驅動元宇宙的 7 大技術
目錄
前言
什麼是元宇宙?
元宇宙的最新發展
驅動元宇宙的關鍵技術
區塊鏈和加密貨幣
增強現實 (AR) 和虛擬現實 (VR)
人工智慧 (AI)
3D 重建
物聯網 (IoT)
元宇宙面臨的挑戰
總結
驅動元宇宙的 7 大技術
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驅動元宇宙的 7 大技術

驅動元宇宙的 7 大技術

初階
Published Dec 22, 2021Updated Feb 15, 2022
8m

摘要

元宇宙是 3D 數位世界概念。它由虛擬空間組成,您可以使用建立的虛擬形象進行探索。在元宇宙中,您可以玩遊戲、購物、與好友在虛擬咖啡店閒逛、在虛擬辦公室與同事一起工作等等。某些電玩和工作社交工具已在其生態系統中實作了某些元宇宙元素。

Decentraland 和 The Sandbox 等加密貨幣專案已經啟動其數位世界並在執行中。但是,元宇宙概念相對較新,因此其大部分功能仍在開發中。Facebook(現在是 Meta)、Microsoft 和 Nvidia 等公司也開始建立其元宇宙版本。

為了提供身臨其境的元宇宙虛擬體驗,科技公司正在整合尖端技術來推動 3D 世界的發展。這些技術包括區塊鏈、增強現實 (AR) 和虛擬現實 (VR)、3D 重建、人工智慧 (AI) 和物聯網 (IoT)。


前言

元宇宙的想法源於 1992 年的 Neal Stephenson。他的科幻小說《雪崩》設想了一個線上世界,人們可以在其中使用數位虛擬形象來探索和逃離現實世界。幾十年後,大型科技公司已經開始建立自己的未來派元宇宙版本。什麼是元宇宙,大型公司如何在技術方面接近元宇宙?


什麼是元宇宙?

元宇宙是擁有虛擬土地和物件的線上 3D 數位世界概念。想像一下這樣一個世界:您可以在家中舒適地進行遠端工作、參觀虛擬博物館來欣賞最新的藝術作品,或者與其他搖滾樂隊粉絲一起參加虛擬音樂會。

Axie Infinity、The Sandbox、Decentraland 已經整合了元宇宙的某些方面,將我們生活的多種元素帶入了網路世界。但是,元宇宙仍在開發中。沒有人知道這是只有一個大型的包羅萬象的元宇宙,還是可以四處旅行的多個元宇宙。

隨著這個想法的不斷發展,它有望擴展至電玩和社交媒體平台之外。遠端工作、去中心化治理和數位身分只是元宇宙可以支援的某些潛在功能。它還可以透過連網的 VR 耳機和眼鏡變得更加多維,因此用戶實際上可以四處走動以探索 3D 空間。


元宇宙的最新發展

隨著 Facebook 於 2021 年 10 月更名為 Meta,元宇宙成為新的流行語。為了迎合其品牌重塑,這個社交媒體巨頭將資源投入到名為 Reality Labs 的全新事業部,並於 2021 年投入至少 100 億美元。該想法即開發元宇宙內容、軟體以及 AR 和 VR 耳機,因為執行長 Mark Zuckerberg 認為未來這將像智慧型手機一樣普及。

新冠肺炎疫情也加速了人們對開發元宇宙的興趣。隨著越來越多的人開始遠端工作,對於以更多互動方式與他人聯絡的需求也在增加。讓同事能夠加入會議、交談和協作的虛擬 3D 空間正在興起。2021 年 11 月發佈的 Microsoft Mesh 就是其中一例。它為用戶提供了沉浸式空間,可以使用其虛擬形象進行交流和協作,使遠端團隊會議更具吸引力和樂趣。

某些線上遊戲也支援元宇宙。AR 手機遊戲 Pokémon Go 是第一個利用該概念的手機遊戲,它讓玩家能夠使用智慧型手機應用程式,在現實世界中狩獵虛擬神奇寶貝。另一款流行遊戲 Fortnite 已將其產品擴展至其數位世界中的不同活動,包括舉辦品牌活動和音樂會。

除了社交媒體和遊戲平台,Nvidia 等科技公司還在虛擬世界中開闢了新的機遇。Nvidia Omniverse 是一個開放式平台,旨在將 3D 空間連線至共享宇宙中,以促進工程師、設計師和創作者之間的虛擬協作。它目前已運用於各種不同的產業。例如,BMW Group 正在使用 Omniverse 透過智慧製造,來縮短生產時間並提升產品品質。


驅動元宇宙的關鍵技術

為使元宇宙體驗更沉浸,公司正在使用區塊鏈、增強現實 (AR) 和虛擬現實 (VR)、3D 重建、人工智慧 (AI) 和物聯網 (IoT) 等尖端技術來支援 3D 世界。


區塊鏈和加密貨幣

區塊鏈技術針對數位擁有權驗證、數位收藏、價值轉移、治理、可存取性和互操作性提供了去中心化和透明的解決方案。加密貨幣讓用戶能夠在 3D 數位世界中工作和社交時轉移價值。
例如,加密貨幣可用於購買 Decentraland 中的虛擬土地。玩家可以使用遊戲的加密貨幣 MANA 以不可替代的代幣 (NFT) 形式購買 16x16 米的地塊。在區塊鏈技術的支援下,可以建立這些虛擬土地的擁有權並提供保障。

未來,加密貨幣可能會激勵人們在元宇宙中實際工作。隨著越來越多的公司設置線上辦公室進行遠端工作,我們可能會看到提供與元宇宙相關的工作。

如需更深入地探索這些領域,請查閱什麼是元宇宙?


