元宇宙的四個關鍵技術

元宇宙在2021年得到市場的重點關注。許多企業都紛紛進軍元宇宙，包括知名國際科技公司例如Meta、微軟、英偉達等等。除了國際巨頭外，國內巨頭也有不同程度的布局。

1.運算技術

兩個因素

運算主要取決於兩個因素，一個是硬體（晶元），另一個則是演算法或是運算的方式。元宇宙運算的方式很大程度上需要依賴雲計算。因為展示設備不宜過大，這就決定了展示設備難以獨自承擔元宇宙需要的運算，這時候雲計算就派上了用場。

算力

元宇宙的建設需要龐大的算力，這也會間接推動晶元的發展。AMD的CEO蘇姿豐表示，我們正處於一個高性能計算大爆發的時期，這推動了更多計算的需求，以支持那些影響著我們生活中方方面面的服務和設備。

「雲-邊-端」協同模式

從計算角度來看，元宇宙未來會是是一種「雲-邊-端」協同的模式。然而目前來看市場上無論是雲端還是終端，主流晶元的算力儲備遠遠滿足不了元宇宙應用的要求。特別是端側算力瓶頸巨大，這是因為端側不僅承擔了部分智能感知演算法，且更重要的是承擔了最核心的虛實融合的真實感圖像渲染演算法，這類演算法算力要求巨大且要求超低功耗，目前主流的端側計算晶元均不滿足如此嚴苛的技術指標。

2.展示技術

VR/AR

將元宇宙展示給人們觀看的技術離不開虛擬現實（VR/AR）。作為連接現實世界與元宇宙的重要橋樑，如今該技術已經得到了許多人的關注以及進軍，當中不乏知名大科技企業。據IDC數據顯示，全球VR設備出貨量正在提速，預計2021-2025年全球VR頭顯出貨量將保持41%的年複合增速，預計2021年的出貨量將由2020年的670萬台提升到850萬台，2025年更是將達到2860萬台。

不足

目前的展示技術軟肋在於無論是顯示器件還是圖像處理與渲染演算法，尚不能完全滿足元宇宙應用的技術指標要求。市面上主流的AR/VR顯示器件大多存在著重量大，功耗大，解析度差，色偏嚴重，常伴有眩暈感等問題，要獲得一款又輕又好的顯示模組，需要材料學與光學的重大突破。展示技術仍然需要一定的時間去沉澱、發展。

3.通訊技術

元宇宙的一個重要元素是可以與人們連結。元宇宙是基於VR/AR技術實現互動體驗，但VR/AR技術需要消耗大量數據，那麼將數據傳輸至雲端計算再反饋至設備就是一個很好的方案。然而如今的技術難點在於實現低延遲的連接，這對通訊技術尤其是5G提出了更高的要求。

移動邊緣計算

移動邊緣計算（MEC）可在蜂窩網路邊緣實現雲計算能力和IT服務環境。MEC背後的基本思想是，通過在更靠近蜂窩客戶的地方運行應用程序和執行相關處理任務，可以減少網路擁塞並提高應用程序的性能。MEC技術旨在實現在蜂窩基站或其他邊緣節點，並為客戶提供靈活、快速的新應用和服務部署。

5G

5G在過去兩年中非常火熱，許多人探討了其應用場景，元宇宙會是5G大展拳腳的重要應用場景。5G、6G等相關的通訊技術會在元宇宙風潮下得到莫大的發展，元宇宙也會因5G、6G等相關的通訊技術快速發展進而提供更加真實的虛擬體驗給人們。

4.建模技術

要成為一個真正的沉浸式平台，元宇宙就需要三維環境。構建元宇宙離不開建模，無論是場景、周邊物品或是虛擬形象。要想實現這一構想，開發者們還有很長一段路要走。畢竟龐大的3D虛擬世界構建，需要海量且高質量的3D內容支撐，以還原真實世界。

3D建模

隨著3D建模知識的普及以及技術的快速發展，工業、3D列印以及電商等場景都需要運用專業儀器掃描建模，用於模型重建。這一建模方式的主要儀器類型有激光掃描儀、光場掃描儀等。所謂激光掃描建模，是指通過激光設備反射信號測距，用演算法計算出深度數據；光場掃描建模則是通過多相機陣列攝影，或使用專業光場設備掃描建模。使用專業儀器掃描建模最大的優點是可以模擬出與物體表面一致的反射特性，最大程度還原真實物體材質的顏色、紋理和光澤，提高3D物體渲染的逼真度。

專業儀器掃描建模

專業儀器掃描建模的速度比手動建模快很多，操作難度較低，可以實現高精度建模。但它的不足在於越高精的儀器設備，成本越高，而且只能根據現實中的物體進行重建，無法虛擬創作。其對現實物體的大小也有一定限制，在建模後仍需專業3D軟體進行編輯處理才能投入使用。

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