谷建陽 清華大學出版社 2022-09-01
第1章 全面知曉，聊元宇宙
清華大學新媒體研究中心的學者給出了“元宇宙”一詞的定義：“元宇宙是整合多種新技術産生的新型虛實相融的網際網路應用和社會形态，它基于擴充現實技術提供沉浸式體驗，以及數字孿生技術生成現實世界的鏡像，通過區塊鍊技術搭建經濟體系，将虛拟世界與現實世界在經濟系統、社交系統、身份系統上密切融合，并且允許每個使用者進行内容生産和編輯
這張火星全景照片，由超過1000張的高清圖檔拼接而成，像素高達18億，整張圖檔檔案大小已經達到了2.25GB，在以往的3G/4G時代，想要下載下傳它需要花費很長時間，但是5G網絡理論下載下傳速度已經達到了10GB/s，下載下傳一個大型檔案幾乎是須臾之間就能完成的事情。将來的元宇宙世界，肯定還會有比這更加複雜和精密的檔案，屆時6G、7G技術的出現，會進一步提升元宇宙的現實感。
按照海倫博士的看法，感覺體驗是元宇宙中至關重要的一環，而如今的虛拟互動裝置基本已經能夠實作視覺和聽覺的模拟，同時在其他幾個感官方面仍有着很大的提升空間。有意思的是，早在2013年，來自新加坡國立大學的Nimesha Ranasinghe團隊就開發了一款味覺模拟電極(Digital Taste Interface)裝置。圖1-19所示為這款味覺模拟電極産品，它由控制子產品和舌頭接口兩個主要子產品組成。
隻憑借味覺的改變顯然不能讓體驗者意識到自己在吃東西，是以在2016年，東京大學的Arinobu Niijima和Takefumi Ogawa兩位學者又打造了一款“電氣食物質地系統”。它同樣是通過粘貼在人體上的電極發射信号刺激下颚肌肉，進而模仿各種類型的咀嚼動作。圖1-20所示為試驗者體驗電氣食物質地系統發射的兩種電信号。
按照漫畫的設計，鋼鐵俠通過神經機械學讀取腦波控制盔甲，利用裝置自帶人工智能操控的高科技電腦，通過内外部裝設的感應器，随時提供身體各個部位即時狀态的報告。
第2章 4個階段，發展脈絡
2.3 第3階段：遊戲讓元宇宙迎來再次更新
2.4 第4階段：2021年成為“元宇宙元年”
2021年12月6日，中國國家語言資源監測與研究中心釋出了“2021年度十大網絡用語”，“元宇宙”名列第五，成了唯一上榜的科技用語。随着元宇宙的概念從科技圈走向大衆，2021年正式成為“元宇宙元年”。這當然是厚積薄發的結果。2018年被稱為“區塊鍊元年”，此前還有“VR元年”“物聯網元年”等，各種技術的突破，讓各大企業看到了元宇宙技術變現的可能，誰都想率先成為這個領域的龍頭老大，一場競争随之展開。
2.4.1 “元宇宙第一股”登陸紐交所
2021年10月，在熱門短視訊平台抖音上，一個賬号名稱為“柳夜熙”的賬号引發了衆多網友廣泛關注，在她釋出的第一段視訊中，一位漂亮的古裝虛拟女子正坐在鏡頭前緩緩梳妝，然而讓人吃驚的是，她所處之地，竟然是現實世界中的城市。圖2-25所示為“柳夜熙”的虛拟形象。
這條視訊釋出之後，竟然一口氣獲得了300多萬的點贊，并吸引了百萬粉絲進行關注。“柳夜熙”對于不少觀衆而言，是一種前所未有的新鮮感，在她的視訊下面，也打上了“元宇宙”的标簽。在“柳夜熙”的背後是一個龐大的團隊，“柳夜熙”的基礎3D模組化花費可能就超過50萬，後期還需要對細節進行渲染，對真人演員進行動态捕捉，要耗費龐大的物力和人力。但是，将虛拟形象帶進現實，并非将現實帶入虛拟，這種反其道而行之的做法，對于媒體營銷者有很大的借鑒意義。