增強現實 (AR) 和虛擬現實 (VR)

增強現實 (AR) 和虛擬現實 (VR) 可以為我們提供身臨其境且引人入勝的 3D 體驗。這些是我們進入虛擬世界的切入點。但 AR 和 VR 有何區別?

AR 使用數位視覺元素和角色來改變現實世界。它比 VR 更易於存取,幾乎可以在任何帶有攝像頭的智慧型手機或數位裝置上使用。透過 AR 應用程式,用戶可透過互動式數位視覺效果來檢視周圍環境,類似於我們在手機遊戲 Pokémon GO 中的體驗。當玩家在手機上開啟相機時,他們可在現實世界中看到神奇寶貝。

VR 的工作方式不同。它與元宇宙概念很像,可以打造完全由電腦產生的虛擬環境。然後,用戶可以使用 VR 耳機、手套和感應器來探索。

AR 和 VR 的工作方式展示了元宇宙的早期模型。VR 已經在建立包含虛構視覺內容的數位世界。隨著其技術變得更加成熟,VR 可以擴展元宇宙體驗,包括使用 VR 設備進行實體模擬。用戶將能夠感受、聽到並與世界其他地方的人們互動。考慮到圍繞元宇宙的炒作,我們可以預期在不久的將來會有更多元宇宙公司投資於 AR 和 VR 設備開發。


人工智慧 (AI)

近年來,人工智慧 (AI) 在我們的生活中得到了廣泛的應用:商業策略規劃、決策制定、面部識別、更快的運算等等。最近,AI 專家一直在研究建立沉浸式元宇宙時運用 AI 的可能性。

AI 有可能以閃電般的速度處理大量資料。結合機器學習技術,AI 演算法可從之前的迭代中學習,充分考慮歷史資料,進而得出獨特的輸出和洞察。

在元宇宙中,AI 可運用於不同場景中的非玩家角色 (NPC)。幾乎所有遊戲中都存在 NPC;它們是遊戲環境的一部分,旨在對玩家的行為做出回應。憑藉 AI 的處理能力,NPC 可置於 3D 空間中,以促進與用戶的逼真對話或執行其他特定任務。與人類用戶不同,AI NPC 可以獨立執行,並可供數百萬玩家同時使用。此外,它還可使用多種不同的語言。

AI 的另一項潛在應用是建立元宇宙虛擬形象。AI 引擎可用於分析 2D 影像或 3D 掃描,以產生看起來更逼真和準確的虛擬形象。為了使該過程更加動態,AI 還可用於建立不同的面部表情、髮型、衣服和特徵,以增強我們建立的數位人類。


3D 重建

雖然這並非新技術,但在疫情期間,3D 重建的使用一直在增加,尤其是在房地產產業,因為封鎖阻止了潛在買家親自參觀房產。因此,一些機構採用了 3D 重建技術來產生虛擬房產之旅。就像我們想像的元宇宙一樣,買家可以隨時隨地環顧潛在的新房並進行購買,甚至無需踏入。

元宇宙面臨的挑戰之一在於,建立一個看起來盡可能接近我們現實世界的數位環境。在 3D 重建的協助下,它可以建立逼真自然的空間。透過特殊的 3D 相機,我們可以呈現建築物、物理位置和物件的準確 3D 逼真模型,從而使我們的世界線上化。然後將 3D 空間資料和 4K 高清攝影傳遞給電腦,在元宇宙中處理並產生虛擬副本,供用戶體驗。這些物理世界物件的虛擬副本也可以稱為數位孿生。


物聯網 (IoT)

物聯網 (IOT) 概念於 1999 年首次推出。簡而言之,IoT 是一個系統,它將我們實體世界中的一切事物透過感應器和裝置連線至網際網路。連線至網際網路後,這些裝置將具有唯一的標識符,並能夠自動傳送或接收訊息。如今,IoT 正在將恆溫器、聲控揚聲器、醫療器械等與廣泛的資料進行連線。

IoT 在元宇宙上的應用之一是從實體世界收集和提供資料。這將增加數位呈現的準確性。例如,IoT 資料摘要可以根據目前的天氣或其他條件,改變某些元宇宙物件的運作方式。

實作 IoT 可以將 3D 世界無縫連線至大量現實生活中的裝置。這樣就能在元宇宙中建立即時模擬。為了進一步最佳化元宇宙環境,IoT 還可以使用 AI 和機器學習來管理其收集的資料。


元宇宙面臨的挑戰

元宇宙仍處於發展的早期階段。一些挑戰包括認證和隱私權控制。在現實世界中,識別某人通常並不困難。但是當人們以其虛擬形象穿越數位世界時,很難分辨或證明對方是誰。例如,惡意人士甚至機器人可以假裝成其他人進入元宇宙。然後,他們可以利用該身分來損害其聲譽或欺騙其他用戶。

另一項挑戰是隱私權。元宇宙依靠 AR 和 VR 裝置來提供身臨其境的體驗。這些具有攝像頭功能和唯一標識符的技術,最終可能會導致不願看到的個人資訊洩露。


總結

雖然元宇宙仍在開發中,但許多公司已經在探索其潛力。在加密貨幣領域,Decentraland 和 The Sandbox 是值得注意的專案,而 Microsoft、Nvidia 和 Facebook 等大型公司也參與其中。隨著 AR、VR 和 AI 技術的進步,我們很可能會在這些虛擬的、無邊界的世界中看到令人驚歎的新功能。