元宇宙架构

元宇宙是什么意思

元宇宙始于1992年国外科幻作品《雪崩》里提到的“Metaverse（元宇宙）”和“Avatar（化身）”这两个概念。人们在其中可以拥有自己的虚拟替身，这个虚拟的世界就叫作“元宇宙”。

专家表示，元宇宙本身不是一种技术，而是一个理念和概念，它需要整合不同的新技术，如5G、6G、人工智能、大数据等，强调虚实相融。

专家介绍，元宇宙主要有以下几项核心技术：一是扩展现实技术，包括VR和AR；二是数字孪生，能够把现实世界镜像到虚拟世界里面去；三是用区块链来搭建经济体系。

专家认为，元宇宙不能简单等同于电子游戏，也不能等同于虚拟世界。它是创造性游玩、开放式探索、与现实连通。

现阶段，元宇宙仍是一个不断演变、不断发展的概念，不同参与者也会不断丰富它的含义，需要警惕资本绑架、伦理风险、立法监管空白等问题。

元宇宙

微软方面表示，“元宇宙”的本质在于构建一个与现实世界持久、稳定连接的数字世界。微软的相关技术，可以为驱动“元宇宙”提供所需资源，包括在云端为现实世界构建“数字孪生”的物联网服务；通过混合现实设备，营造现场感的相关平台；以及在人工智能的帮助下，以自然语言进行交互，并用于视觉处理的机器学习模型等。

元宇宙的关键驱动技术主要包括：

1、VR/AR技术：

元宇宙的定义就是为用户提供身临其境的体验，如果没有AR和VR，这将是不可能实现的。但目前市面上所研发的VR都仅供单人游玩，这并不适用于元宇宙，元宇宙需要让大众都参与到其中并有身临其境的感觉，然而，VR体验需要昂贵的设备，例如VR头显。

在这样的背景下，增强现实技术（AR）可以成为元宇宙发展的主要推动力。据了解，全球83.96%的人都拥有智能手机，这就意味着大部分人可以使用AR功能。

2、人工智能（AI）：

人工智能是元宇宙中必不可少的一项技术，AI对数据计算和预测最有用，但它也可以帮助改进算法，完成一些其他任务，例如头像创建、自然语言处理、翻译和世界生成等。

3、3D建模：

要将元宇宙做成一个真正的沉浸式平台，就需要三维环境。对于那些希望创建元宇宙和VR相关产品或服务的企业来说，有数百种3D建模工具将成为他们实现目标的基础。除了在Blender等程序中从头开始构建模型外，现在还可以使用传感器重建3D事物。

4、边缘计算：

当以后元宇宙被普及，数百万人同时在线，想要虚拟体验流畅，就必须用到边缘计算，边缘计算在商业领域中很受欢迎，它能够以更少的延迟更快地传输数据，这对于虚拟空间中的高质量沉浸式体验是必不可少的。

5、5G：

在众多新技术中，无线通信技术是必不可少的，要求高同步低延迟，从而用户可以获得实时、流畅的完美体验，而现实和虚拟世界之间的镜像或孪生通过通信网络实现同步，这一要素也正是5G的重要特点。元宇宙对无线通信提出要求，成为5G标准演进的重要方向。

一、元宇宙的6大核心技术

分类：

（1）基建：物联网技术、网络通信及算力技术、数字孪生技术

（2）底层：区块链技术、人工智能技术

（3）前端：交互技术（全息影象技术、脑机交互技术、传感技术）

1、区块链技术

对于元宇宙，区块链技术极其重要，是元宇宙的重要底层技术，元宇宙的最基础保障,同样一个文件很难区分谁是复制品，区块链技术完美的解决了这一点利用防赏改和可追溯性使得区块链天生具备了“防复制”的特点，区块链还为元宇宙带来去中心化的支撑，为元宇宙提供数据去中心化、存储-计算-网络传输去中心化、规则公开、资产等支持。