第3章 5大趨勢，未來發展
3.1.2 資産上鍊推動數字化轉型
3.4 文化将步入數字時代
3.4.1 元宇宙中的藝術品
2021年10月，中國線上購物網站天貓上線了“天貓雙11”首屆元宇宙藝術展，其中包含了小鵬汽車、Alienware、五糧液等15個參展商，參展商品牌都擁有自己單獨的數字收藏品。按照天貓商鋪的規則，參觀者可以通過抽簽獲得購買資格，如果使用者抽簽被選中，就可以在購買品牌商品之後獲贈由參展方提供的數字收藏品一份。是以，這一場藝術展是為了線上賣貨而量身打造的噱頭，參展商提供的15份虛拟商品也都是阿裡旗下一名叫作AYAYI的超寫實數字人創作。圖3-27所示為天貓商鋪展出的NFT數字展品。至于這些藝術品價值幾何，顯然還要看阿裡本身的影響力以及人們對聯名品牌的認同程度，但至少大多數顧客不會專門為幾個數字産品就買一台汽車回家。不過将NFT藝術品捆綁線上上營銷上，算是一次比較大膽的嘗試。相較于國外火熱的NFT藝術品拍賣市場，國内拍賣界則起步稍晚。2021年5月4日，中國嘉德拍賣行宣布，會在2021年春季拍賣會當代藝術夜場中推出NFT作品——《牡丹亭Rêve之标目蝶戀花——資訊科技穿透了「我」》，如圖3-28所示。
3.4.2 知識産權成為靈魂
3.5.3 臉書“天秤座”計劃為何失敗
臉書開啟的去中心化Libra（天秤座）加密貨币，一度打算将全球帶入“加密貨币支付時代”。圖3-45所示為Libra加密貨币商标。
第4章 研究價值，全面分析
不過也無須擔心，科技進步和秩序完善之後，這4種挑戰也能夠被輕松化解。截至2021年9月，DeFi市場正在蓬勃發展，總鎖倉量從第一年90億美元增長到第二年的1102億美元。圖4-32所示為以太坊上的DeFi應用。
第5章 行業分析，市場狀況
5.1.2 傳統農業下的發展機遇
早在2015年，美國麥當勞公司就在英國推出了一款名為Follow our Foodsteps的虛拟現實内容作品，麥當勞公司通過VR裝置模拟農場主一天的日常生活，向體驗者介紹他們餐桌上的食物是如何耕種的
2021年12月20日，在廣東省農業農村廳的指導下，南方農村報推出了農業虛拟人物“小柑妹”，并建立了國内首個虛拟果園體驗交易基地。使用者可以在虛拟果園認領一棵來自德慶的貢柑果樹，并讓“小柑妹”代替使用者完成澆水、施肥以及觀察監測等任務。圖5-3所示為“小柑妹”虛拟人物形象。高度接地氣的“小柑妹”吸引了公衆目光，也打響了德慶貢柑的品牌知名度。
除了對外宣傳，元宇宙甚至能為農業生産提供一個龐大的實驗平台，例如，北京歐貝爾公司就開發了一款3D水稻雜交育種虛拟軟體
這款軟體采用虛拟現實技術搭模組化型，完整地重制了水稻雜交過程。如今，這款虛拟軟體已經作為農學學科教育資訊化建設項目被多所高校選用，為農學相關專業的學生提供了一個基礎實驗的模拟操作平台。通過對水稻田虛拟實驗場景進行模組化，還能夠為插秧機自動駕駛等技術提供重要資料，極大地提高了生産效率。
從以上幾個案例來看，元宇宙可以為傳統農業帶來3個重要應用場景
5.1.3 機械制造業的發展機遇
Meta公司同樣緻力于研究在元宇宙中使用的更加精密的裝置，2022年1月，Meta就申請了一款名為“機械仿生眼Two-axis rotatable mechanical eyeball”的專利。圖5-7所示為“機械仿生眼”的示意圖。
