面向新赛道,强化科技支撑。在组织统筹、资金支持、人才引育、开放合作等方面,上海出台一系列政策措施,吸引国内外创新团队、创业公司等加快关键技术攻关。上海市科学技术委员会副主任王晔介绍,围绕新赛道,上海将布局一批标志性攻关任务:促进绿色低碳产业发展,持续支持颠覆性技术探索;推动人机交互、新型显示、高效能计算与算法等方面关键技术突破;确保智能终端产业高质量发展,重点在智能网联汽车、智能机器人等领域寻求技术突破。

前言
元宇宙(Metaverse)的概念最早由美国作家于1992年提出。2021年3月,美国Roblox公司首次将“元宇宙”写进招股说明书,引发了社会各界的关注。2021年10月,Facebook更名为Meta,引发了“元宇宙”概念第二波热潮。国内外巨头企业纷纷布局元宇宙领域。我国一些地方政府也积极布局元宇宙,上海、武汉合肥无锡杭州南昌厦门等地先后提出重点发展元宇宙相关产业。元宇宙成为各界关注热点,新模式新业态不断涌现。
赛迪智库电子信息研究所和江苏省通信学会联合编写了《元宇宙产业链生态白皮书(2022年)》,总结了元宇宙产业发展现状,梳理了元宇宙技术体系与产业链各环节发展情况,分析了各地发展现状、投融资情况和产业发展存在问题,提出了若干措施建议,期望进一步统一产业发展共识,为行业管理部门提供决策参考。
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全文如下:
元宇宙产业链生态白皮书
中国电子信息产业发展研究院
2022年5月
前言
元宇宙(Metaverse)的概念最早由美国作家于1992年提出。2021年3月,美国Roblox公司首次将“元宇宙”写进招股说明书,引发了社会各界的关注。2021年10月,Facebook更名为Meta,引发了“元宇宙”概念第二波热潮。国内外巨头企业纷纷布局元宇宙领域。我国一些地方政府也积极布局元宇宙,上海、武汉、合肥、无锡、杭州、南昌厦门等地先后提出重点发展元宇宙相关产业。元宇宙成为各界关注热点,新模式新业态不断涌现。
赛迪智库电子信息研究所和江苏省通信学会联合编写了《元宇宙产业链生态白皮书(2022年)》,总结了元宇宙产业发展现状,梳理了元宇宙技术体系与产业链各环节发展情况,分析了各地发展现状、投融资情况和产业发展存在问题,提出了若干措施建议,期望进一步统一产业发展共识,为行业管理部门提供决策参考。如有商榷之处,欢迎批评指正。
一、元宇宙的发展情况
(一)全球元宇宙发展现状及特点
1.政策层面,美国自上而下鼓励投资与监管并行,日韩出台政策积极推动
美国率先推出元宇宙概念,拥抱创新的同时积极关注数据安全与加密货币监管。对于加密货币实行牌照化管理,因州而异,但框架逐步完善,可执行性强,有效遏制了初期区块链和数字货币领域出现的乱象。韩国表现出对元宇宙强烈的紧迫感,已出现从用户群体到平台搭建者共同营造的元宇宙热潮,政企合作共同布局该领域,2021年11月3日,首尔市政府制定了全球第一个中长期元宇宙政策文件“元宇宙首尔基本计划Basic Plan for Metaverse Seoul)”,宣布建立名为“元宇宙首尔(Metaverse Seoul)”的元宇宙平台。2021年7月,日本经济产业省发布了《关于虚拟空间行业未来可能性与课题的调查报告》,归纳总结日本虚拟空间行业亟须解决的问题,以期能在全球虚拟空间行业中占据主导地位。11月,日本成立“一般社团法人日本元宇宙协会”,将与金融厅等行政机关相互配合,启动市场构建,力争使日本成为元宇宙发达国家。
2.技术层面,基础设施、终端、平台先行,多种技术积累为元宇宙奠定技术基础
