戏社交的模式将进一步 品设计、工艺优化、质量管理、供应链管 础设施、能源基础设施、交通基础设施 升级为VR游戏社交、VR电影社交(如豆 理、预测性维护、分析客户体验等流程, 等与区块链相结合,发挥数据的巨大价 瓣)和VR旅行社交(如马蜂窝)等。 例如在汽车制造领域,西门子使用数字 值。雄安新区在建设起初,就开始积极 孪生技术模拟和验证开发的每个步骤, 运用区块链技术为自身的智慧城市建设 • 商贸:利用VR/AR技术对产品进行虚拟 避免实际生产零件可能发出的故障。 进行了赋能。 展示,比如Alliance Studio 建立3D虚拟 现实商城,虚拟商城导航轻松传送、浏 • 医疗:数字孪生可以用于药物临床试 • 金融:区块链技术能够连接全球金融系 览商店和产品,还可以获得支付网关支 验、医疗护理服务、手术预演等医疗场 统,更高效、低成本的进行交易支付。元 持,可以同时具备网上购物和实体店购 景,有助于为患者提供更高效、更有效 宇宙具有更先进的支付手段,因为元宇 物的独特优势,从而打造出极具竞争力 的服务,同时还可通过人工智能进行生 宙中的经济活动支持虚拟商品交易,这 的新购物模式。 命前期仿真,从而构建患者全生命周期 些商品可通过纯粹的数字货币购买,区 的数字预测模型,提供全生命周期的预 块链技术使得虚拟货币交易成为可能。 • 教育/培训:使用者通过VR/AR头显设 测记录分析和决策支撑。 备进入虚拟教育空间,具有环境更吸引 各项技术最终将走向融合,赋能各种应用 人、互动性更强、更加智能的特点,例 创作互动平台在社交、影视领域应用。 场景,实现生产力的解放、洞察力的飞跃、 如STRIVR产品可被适用于员工培训中, 决策力的提升和商业升级。 使得员工采用率大幅提高、培训次数减 • 社交:鼓励内容创作者构建虚拟世界,在 少、员工精通时间缩短。 元宇宙中创建内容与互动。例如Horizon Worlds支持用户以空间建造者身份进入 • 文化:利用仿真交互技术把古建筑文化 虚拟空间,获得真实的协作和分享体验, 遗产数字化,打破时间和空间的限制, 探索不断创造发展的虚拟世界。 图27:元宇宙相关技术应用示例 仿真交 人工智能 创作互 身份识别 互技术 及数字孪生 动平台 和支付 游戏 制造 社交 智慧城市 VR游戏社交、VR电影社交(如豆瓣) 西门子使用数字孪生技术模拟 Horizon Worlds支持用户以建 雄安新区运用区块链技 和VR旅行社交(如马蜂窝) 汽车研究开发 造者身份进入虚拟空间,探索 术加强智慧城市建设 不断创造发展的虚拟世界 商贸 医疗 支付 Alliance Studio建立3D虚拟现实商城 用于药物临床试验、医疗护理 影视 区块链技术使得虚拟货 服务、手术预演等医疗场景 腾讯视频面向全网上线互动创 币交易成为可能 教育 作平台,鼓励原创者积极参与 STRIVR产品可被适用于员工培训中 文化 故宫AR文旅展融合人脸、手势识别 及体感互动 资料来源:德勤分析 最终走向 各技术融合赋能各应用场景 29