這項仿生眼設計，會模仿人類眼鏡的視網膜、角膜等組織，并配備有專門的傳感器，它所包含的眼動追蹤技術，将來還可以應用到一系列VR場景中，比如大火的VR遊戲《節奏光劍》
總的來看，其最主要的問題，顯然還是智能手機具有谷歌眼鏡的一系列功能，導緻這個眼鏡産品失去了市場潛力。除此之外，谷歌眼鏡也引發了人們在道德和法律層面的擔憂。例如，類似穿戴智能裝置可以不留痕迹地對他人進行拍攝或者錄像，很容易侵犯他人的隐私。谷歌眼鏡在售的一年中，不少酒吧和餐廳都将谷歌眼鏡使用者列為不受歡迎的人。2014年10月，美國電影協會更是宣布，在新版的“打擊盜版”政策中，不允許戴谷歌眼鏡入影院，因為它可能會被不軌之徒用于電影的盜攝，引發版權問題。最近幾年，谷歌眼鏡逐漸退出了大衆市場。雖然不少人對其保持樂觀态度，谷歌執行董事長Eric Schmidt也表示，谷歌依然會繼續開發智能眼鏡。但是，想要将類似的智能眼鏡從科幻作品帶入到現實，還需要去發掘它應有的潛力，并運用到現實中來。
5.3.2 Magic Leap背後的遺憾
2015年，一個視訊傳遍了社交網站，在一個聚集着大量觀衆的室内籃球場中，一頭鲸魚突然從場中心一躍而起并落下，濺起了大量的水花
谷歌和高通的部分高管紛紛離開了Magic Leap的董事會，而Magic Leap不得不裁員萬人，相當于整個Magic Leap公司的一半人員。到了2020年，Magic Leap創始人Rony Abovitz出走，由微軟高管Peggy Johnson擔任Magic Leap的首席執行官，全公司開始轉向教育、健康等B2B（Business-to-Business，公司對公司）業務。
第6章 技術支柱，歸納展示
為了能夠應付海量的資料，雲計算(Cloud Computing)的概念是以誕生。雲計算最重要的特點在于“雲”，也就是把龐大的資料處理流程分解為比較簡單的程式，在多個伺服器對這些程式分析處理之後，再将結果回報給使用者。圖6-1所示為雲計算原理圖。
在元宇宙世界裡，邊緣計算和雲計算同樣重要，邊緣計算将計算資源的位置部署到資料源和使用者的網絡邊緣，進而為使用者提供更加快捷、安全的計算服務。打個通俗的比方，如果雲計算是連接配接省與省之間的高速公路，那麼邊緣計算則是連通鎮與鎮的國道，雖然它的計算能力不如雲端，但是更專注于局部連接配接，同樣是無法忽視的存在。邊緣計算與元計算的差別如表6-1所示。
6.1.2 數字孿生的應用
2017年以來，國内以雄安新區為首，展開了數字孿生城市的規劃。圖6-6所示為數字孿生城市概念圖。
數字孿生的商業化同樣在高速發展，美國通用汽車公司(General Motors Company)和德國西門子公司(Siemens)走在這項技術最前沿。圖6-7所示為西門子公司基于數字孿生技術推出的數字化原生數控系統Sinumerik One。西門子在近年來對于數字孿生技術的研發格外積極，這或許與其提出“未來工廠(Future of Industry)”的概念有着密不可分的關系。數字孿生技術實作了現實世界中實體系統向虛拟空間數字化模型的回報，保障了數字空間和實體世界的協調一緻，這對于智能制造有着重大意義。
6.1.3 3D掃描創造架構
第7章 價值财富，前景無限