美国作为元宇宙开拓者,底层技术领先,产业布局全面。Meta、微软的XR头显设备占据XR半壁江山,占据了元宇宙的硬件接入口;Amazon、微软、GoogleIBM等科技巨头在云计算领域的市占率排在全球前列,目前全球90%以上大型游戏公司依托Amazon云在线托管。此外,在算法方面,Google、Mate、亚马逊、微软等科技巨头纷纷布局基础算法框架,开发TensorFlow、MXNet、CNTK、Caffe等一批主流人工智能算法框架;底层工具方面,Unity开发的游戏引擎、EpicGames的虚幻引擎、Decentraland的经济系统等,为元宇宙世界创作者提供了强大的创作工具。
3.应用层面,社交、娱乐、文化领域率先发力,工业制造领域逐步跟进
社交与游戏方面,典型的入局者为Meta,目前已形成了相对全面的业务布局,莉莉丝、罗布乐思等游戏公司相继推出元宇宙相关游戏,索尼依托日本ACG产业积累及丰富的IP资源,旗下Play Station VR在全球销量排名前三。虚拟数字人方面,目前已有众多公司或机构入局虚拟数字人,且技术的仿真效果更加成熟,如入学清华的首个AI虚拟学生“华智冰”、阿里的AYAYI、抖音UP主柳夜熙等。此外,从娱乐等应用场景向外延伸相应的技术应用已应用在演出及会议等领域,2021年11月,贾斯汀·比伯与虚拟音乐会公司WaveVR合作,向全球歌迷献上了一场30分钟的“元宇宙演唱会”。在工业制造方面,美国已将元宇宙成果应用于工业制造领域,宝马使用Omniverse设计整个工厂的数字孪生体系,在真实生产新产品前,完成设计模拟优化等一系列复杂的过程。
4.生态层面,产业联盟、龙头企业积极响应,共筑元宇宙生态圈
韩国科学技术和信息通信部在2021年5月发起成立了由政府领导、囊括200多家公司和机构包括SK电讯、现代汽车、韩国移动互联网商业协会等的“元宇宙联盟”,合作进行元宇宙层面的道德与文化实践,分享技术趋势及见解,并启动联合开发项目。中国在各地政府、企业的助推下,相继成立了长三角元宇宙联盟、广州元宇宙创新联盟等产业联盟,致力于协同上下游推进元宇宙发展。三星等巨头也积极为元宇宙搭建资本基础,推出元宇宙基金并大受欢迎。2021年11月,英伟达、Roblox等四家知名科技巨头高管围绕“元宇宙愿景”举行大型讨论会。国内互联网企业抢先布局,通过并购等方式不断完善产业链体系,形成了以龙头企业为核心,版图不断扩展的生态。
(二)我国元宇宙发展现状及特点
1.各地相继出台支持元宇宙相关政策,抢占元宇宙先发优势
部分城市在规划、政府工作报告中先后提及元宇宙。目前,杭州未来科技城发布XR产业发展计划,布局元宇宙,推动产业升级;无锡发布了《太湖湾科创带引领区元宇宙生态产业发展规划》,提出打造国内元宇宙生态产业示范区;北京表示将推动组建元宇宙新型创新联合体,探索建设元宇宙产业聚集区;成都布局成立元宇宙产业联盟,将构建交子大道元宇宙中心;上海市经信委印发的《上海市电子信息产业发展“十四五”规划》中提到对元宇宙的产业布局;厦门市工业和信息化局、厦门市大数据管理局联合发布《厦门市元宇宙产业发展三年行动计划(2022-2024年)》(以下简称《计划》),力争到2024年,元宇宙产业生态初具雏形。
2.头重脚轻,“元宇宙”发展任重道远
近年来我国ICT产业快速发展,并逐步在虚拟现实/增强现实(VR/AR)终端、通信网络设备、数通设备、液晶显示面板、软件交互等领域取得显著进步,构筑起产业发展长板。一方面,我国ICT行业领域,消费市场规模庞大、行业级应用场景种类繁多、企业应用创新活跃,为“元宇宙”技术蜂巢爆发创新提供有力的市场与智力支撑基础。另一方面,底层技术的缺失也带来了重大的挑战。一是VR/AR头显设备,手机电脑电视等消费终端提供“元宇宙”现实世界与数字世界交互的接口或界面,扩大我国终端整机既有制造优势与加速推动“元宇宙”新型智能硬件普及与应用推广爆发,将形成有力互推作用,带来广阔的发展前景。二是缺少XR专业芯片,缺少XR底层开发平台及工具,在“中美贸易”摩擦的今天,给“元宇宙”的发展带来了重大挑战。