2、交互技术

交互技术为元宇宙提供了沉浸式虚拟现实验阶梯，例知VR、AF、MR全息影象技术、脑机交互技术及传感技术等。在这个世界里，内容可以由用户自己输入，带来了无限可能。

3、网络通信及算力技术（5G6G、云计算、边缘计算）

元宇宙的续用会产生巨大的数据吞吐，为了同时满足高吞吐和低延时的要求,就必须使用高性能通信技术。“5G”具有“高网速、低延迟、高可靠、低功率、海量连接”等特性。“5G”时代的到来，将提供元宇宙的通讯技术支撑。此外，正处于起步阶段的元宇宙，若想实现沉浸式、低延迟、高分辨率等功能，提供用户易于访问、零宕机的良好的用户体验，离不开现实世界中数字基础设施的支撑，包括计算能力、3D视觉效果、虚拟现实技术、互联网连接和其他技术支撑，云计算是其中的重要组成部分之一。元宇宙的发展需要大规模的计算和存储，需要大量的数据交互。真实世界的计算、存储能力直接决定了元宇宙的规模和完整性。

4、物联网技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，IT行业又叫：泛互联，意指物物相连，万物万联。由此，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。感官是真实世界与虚拟“元宇宙”的链接，是元宇宙升沉浸感体验的关键所在。物联网的首要条件是设备能够接入互联网实现信息的交互，无线模组是实现设备联网的关键环节。

5、数字孪生技术（游戏引擎、3D建模、实时渲染）

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

6、人工智能技术

人工智能技术是使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。元宇宙中主要用到其中的计算机视觉、机器学习、自然语音学习、自然语音处理、智能语音等技术支撑。

(1)元宇宙架构扩展阅读：搭建元宇宙，目前有哪些技术难题有待突破？

1、新型显示技术

沉浸式的体验必然要求沉浸式的显示技术，目前在AR/VR显示领域，无论是显示器件还是图像处理与渲染算法，尚不能完全满足元宇宙应用的技术指标要求。市面上主流的AR/VR显示器件（主要是光学波导片）大多存在着重量大，功耗大，解析度差，色偏严重，常伴有眩晕感等问题，要获得一款又轻又好的显示模组，需要材料学与光学的重大突破。

2、算力约束

从计算架构角度看，元宇宙必然是一种“云-边-端”协同的模式。然而，目前无论是云端还是终端，主流芯片的算力储备远远满足不了元宇宙应用的要求。特别是端侧算力瓶颈巨大，这是因为端侧不仅承担了部分智能感知算法，且更重要的是承担了最核心的虚实融合的真实感图像渲染算法，这类算法算力要求巨大且要求超低功耗，目前主流的端侧计算芯片均不满足如此严苛的技术指标。

3、低时延通讯

元宇宙的核心在于无处不在、无时不在的交互，这些交互了产生天量的实时数据通讯需求。目前5G技术是否能够完全满足如此高带宽、高并发的实时通讯，依然是一个未知数，也许我们要等到6G甚至7G时代的到来才能圆满解决这些问题。

4、新型传感器技术

元宇宙应用对于用户态势感知的需求是前所未有的，对于用户全维度的信息感知（例如外观、位置、姿态、运动、各种生命体征、甚至心情、意图等）需要轻便而高可靠的全系列新型可穿戴传感器。

元宇宙将给我们带来无限的可能，大众可以准备拥抱它所带来的生活和工作方式的改变，期待生活更加美好，人生更加精彩。

而对于相关的企业与投资机构，笔者在这里想说的是，与其热衷于概念炒作，不如沉下心来积极投入到元宇宙相关支撑技术的研发投入中来。毕竟，如果能突破芯片、显示器件、传感器、计算架构等“卡脖子”的关键核心技术，未来才真正无可限量。

元宇宙主要有以下几项核心技术一是扩展现实技术，包括VR和AR，二是数字孪生能够把现实世界镜像到虚拟世界里面去，三是用区块链来搭建经济体系，元宇宙不能简单等同于电子游戏，也不能等同于虚拟世界，它是创造性游玩开放式探索与现实连通。

随着元宇宙概念的爆火，虚拟数字人又再次成为了大众关注的焦点。近日，由字节跳动负责开发，乐华娱乐负责运营的国内头部虚拟偶像团体A-Soul因成员停播引发连锁反应，让虚拟偶像产业及其生态再次受到各界关注。随着偶像团体A-Soul事件的发酵，作为字节系投资之一的其他虚拟人同样被推至台前。

