元宇宙的四个关键技术

元宇宙在2021年得到市场的重点关注。许多企业都纷纷进军元宇宙，包括知名国际科技公司例如Meta、微软、英伟达等等。除了国际巨头外，国内巨头也有不同程度的布局。

1.运算技术

两个因素

运算主要取决于两个因素，一个是硬件（芯片），另一个则是算法或是运算的方式。元宇宙运算的方式很大程度上需要依赖云计算。因为展示设备不宜过大，这就决定了展示设备难以独自承担元宇宙需要的运算，这时候云计算就派上了用场。

算力

元宇宙的建设需要庞大的算力，这也会间接推动芯片的发展。AMD的CEO苏姿丰表示，我们正处于一个高性能计算大爆发的时期，这推动了更多计算的需求，以支持那些影响着我们生活中方方面面的服务和设备。

“云-边-端”协同模式

从计算角度来看，元宇宙未来会是是一种“云-边-端”协同的模式。然而目前来看市场上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。

2.展示技术

VR/AR

将元宇宙展示给人们观看的技术离不开虚拟现实（VR/AR）。作为连接现实世界与元宇宙的重要桥梁，如今该技术已经得到了许多人的关注以及进军，当中不乏知名大科技企业。据IDC数据显示，全球VR设备出货量正在提速，预计2021-2025年全球VR头显出货量将保持41%的年复合增速，预计2021年的出货量将由2020年的670万台提升到850万台，2025年更是将达到2860万台。

不足

目前的展示技术软肋在于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。展示技术仍然需要一定的时间去沉淀、发展。

3.通讯技术

元宇宙的一个重要元素是可以与人们连结。元宇宙是基于VR/AR技术实现互动体验，但VR/AR技术需要消耗大量数据，那么将数据传输至云端计算再反馈至设备就是一个很好的方案。然而如今的技术难点在于实现低延迟的连接，这对通讯技术尤其是5G提出了更高的要求。

移动边缘计算

移动边缘计算（MEC）可在蜂窝网络边缘实现云计算能力和IT服务环境。MEC背后的基本思想是，通过在更靠近蜂窝客户的地方运行应用程序和执行相关处理任务，可以减少网络拥塞并提高应用程序的性能。MEC技术旨在实现在蜂窝基站或其他边缘节点，并为客户提供灵活、快速的新应用和服务部署。

5G

5G在过去两年中非常火热，许多人探讨了其应用场景，元宇宙会是5G大展拳脚的重要应用场景。5G、6G等相关的通讯技术会在元宇宙风潮下得到莫大的发展，元宇宙也会因5G、6G等相关的通讯技术快速发展进而提供更加真实的虚拟体验给人们。

4.建模技术

要成为一个真正的沉浸式平台，元宇宙就需要三维环境。构建元宇宙离不开建模，无论是场景、周边物品或是虚拟形象。要想实现这一构想，开发者们还有很长一段路要走。毕竟庞大的3D虚拟世界构建，需要海量且高质量的3D内容支撑，以还原真实世界。

3D建模

随着3D建模知识的普及以及技术的快速发展，工业、3D打印以及电商等场景都需要运用专业仪器扫描建模，用于模型重建。这一建模方式的主要仪器类型有激光扫描仪、光场扫描仪等。所谓激光扫描建模，是指通过激光设备反射信号测距，用算法计算出深度数据；光场扫描建模则是通过多相机阵列摄影，或使用专业光场设备扫描建模。使用专业仪器扫描建模最大的优点是可以模拟出与物体表面一致的反射特性，最大程度还原真实物体材质的颜色、纹理和光泽，提高3D物体渲染的逼真度。

专业仪器扫描建模

专业仪器扫描建模的速度比手动建模快很多，操作难度较低，可以实现高精度建模。但它的不足在于越高精的仪器设备，成本越高，而且只能根据现实中的物体进行重建，无法虚拟创作。其对现实物体的大小也有一定限制，在建模后仍需专业3D软件进行编辑处理才能投入使用。

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