二、元宇宙的技术体系与产业链
(一)元宇宙的基本概念
元宇宙(Metaverse),由美国科幻作家尼尔·斯蒂芬森(NealStephenson)于1992年在其著作《雪崩》中提出,是指一个与现实世界平行、相互影响并且始终在线的数字虚拟世界。人们可在元宇宙中生活、娱乐、工作、交易,比如在虚拟世界中与家人朋友吃饭逛街、用虚拟货币交易等。2021年3月,美国Roblox公司首次将“元宇宙”写进招股说明书,引发了社会各界的关注。2021年10月,Facebook更名为Meta,确定将在未来几年转型成为元宇宙公司,引发了“元宇宙”概念第二波热潮。
业界对“元宇宙”的概念众说纷纭,至今未有被广泛认可的确切定义。国内外科技巨头、企业家、知名学者对“元宇宙”的理解认知主要有五类:一是认为元宇宙是下一代互联网,例如Meta首席执行官扎克伯格说“元宇宙是更好体验版本的互联网”;二是认为元宇宙是新型互联网应用,例如清华大学研究团队提到“元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态”;三是认为元宇宙是数字经济的新形态,例如南京大学钱志新教授讲到“元宇宙是数字技术的大集成,是数字经济的高形态元宇宙”;四是认为元宇宙是数字化手段构建的3D空间,例如英伟达创始人黄仁勋说“现实世界和元宇宙是相连接的,元宇宙是数个共享的虚拟3D世界”;五是认为元宇宙是一种体验,例如杜比实验室首席执行官凯文·叶曼认为元宇宙是一种视听体验。
综上,我们认为:元宇宙的“元”具备创新、创造的特征,“宇宙”代表时间、空间和人的概念。元宇宙是以信息基础设施为载体,以虚拟现实(VR/AR/MR/XR)为核心技术支撑,以数据为基础性战略资源,构建而成的数字化时空域。
(二)元宇宙的主要特征和技术体系
元宇宙具有虚实融合、去中心化、多元开放、持续演进等特点。伴随新技术的迭代升级和新应用的融合创新,“元宇宙”的内涵外延将不断拓展延伸。
技术演变为“元宇宙”构建平台载体。现实世界技术发展日新月异,为“元宇宙”发展带来契机。以物联网、互联网、5G/6G网络Wifi6等通信设施及技术为基础,构建“元宇宙”基础设施,为虚实融合及交互提供平台载体。运用云计算人工智能区块链等为代表的数字化新技术,将真实宇宙数字化,生成虚拟宇宙,虚拟宇宙具备真实宇宙的所有特性。最后在大数据中心、智能计算中心、边缘计算中心等算力基础设施上,对虚拟宇宙进行再创造,达到虚实融合。
以虚拟现实为核心的信息技术构成“元宇宙”技术主干,推动多类型新兴技术融合创新发展。“元宇宙”以虚拟现实(VR/AR/MR/XR)头显智能可穿戴脑机接口等打通与现实世界沉浸式交互的接口,以数字孪生三维仿真等建模仿真工具、内容制作工具构筑虚实交互体验,以实时渲染、4K/8K超高清视频、三维/全息显示等实现真实、顺畅的交互呈现,最终在基础芯片元器件操作系统等软硬件技术基础上构成“元宇宙”终端入口
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图 2.1 元宇宙技术体系
(三)元宇宙产业链构成
“元宇宙”产业链分为基础设施层、核心层和应用服务层。
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图2.2元宇宙产业链全景图