据了解，今年年初，字节跳动投资了“李未可”，“李未可”及其背后的团队：杭州李未可科技有限公司也因此受到业界和媒体的关注。近日，杭州李未可科技有限公司推出两位全新的虚拟人角色：零下和小柯，公司表示新角色和李未可一起，最终都将落地在AR眼镜产品中。

元宇宙被公认是互联网发展的最终状态，而要实现元宇宙的话，有六大基础技术，它们分别是物联网、网络及运算、人工智能，电子游戏，人机交互以及区块链。基本上元宇宙面临的最大问题，就在技术上，因为我们技术发展太过于薄弱了。

这六大基础技术之一的区块链，简单的来说就是一个共享数据库。具有如下特征，不可伪造，可以追溯，集体维护，全程留痕等等。区块链最开始起源于比特币，分为公有区块链，联合区块链，以及私有区块链。由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层以及应用层组成。

而交互技术则指的是人脑的意识，如何连接到脑机接口。比如VR可穿戴设备等等。

除此之外的人工智能技术也是一大难点，因为我们现在的人工智能技术都处于弱人工智能，或者说根本称不上是人工智能。人工智能的定义是机器具有了与人相媲美的思维能力，但是现在机器根本做不到。而什么时候我们发展到强人工智能，或许元宇宙在这方面短板就被补齐了。

同时，在这些技术当中的脑机接口也十分重要，而且如何让人的意识，能够在宇宙当中存在，是元宇宙发展到最后必须要面临的问题。而这个问题，一旦解决，也就是说我们的意识或许可以脱离人脑存在，永生于元宇宙之中。所以综合这些技术要点来说，我们缺乏足够的底层技术，元宇宙的落地，还需要很多很多年。

2. 一篇看懂国内大厂元宇宙布局

元宇宙国内大厂布局新就业风口来了

一、腾讯

国内元宇宙产业布局先锋，目前战术，通过资本（收购&投资）+流量（社交平台）组合拳，在底层架构（引擎UnrealEngine）、后端基建（云服务、大数据中心）、内容与场景（各类型内容产品与成熟的社交网络互通生态）这三大方向上均着力布局，未来将像搭积纤历木一样探索与开发元宇宙。

1、底层架构：腾讯通过投资EpicGames、Snap占据VR、AR生态的有利地位UnrealEngine帮助渲染虚拟世界、Snap协助打造镜像世界，布局XR硬件。腾讯于2012年花费3.3亿美元投资EpicGames48.4%股份，Epic Games目前有三大块业务，自研游戏，游戏平台，游戏引擎。

2、后端基建：ToC端，腾讯打造全周期云游戏行业解决方案，为用户提供全链路云游戏平台与生态。ToB端，腾讯云布局全场景IDC能力，目标是做新基建的“基建”，例如Roblox的G轮融资跟投，独家代理Roblox中国区产品发行。迷你玩科技，旗下游戏《迷你世界》核心玩法是线上堆积木，引导玩家创作虚拟作品，目前月活超过1亿。

3、内容与场景：腾讯在社交（微信+00）、游戏（全球最大游戏公司）、娱乐内容（阅文集团）等领域的优势地位稳固，例如社交型产品Soul、虚幻引擎4驱动的3D升级版OO秀等。

腾讯在智慧零售、企业服务方面等也紧抓企业数字化浪潮推进，以“云服务”为主要抓手，构建腾讯会议、腾讯文档、小程序服务等通信与效率办公Saas工具，支持企业客户内部及其与外部用户的协作。

4、元宇宙技术层面：根据公开数据显示，腾讯在全球126个国家、地区中，共有24000余件元宇宙领域的已公开专利申请，其中，发明专利占99.74%。

腾讯在该领域的专利布局主要集中于数据处理、区块链、服务器、人工智能、图像处理、虚拟场景等专业技术领域。同时，腾讯在元宇宙的布局也包括数据中心的支撑，上海松江为腾讯提供了236亩的土地，助力腾讯数据中心加速落地，进而助推腾讯元宇宙基建顺利实施。