第8章 熱門領域，實戰應用
8.1 元宇宙在傳媒與娛樂中的應用
到了2019年，在意大利舉辦的第76屆威尼斯國際電影節上，由導演Celine Tricart、Gloria Bradbury兩人拍攝的真人互動短片The Key被評選為電影節最佳VR作品。圖8-6所示為The Key在VR裝置中的顯示畫面。
he Key是一部以難民為主題的電影，影片全長15分鐘。玩家将跟随電影主人公Anna的夢境，前往一片普通房間大小的體驗環境，在這裡玩家可以與安娜展開自由互動。在此之後，包括威尼斯電影節、翠貝卡國際電影節等知名活動均推出了VR影視作品的獎項，而虛拟現實電影也開始覆寫動漫、喜劇、愛情、科幻等多個方面。雖然虛拟現實電影有着出色的劇本和創作，但是相比于傳統拍攝方式，依然面臨着3個困難難以解決，如圖8-7所示。
8.2 元宇宙在教學中的應用
8.5 元宇宙在文化行業中的應用
在1947年出版的《啟蒙辯證法》一書中，文化産業(Culture Industry)一詞首次出現，它既是一種特殊的文化形态，也是一種特殊的經濟形态，意味着人類的審美生産與消費已經開始出現了規模化的效應。在元宇宙中，這種效應将會更加明顯和獨特。
8.5.1 虛拟展廳有望取代博物館
2019年10月24日，在羅浮宮舉辦的“達·芬奇藝術生涯回顧展”中，展覽方打造了首個VR體驗項目——《蒙娜麗莎：越界視野》，體驗者在VR世界裡能詳細觀看畫像的細節，不會感受到現實觀展中的擁擠；随着時間的推進，蒙娜麗莎甚至會走出畫框，帶着體驗者一起飛向天空。圖8-29所示為《蒙娜麗莎：越界視野》VR展示場景。
8.5.2 NFT在文化用品圈一枝獨秀
第9章 社會變化，影響意義
9.1.1 首爾希望成為元宇宙第一城
2021年，南韓首爾市釋出了《元宇宙首爾五年計劃》，引發了全球的廣泛關注。南韓也成為世界上首個将元宇宙概念納入城市規劃，并與傳統政務結合的國家。南韓政府在這份計劃書中表示，整個計劃将會分為“起步”“擴張”“完成”3個階段，在2022—2026年打造首爾的元宇宙服務生态。随着首爾市計劃的釋出，南韓相關概念股随即飛漲。例如，南韓虛拟特效開發商Giantstep的股價從2021年3月上市開始，已經上漲了1200%
10.2 國内企業的熱門項目
2021年11月，華為公司在社交媒體上釋出了一段AR互動體驗視訊。當玩家打開一款名為“星光巨塔”的App，便可以在華為園區中看到全新的虛拟景象，即一座巨塔正伫立在湖面之上，如圖10-21所示。這些逼真的場景融合了空間計算、強環境了解、3D高精度地圖等技術。華為通過虛實融合渲染技術，建構了一個大型的虛實融合世界。
華為還專門推出了一款名為塗鴉的内容創作App，這款App收錄有豐富的AR材料和模闆，可以讓使用者極大地提高創作效率，并減少創作成本。例如，華為園區中的九色鹿，便是通過這款軟體生成的，
上述畫面均可作為華為在增強現實方面的能力展示。在VR裝置的研發方面，華為在2019年9月便釋出了自己的VR産品VR Glass，它采用超短焦光學模組，重量僅為166g，還支援700°以内的近視患者調節屈光度，其産品性能在同一時期的VR裝置中處于比較領先的位置
一年之後，華為再次推出了海思XR專用晶片，這是首款支援8K解碼的XR晶片，安裝在了混合現實眼鏡Rokid Vision上。這款晶片的誕生，或許會改變高通單方面占據VR和AR裝置晶片的主導地位。