基础设施层包含通信网络基础设施、算力基础设施和新技术基础设施,主要负责数据的实时传输与分发、存储计算与处理、挖掘与分析决策。
核心层由终端入口时空生成、交互体验、产业平台虚拟社会架构组成。其中终端入口包含接入“元宇宙”的各类终端以及这些终端所需的基础软硬件;时空生成包含将真实物体数字化所需的技术工具;交互体验包含“元宇宙”中的各类交互技术;产业平台包括游戏平台、社交平台等;虚拟社会架构包括安全体系、信用体系等。
应用服务层包含消费端应用服务、行业应用端服务、政府端应用。完整的“元宇宙”形成后,其将赋能工业生产医疗健康教育培训文化娱乐等传统行业,创造信息消费新业态新模式,对人类的生产生活方式带来颠覆式变革。
(四)元宇宙产业地图
按产业链各环节划分,元宇宙重点企业可以归纳为表2.1所示。
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三、元宇宙基础设施层发展情况
(一)通信网络基础设施
1.发展特点
“双千兆”网络顶层设计持续强化。2021年和2022年政府工作报告提出加大5G网络和千兆光网建设力度,推动5G规模化应用;各部委也相继印发《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023年)》、《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》等行业指导性文件,为我国网络基础设施建设和产业创新发展提供了支撑保障环境。在国家相关顶层规划指导下,各省、市、自治区加快布局,相继印发5G网络基础设施、产业应用创新、行业融合应用等方面的实施方案或行动计划,有力推动国内“双千兆”网络广泛部署。
5G标准化工作持续推进。5G作为支撑经济社会数字化、智能化转型的关键新型基础设施,相关标准、专利布局对产业发展具有重要意义。全球疫情蔓延掣肘5G技术标准时间冻结。2018年主要面向eMBB应用场景的5GRel-15NSA和SA组网标准冻结,受新冠疫情影响,重点面向工业IoT和uRLLC等领域的Rel-16标准推迟至2020年7月冻结,原定于2021年底冻结的Rel-17标准又进一步迟滞至2022年6月,Rel-17标准潜在方向将包括增强覆盖、毫米波通信、面向应急通信和垂直行业应用的终端通信等方向。
网络新基建快速部署筑牢数字底座。我国自5G商用以来基建部署持续加速,各省市从站址规划、资源开放、用电优惠等方面给予有力支持,截至2022年2月末,我国5G基站建设总数达150.6万,覆盖范围不断扩大,且有望在2022年底建成200万座,为“元宇宙”等创新应用提供基础支撑。我国各省市“双千兆”网络将持续展开部署完善,根据《“十四五”信息通信行业发展规划》,到2025年每万人拥有5G基站数量达到26个,各省市在网络基础设施建设方面相继做出规划,将为“元宇宙”高速、海量链接等需求奠定网络底座。
“双千兆”网络赋能“元宇宙”创新应用百花绽放。工信部《“十四五”信息通信行业发展规划》新闻发布数据显示,截至2021年11月,我国5G应用创新案例已超过1万个,覆盖22个国民经济重要行业。其中,空中课堂、虚拟实验室、智慧校园等应用初具规模,超过600家三甲医院开展了
5G 急诊急救、远程诊断、健康管理等应用,增强现实导游、4K/8K直播等应用在信息消费领域快速发展。此外,电信运营商加速整合数字新媒体业务,提升网络承载能力支持XR应用发展。2021年11月11日,中国移动通信联合会成立元宇宙产业委员会,宣告国内首家元宇宙行业协会正式成立。
2.存在问题或瓶颈
以“双千兆”网络为代表的通信网络基础设施部署完善尚需等待时日。其中,我国5G新基建以SA模式展开建设部署,接入网全覆盖、高速大容量核心网和承载网升级仍需要较长时间,投资建设成本巨大,回报周期较长。