二、阿里巴巴

阿里的业务核心在于电商，将围绕某宝、TM等电商平台以及支付亮棚宝支付平台为主，逐渐打造自身的元宇宙平台。其根本原因在于这两大平台，都为阿里巴巴聚集了大量的用户体系，和内容生态体系。

1、某宝的VR购物Buy+计划

Buy+是利用计算机图形系统和辅助传感器，生成可交互的三维购物环境。用户可以直接与虚拟世界中的人和物进行交互，甚至将现实生活中的场景虚拟化，成为一个可以互动的商品，增强线上购物的体验感。携手虚拟数字人AYAYI推广营销，并为商家提供虚拟数字人的解决方案。

2、达摩院XR实验室

阿里趁着元宇宙这波风潮，在旗下的达摩院研究所中建立了XR实验室，该实验室所展示的Demo中，包括了和tm合作的全息店铺的案例。在该场景中，XR实验室通过三维重建的技术构建出线下店铺的VR模型。此外，XR实验室也与松美术馆合作开发AR艺术展，成功研制应用于IDC机房的智能运维机器人。

三、网络

2021年12月网络推出的第一个，主打元宇宙的APP产品希壤宣布正式定向内测，希壤打造了一个跨越虚拟与现实、永久续存的多人互动空间。主会场是一个具有未来感的城市场景，在主会场之外的空间布局方面，希壤引入大量中国元素。

功能主要分为虚拟空间定制、全真人机互动、商业拓展平台，希壤打造的世界由无限连接的虚拟空间组成，每个虚拟空间都是一座独一无二的城市。在希壤虚拟世界里，每个用户都有一套Avatar3D角色形象。通过虚拟形象，可以跟客户或者合作伙伴进行即时的语言、互动和交流。

2022年7月，网络智能云推出数字人直播平台，可实现超写实数字人24小时纯AI直播。2020年网络核心研发费用占收入比例达敬竖则21.4%，研发投入强度位于中国大型科技互联网公司前列。在探索下一代互联网的过程中，网络的努力方向是成为元宇宙引擎，为希壤以及其他元宇宙产品提供AI和云计算能力。

四、字节跳动

字节跳动基于“硬件+内容”的逻辑，以社交与娱乐为切入口，基于短视频流量优势在海内外市场同步发力，同时斥资90亿元收购国内规模最大的VR软硬件制造商Pico。

从硬件及操作系统（收购Pico）、底层架构（投资代码乾坤、维境视讯）、内容与场景（短视频、游戏、VR社交）这三大组件发力着力布局元宇宙。

今年1月，字节跳动推出社交App“派对岛”，主打沉浸式社交，是一个实景化的实时线上活动社区，用户在这里可以随时以自己的虚拟形象化身和朋友一起闲逛，还可以一起实时聊天互动、共同参与线上活动，并获得意想不到的陪伴与参与感。不过“派对岛”是一个仍在小范围内测的社交产品，必须有邀请码才可以使用。

五、网易

网易作为游戏大厂，具备元宇宙先天优势。除了在自家游戏中探索元宇宙之外，还积极推出了元宇宙基础设施的软件框架，网易称之为下一代互联网技术架构。

1、推出下一代互联网技术架构

去年年12月，网易首次公布其面向“元宇宙”的下一代互联网技术架构，并推出其虚拟人SDK（软件开发工具包）“有灵”、沉浸式活动系统“瑶台”。

1）有灵虚拟人SDK，包括3D智能捏脸、3D动画合成、语音合成等多个模块，使用户能够制作虚拟数字人，降低使用门槛。

2）沉浸式活动系统瑶台，目前主要面向活动、会展、会议等应用场景，使参会者可以定制自己专属形象，进行动作和表情迁移，获得沉浸式的虚拟活动体验。

3）网易伏羲推出虚拟人“林么”，首次亮相网易严选6周年庆代言人征集活动，并穿越至三次元世界打卡严选实体店。

2、游戏结合元宇去年10月，在《逆水寒》中举办了第二届国际分布式人工智能学术会议。全球300多位学者换上古风服装、梳起发髻，在大宋皇宫中讨论人工智能前沿技术，采用瑶台提供支持，PPT入式播放、分会场自由切换和文字及语音群聊等会议功能，其中最受好评的要数定制化的“墙展”功能。