對于騰訊公司而言，遊戲領域的利潤一直是其最重要的收入來源之一，是以騰訊在元宇宙方面的生産和建設自然離不開遊戲方面的發展。2019年，騰訊與遊戲平台羅布樂思合作，并計劃在國内上線羅布樂思平台的中國版本，其中羅布樂思持股51%，騰訊持股49%，羅布樂思負責底層技術的開發，并持續提供平台内容，而騰訊則負責該平台在國内的發行、營銷等工作。圖10-27所示為兩家公司聯合推出的羅布樂思平台中國版本
近年來，位元組跳動在元宇宙相關領域的最大探索，莫過于在2021年以90億人民币收購北京小鳥看看科技有限公司(Pico)。小鳥看看是目前國内VR行業最大的出貨商，麾下包含VR頭盔、VR眼鏡、VR一體機等多項産品，并申請了超過758件專利。圖10-31所示為Pico釋出的VR産品。
2021年9月，位元組跳動于東南亞地區上線了一款名為Pixsoul的虛拟社交軟體，它可以将使用者的真實照片轉換為虛拟的3D形象，也可以将其塑造成遊戲角色。2022年1月，位元組跳動再次推出一款名為“派對島”的元宇宙App，依然主打線上交友功能，使用者可以與朋友一起在虛拟世界中聊天和逛街。位元組跳動的這一系列操作，覆寫了VR、社交以及娛樂三個方面，而它們正是目前元宇宙最火熱的幾個項目。但是，元宇宙作為一個完整的體系，需要多項綜合技術協同發展，如5G技術、電子晶片的研發等，而位元組跳動相比其他國際巨頭，依然還有差距
2016年7月，百度推出了國内第一款VR浏覽器，并在5個月内先後更新了3個版本。作為百度旗下首個VR内容聚合平台，這款浏覽器覆寫了VR直播、VR視訊和全景圖檔等衆多資源，百度還計劃在未來支援包括VR一體機、PC等多種裝置。圖10-32所示為百度的VR浏覽器界面。
盡管百度很早就展開了對VR的研究，但是這款VR浏覽器卻并未随着VR市場的快速發展而普及，畢竟它依然面臨着VR内容缺乏等問題。不過，百度并未放棄在VR市場的系列探索。2018年，百度推出了實驗性産品——百度智慧課堂，并在接下來的一年内推出了VR平台——蓬萊，這是一個服務于汽車、家居等行業的3D營銷場景。例如，客戶可以通過VR看車，并了解其參數性能，
百度除去在VR上的開拓，還提出了ABC的概念，即将人工智能(AI)、大資料(Big Data)、雲計算(Cloud Computer)三者融合為一體進行發展
這一系列的準備，讓百度在元宇宙概念到來之時迅速實作了産品落地。在2021年的年底，百度釋出了首款元宇宙概念産品“希壤”，它打造了一個多人互動空間，并建立在了一處看上去像莫比烏斯環的星球上。圖10-34所示為“希壤”平台中的虛拟場景效果。
百度釋出産品的同時，還在這款虛拟平台的“希壤會議中心”舉行了百度AI開發者大會。百度負責人在大會上宣布，百度公司在未來的5年内，将會圍繞機器翻譯、生物計算、自動駕駛、深度學習架構、數字城市營運、知識管理、AI晶片、個人智能助手等8大核心技術進行攻堅，這也表明了百度的決心和研究方向。但是百度所開發的“希壤”依然暴露出了一定的缺陷。例如，使用者的虛拟形象比例有些失調，特征并不鮮明，有的時候隻能靠服裝和發型進行區分。而且“希壤”平台中的3D場景制作也比較粗糙，缺乏細節，同時也缺乏VR智能進行引導。這是百度要改進的地方，進而給使用者帶來更好的使用體驗。