5G基站能源消耗巨大。5G单站功耗约为4G单站的2.5~3.5倍,且5G基站覆盖面积远小于4G基站,以4G基站3倍数量估算,5G基站耗电量将达4G的9倍,电信运营商推进网络基础设施部署与配电运行面临现网电源、配套设备扩容和高昂电费的双重压力。
面向5G毫米波频率规划政策等需进一步明确。未来,网络基础设施建设需综合考虑运营商现有频谱资源与技术、频谱特性、产业链完善程度等因素,推进高频段的资源,如5G毫米波频段规划、开发以及针对不同行业要求专网设施建设,持续发挥5G新基建支撑带动终端产业发展底座作用。
5G 元宇宙创新尚需进一步破题。目前我国5G芯片产业化程度尚不成熟,产业链上游半导体材料制备、芯片制造先进制程工艺整体有待提高。同时,5G 元宇宙创新商业模式探索需进一步加强,5G行业应用创新支撑能力不足,融合应用VR、AR、AI等新一代信息技术的行业应用能力开放、开发共性平台以及相关检测认证平台搭建处于起步阶段,文娱医疗教育车联网等应用标准没有统一,互联互通安全隐私安全评测认证等要求尚且无法得到有效保障,技术、标准及商业可行性需进一步摸索验证。
3.未来需求及发展趋势
未来,仍需稳步推进网络基础设施部署,夯实元宇宙应用发展底座支撑能力。发挥国家顶层设计指导,推动电信运营商持续展开5G接入网、承载网、核心网网络部署,逐步扩展覆盖范围,加大站址用地、用电支持力度,统筹机房、管线等配套设施建设,推动市政灯杆等社会杆塔资源向5G网络设施开放共享。同时,面向5G三大应用场景,Rel-17潜在技术方案如MIMO增强、节能增强、56G以上频率通信、非陆地网络NR、定位增强技术等,面向物联网、低时延场景的NB-IoT和eMTC增强、IIoT和URLLC增强技术等,将进一步确认。同时,通信技术发展十年一周期,B5G及6G技术将不断演进发展,为满足智慧、深度、全息及泛在连接需求,太赫兹通信、空天地海一体化通信、元宇宙等技术将得到持续深入探索研究。
(二)算力基础设施
1.发展特点
算力基础设施,作为“元宇宙”虚拟人、虚拟课堂、虚拟搬动等应用中大规模数据要素挖掘、分析、应用的算力底座,依托数据中心、智能计算中心等实现大数据、云计算、边缘计算、分布式存储等能力支撑。
经济生产生活方式变革加速数据中心数字化进程。疫情常态化防控影响下,远程办公、在线娱乐等需求激增,社会治理数字化进程加快,信息处理、存储量急剧增长,为满足数字化建设需求,全球各地对数据中心IT基础设施的投资持续并进一步扩大。数据中心数字化进程的推进不仅保障远程办公、电商消费等平台经济新业态新模式发展,也为“元宇宙”ToC、ToB全模式业务创新提供算力保障支撑。
国外科技巨头引领“元宇宙”算力基础设施布局。英伟达加快卡位元宇宙GPU、AI、Omniverse底层硬件,提出“GPU CPU DPU”3U一体的数据中心新计算架构,构建Omniverse服务器和Omniverse数据中心,布局自动驾驶、机器人、VR等应用领域。谷歌数据中心主要用于搜索、Gmail、YouTube等业务服务,不断强化数据中心设施能源效率,2021年PUE约为1.1,显著优于行业平均值1.59,并计划于2030年实现全部数据中心无碳能源运行。英特尔2022年投资者会议发布新版数据中心路线图,提出客户端能效核与性能核并存,基于首款采用10nm制程的第三代至强可扩展处理器构筑全新数据中心平台,并搭配傲腾持久内存与存储产品组合、FPGA等方案,可提供数据中心、云、5G和智能边缘等领域中计算性能与工作负载优化。