参会学者可以阅读墙展论文，像线下一样对话、交流，充分还原了学术会议中最有魅力的交流环节。

六、京东

京东首次提出了“产业元宇宙”的概念，并重点阐释了去发展布局和基础实践。京东探索研究院院长陶大程认为，产业元宇宙不止强调数字世界的构建，而是更加重视数字世界对现实世界的再创造能力，着力提升人类在现实世界、实体经济中认识和改造世界的能力。

基于此，京东构建了OmniForce开放生态平台的体系，提供一体化中台解决方案，向开发者提供数字挛生的复刻能力、数字伴生的仿真优化能力，以及数字原生对现实世界的改造能力，夯实产业元宇宙的云底座。

七、华为

积极布局元宇宙的后端基建，在5G、芯片领域具有优势。华为河图拥有先进的“3D地图+空间计算+视觉识别”技术，能够为移动终端用户带来全新的交互模式和视觉体验。

华为河图已经落地了一些初步应用场景，比如和北京首钢园合作的“首钢园元宇审”项目、华为AR地图开启敦煌“飞天游”等。在硬件设备方面，2021年11月，推出了VRGlass6DoF游戏套装。

3. 元宇宙分哪些(元宇宙概念百度百科)

元宇宙（Metaverse）是一个复杂的概念，它指的是一个由数字技术构建的、与现实世界相映射或超越现实世界、并且可以与现实世界交互的虚拟世界。元宇宙通常被认为是互联网的下一个发展阶段，它融合了多种技术，包括虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、区块链、云计算、数字孪生等，为用户提供了一个充满无限可能性的虚拟平行宇宙。
元宇宙的核心属性通常包括以下几个方面：
1. 无边界性：元宇宙是一个没有物理限制的无尽空间，对参与者人数和活动类型没有限制，并且是开源开放的。
2. 永续性：元宇宙不会像传统系统那样有“关机”或“重启”，它是一个持续存在和发展的虚拟世界。
3. 高拟真度：元宇宙提供了高度的沉浸感，使得用户能够体验到与现实世界相似的虚拟环境。
4. 去中心化：元宇宙的运行不依赖于单一的平台或公司，它的网络架构是去中心化的。
5. 经济系统：元宇宙拥有自己的经济体系，通常基于区块链技术，包括数字资产、市场、货币等。
6. 社交体验：元宇宙扩展了社交的边界，允许用户在虚拟空间中进行社交互动和内容创造。
元宇宙的内容体系涵盖了娱乐、商业、服务等传统网络内容的立体化呈现，以及文化和创意产业在虚拟世界中的新内容创造。经济体系则包括了商品、市场、交易模式和安全等要素。此外，元宇宙的法律体系也在逐步建立，以规范虚拟主体人格、交易、支付、数据和安全等方面的法律规范。
目前，元宇宙的发展还处于早期阶段，但它已经吸引了包括Facebook（现Meta）、腾讯、字节跳动等科技巨头的关注和投资。随着技术的进步和市场的探索，元宇宙有望成为未来社会和经济活动的重要领域。

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5. 元宇宙的架构模式不包括

元宇宙的架构模式不包括的如下：

构筑元宇宙的技术赛道归纳为“BAND”，即区块链（Blockchain）、游戏（Game）、网络算力（Network）和展示方式（Display），分别从价值交互、内容承载、数据网络传输及沉浸式展示融合构建元宇宙。

具体而言，区块链DeFi、NFT赛道快速迭代，从早先的币圈与链圈之争进化为逐步链接真实世界，且通过DeFi构筑金融模型，使更多的人和机构开始接受这种虚拟资产范式；游戏行业探索出了以用户创作主导，经济系统为核心的Roblox模式，游戏UGC模式广受市场认可。

5G基站、AIoT大规模建设，大规模IDC数据中心的落成以及“东数西算”的推进，在网络数据传输、算力上为元宇宙新时代提供了基础；新一代VR设备实现使用体验广受好评，销量迎来增长，显示技术从3D向全真演进。