国内政策利好驱动,算力基础设施布局日趋优化。2020年以来,《加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》等新一轮政策推动下,数据中心区域分布由北上广深超一线城市集中分布,逐渐向一线周边城市以及中西部地区转移,截至2020年末,河北、天津、江苏等一线城市周边地区分散部署的数据中心在建机架数位列全国前三。基于政策引导、冷凉气候条件以及能源禀赋等条件,中西部城市也在加速数据中心建设,数据中心网络、运维质量不断完善,冷存储业务、离线计算业务逐步上线。
数据中心云计算能力持续向边缘计算能力下沉。物联网、5G、工业互联网等应用持续发展以及超高清、虚拟现实等边缘刚需场景涌现,将云计算能力由中心下沉到边缘,以云边协同满足多业务场景需求。未来超大规模及企业级数据中心将持续关注运营能力下沉边缘计算站点,包括更强的智能化及控制能力、更加重视可用性及热管理,更多关注各系统的能效表现。
2.存在问题或瓶颈
规模优势不明显,供需结构性失衡。整体来看,我国数据中心规模数量大致供需平衡,但由于数据中心“东部沿海居多,核心城市集中,中、西、北部偏少”的格局,存在供需结构性失衡,即经济发达地区需大于供,经济欠发达地区则供大于需,由于跨省数据传输费用高、数据安全性风险高等瓶颈,难以有效承接东部需求。
数据中心能耗高,PUE提升空间较大。随着数据和应用数量爆发式的增长,由于数据中心机柜数量多、功率大,服务器、存储系统、网络设备及芯片等都需要耗费大量的能源用于维持数据中心运作;与此同时数据中心对环境要求极高,需要依赖空调、水冷机等辅助设备降温,导致数据中心能耗过高,增加了企业数据中心维护成本,成为数字化、绿色化可持续发展的阻碍。大数据中心建设标准尚不完善,运维管理能力相对滞后。
目前,许多地方政府盲目跟风,投入巨资在本地建设大数据中心的,但对大数据中心的内容和作用认识并不明晰,没有形成完整的生态,机架租用率陷入低迷,无法带动产业发展。同时,随着数据中心规模和数量的快速增长,数据中心行业高效运维管理以及人才问题愈发凸显,尤其以西部地区尤为显著。
3.未来需求及发展趋势
未来,随着5G、云计算、大数据、人工智能、全息显示等技术的融合应用,“元宇宙”海量ToC和ToB应用终端用户将对实时高效的算力需求不断提升。未来需求及发展趋势:
一是继续强化统筹,加强数据中心绿色集约建设。2021年以来,新基建、数字经济、碳中和成为了“十四五”期间的重点任务。数据中心作为数字经济关键算力基础设施,具备高科技、高能耗双重特点,发展重点将逐步转向探索减碳、零碳排放的可行路径,统筹规划数据中心建设布局,引导大规模数据中心适度集聚,以数据中心集群为抓手,加强数据中心绿色集约建设,实现数据中心节能减排。
二是提高数据中心效率,完善标准监管评价体系。坚持资源环境优先原则,充分考虑资源环境条件,数据中心优先在能源相对富集、气候条件适宜、自然灾害较少的地区进行建设,提高数据中心能源利用效率。鼓励采用液冷高压直流微模块以及虚拟化、云计算等技术方案,充分考虑动力环境系统与IT设备运行状态的精准适配,鼓励采用智能化系统和平台优化数据中心整体能效,持续降低数据中心PUE。完善建设数据中心等算力基础设施的标准、监管评价体系,提升运维管理能力。
(三)新技术基础设施
1.发展特点
区块链技术是元宇宙运行的核心技术,并塑造元宇宙内部经济系统。不可篡改、不可复制的唯一性、智能合约、去中心化作为区块链的四大基本特征,有效助力元宇宙内部经济系统搭建。元宇宙不是简单的虚拟世界,而是类现实的平行世界,这意味着元宇宙内部需要一套完整并可独立运行的经济系统,且元宇宙内部产生的数字资产能在现实世界自由流通,而区块链的不可篡改、不可复制、智能合约、去中心化的特点能让这种想法真正落地。区块链技术目前已经发展至NFT阶段,开启了数字内容资产化时代,受到大量巨头追捧和资金注入,国内互联网大厂也开始尝试数字藏品。
人工智能技术是元宇宙重要的驱动引擎,为元宇宙大量应用场景提供了支持。围绕海量数据分析处理需求而产生的分布式计算高性能计算、云计算、雾计算图计算、智能计算、边缘计算、量子计算等“算力”体系将成为元宇宙发展的重要引擎。人工智能、深度学习等“算法”为元宇宙提供智能化支撑,而以5G、NB-IoT、TSN为代表的现代通讯网络将数据、算力与算法紧密地连接在一起,实现了协同作业和价值挖掘。而对大数据的充分挖掘而形成的智慧支撑系统,将成为未来元宇宙高质量发展的强大动力。
2.重点企业及主要产品
(1)OpenSea
最大的去中心化NFT数字商品交易市场,涵盖最广泛的市场类别,包括艺术类音乐类域名游戏资产以及卡牌等。据其官网数据显示,平台上共约有828100种收藏品类型,有超过60万交易用户,NFT数量超过3000万,交易总额已突破110亿美元。
3.存在问题或瓶颈
非同质化代币监管缺位。数字化资产凭证是元宇宙生态的关键要素,而NFT可以成为元宇宙中数字化资产凭证的一种表现形式,并且将随着元宇宙的发展逐步演进。目前有些国内NFT交易平台宣称“持牌经营”“合规交易”“人民币结算”等吸引投资者,一些NFT游戏、交易平台,出于吸引用户、宣传等目的,平台会不定期向用户钱包发放“空投”。对NFT监管缺失,容易导致商家炒作,最终成为“击鼓传花”骗局。
人工智能尚处于感知智能阶段,认知智能瓶颈未能突破,难以有效支撑元宇宙。认知智能是机器以人类语言的理解和常识推理未基本认知逻辑,是人工智能的相对高级的阶段,其关键技术为多步推理和更加准确的常识判断。人机智能交互能力和超大规模的数据集处理能力是推动元宇宙发展重要的突破点,也正是认知智能发力点,目前认知智能的技术水平和人类相比还有一定的差距,难以有效支撑元宇宙发展。
4.未来需求及发展趋势
元宇宙衍生需求推动人工智能快速发展,并诞生依托于元宇宙的人工智能。在游戏测试领域,通过机器学习、计算机视觉对游戏的bug和通关难度进行测试,有效减轻人类测试员工作量,发现游戏死角,提升用户体验。在内容制作领域,通过计算机视觉、自然语言处理技术,全自动生成武器建筑、环境、音乐。元宇宙产生的海量数据被用于人工智能的训练,人工智能将明显具有驾驭“元宇宙”的能力,会逐步形成“元宇宙”原生的人工智能技术,比现实世界更强,未来可以应用于解决现实世界更加高阶的科研问题。
资产数字化加速,NFT有望在元宇宙将加速推广。NFTs(Non-Fungible Tokens,非同质化代币)是当前区块链技术中最热门的趋势之一。NFT是在区块链上生成的不可复制的唯一代币,首次将稀缺性原则引入了数字资产。NFT为区块链带来了无数的新用例,已超出了艺术品和数字收藏品范畴,NFT正在开创一个”从玩到赚”的游戏新时代,随着元宇宙概念的发展,NFT可能将成为这些虚拟世界的重要组成部分,并在此过程中获得更多的应用。
四、元宇宙核心层发展情况
(一)终端入口
相较于其他终端入口,虚拟现实(VR/AR/MR/XR)头显的感知体验和交互特性直接决定了元宇宙对于用户的吸引力,其也是实现计算、感知、交互、融合等功能的重要载体。下文以虚拟现实头显为主要对象,在以下几方面进行分析:
1.发展情况
全球虚拟现实头显市场迎来高速增长,Meta及微软分别居于VR及AR终端市场龙头地位。IDC数据显示,2021年全球VR/AR头显出货量达到1123万台,市场同比增长92.1%。其中VR头显出货量达1095万台,2C端VR头显出货量首次超过2B端,VR头显开启消费级市场之路。预计2022年全球VR头显出货量将突破1573万台,同比增长43.6%。Meta旗下OculusQuest2出货量约880万台,市场占有率80%,已成为全球VR头显市场的代表性产品。AR眼镜市场龙头地位被微软占据。国内品牌方面,字节跳动旗下VR头显品牌Pico市场占有率为6%,全球第二。我国VR头显设备市场较小,2021年出货量不足百万台,其中Pico、爱奇艺瓜分了过半市场份额。虚拟现实头显设备持续发展及迭代,离不开芯片、光学、显示等核心器件的有力支撑。
芯片:高通骁龙XR2成为主流选择,本土化产品实现初步应用。处理器芯片方面,2018年全球首个XR专用芯片高通骁龙XR1平台改变了整个虚拟现实头显的格局,2019年高通推出全球首款支持5G的XR平台——骁龙XR2,其支持3K单眼分辨率、8K360°全景视频、七路并行摄像头,目前已成为2000-4000元消费级产品VR/AR头显的主流选择。
光学器件:VR与AR头显采用的光学方案明显不同。
VR光学器件主要以菲涅尔透镜方案为主,pancake方案市场逐步扩大。目前Meta、Pico等主流VR设备均采用菲涅尔透镜方案,但由于焦距问题头显相对笨重;pancake方案可将整机厚度减少48%、模组厚度减少56%、整机重量40%。
AR光学器件主要分为棱镜、自由曲面、BB(BirdBath)和光波导等方案,其中棱镜方案主要用于骑行头盔等辅助产品,但存在视场角小的问题,典型产品为GoogleGlass;自由曲面方案采用具备一定反射/透射(R/T)值的自由曲面反射镜,可全覆盖佩戴者的眼睛,给用户带来较好的成像质量,但存在重量大、光机透过率较低的问题,代表性产品有日本爱普生公司的BT-200,美国梦境视觉公司的Meta2系列AR眼镜;BB方案则是将来自显示源的光线投射至45度角的分光镜上,分光镜具有反射和透射值(R/T),允许光线以R的百分比进行部分反射,其余部分则以T值传输,用户可同时看到现实世界的物理对象,以及由显示器生成的虚拟影像。目前市面上的消费级AR眼镜多采用BB方案,如ODGR8和R9,其中ODG有50度的视场角,其光机厚度则超过20mm,透过率较低。光波导方案分为几何光波导和衍射光波导,其中几何光波导又称阵列光波导,其采用半透半反镜阵列作为出瞳扩展器,服从的是入射角等于反射镜的反射定律,对构成全彩显示的三原色的入射光无色散作用,从而可以保证画面无明显的色彩偏差,但由于目前生产工艺及制造的瓶颈,几何光波导显示有明显的光栅条纹,影响可视性。衍射光波导采用的是衍射光栅作为耦入耦出器件,目前使用较多的衍射光栅方案有Hololens的倾斜光栅、MagicLeap的二元光栅以及WaveOptics的圆柱光栅,但无论何种形式光栅,均会出现色散效应,所以无法做到较好的色彩表现,同时衍射光波导的光效相比几何光波导也较差。
近眼显示器件:VR与AR头显对显示器件需求差别较大。VR头显追求高分辨率、大视场角,目前主流产品采用TFT-LCD(快速响应液晶),其存在显示颗粒感严重、重量大问题。苹果预计2022年第四季度发布VR眼镜,将搭载索尼4KMicroOLED显示屏,相对于TFT-LCD而言,其像素尺寸及屏幕大小均能得到稳步进步。AR头显则追求轻量型、低功耗和高亮度,目前AR头显主要有4种显示器件,分别是硅基LCoS显示器、硅基MicroOLED显示器、硅基MicroLED显示器以及DLP显示器。硅基LCoS显示器的优点是分辨率高,亮度随光源亮度变化,缺点是成像系统复杂,对比度较低;硅基MicroOLED显示器的优点是自发光,成像系统简单,缺点是亮度低,寿命较短;硅基MicroLED显示器的优点是自发光,成像系统简单,亮度与对比度高,缺点是目前彩色技术方案不够成熟,整体良率较低;DLP显示器的优点是