今天，元宇宙的发展还在探索中，还没有一个确切的定义，但是我们可以确定元宇宙的一些关键技术，包括计算技术、显示技术、传输技术和建模技术等计算技术计算主要取决于两个因素，一个是硬件（芯片），另一个是算法或计算方式。元界的计算方式很大程度上依赖于云计算。因为展示设备不能太大，展示设备很难单独承担元界需要的计算。这时候，云计算就派上用场了。元宇宙的构建需要巨大的算力，这也将间接推动芯片的发展。AMDCEOLisaSu表示，我们正处于高性能计算爆炸的时期，这推动了对更多计算的需求，以支持影响我们生活方方面面的服务和设备。2021年11月9日，英伟达在GTC全球科技峰会上向市场发布了一项重大业务更新公告，即英伟达未来将为元界提供芯片等基础技术服务。同样从事图形显卡（GPU）开发的AMD最近开始服务于元宇宙的先驱者。11月9日，AMD宣布Meta（前身为Facebook）成为其业务合作伙伴。未来，Meta将从“社交媒体”公司转型为“Metaverse”公司后，将采购AMD芯片以满足Meta对数据中心和计算能力的需求。巨大的需求。VR/AR产品的兴起，也将带动最核心的元器件——芯片的发展。与汽车芯片类似，如今的VR/AR芯片也呈现出脱离手机、独立定制化的趋势。此前，由于VR/AR产品的小众性，很少有科技公司专门为其设计芯片。比如2018年Oculus与小米联合推出的VR一体机产品OculusGo（国内称小米VR一体机），采用了高通2016年推出的移动平台处理器旗舰芯片骁龙821。另外，2014年的OculusRiftDK2的屏幕采用的是三星GalaxyNote3的屏幕，可见早期VR/AR硬件主要依赖手机相关的供应链。但随着市场的扩大，围绕VR/AR产品的技术链也将有机会蓬勃发展，尤其是芯片。2018年，高通发布了XR1芯片，一款专为VR/AR产品设计的芯片。当今最畅销的OculusQuest2使用高通公司的XR2芯片（XR1的第二代）。OculusQuest2的大卖也促使高通逐步发力VR/AR技术链。据传，在XR2成功后，高通成立了专门的部门和团队，继续为VR/AR设备设计芯片。另一方面，苹果、Meta、MagicLeap等科技巨头很可能会继续朝着自主研发和定制的方向发展。据外媒报道，苹果已经在2020年完成了VR/AR芯片的设计，并委托台积电生产采用5nm先进工艺的芯片。从高通到苹果，他们都已经在芯片这一核心领域发力。可以预见，未来VR/AR产品芯片将迎来加速发展期。虚拟世界的运行离不开强大的计算能力，而云计算将因人们不断构建元界而得到全面发展。元界数据量的爆炸式增长导致对算力的需求激增，云计算被认为是元界最重要的基础设施之一。依靠普通人的电脑设备来运行元宇宙庞大的代码是不现实的，而云计算是一个很好的解决方案。连接到虚拟世界，我们需要输入“参数”，即要去哪里，给什么指令等等，就像在游戏中敲键盘输入指令一样。人们在元界中输入的参数远比敲键盘产生的命令复杂。传感器设备收集我们的“输入参数”，丢到云端计算，再转换成元界可以理解的参数。让我们在元宇宙中虚拟化，能够移动或发出命令。传达指令后，接下来就是元界的建模部分。Metaverse中的所有物体和建筑物都是虚拟化的。这就涉及到建模部分。英伟达曾在其在线GTC大会上穿插了几秒钟“假”黄仁勋和背景。需要30多名工作人员首先使用RTX光线追踪技术对黄仁勋进行扫描，从各个角度拍摄黄仁勋和厨房的数千张照片，在英伟达开发的虚拟协作平台Omniverse中对“厨房”进行建模，并最终将真实的与AI结合起来。仅仅建造一个厨房就需要大量的数据来生成和模拟，更何况是一个世界。如果要构建一个逼真的巨大虚拟世界，就需要强大的云技术来支持强大的模拟能力。人类需要获得一定的“反馈”才能连接到元界，而云技术会将这些“反馈”经过一定的计算后传回我们的设备，从而给我们一定的感知反馈。许多科技公司也在积极布局相关设施。例如，Unity最近推出了Unity云分布式计算解决方案。按照Unity官方的说法，这个方案最多可以节省70%的计算时间。在提升整体计算效率的同时，也减少了对本地计算资源的消耗，大大节省了成本。Unity云技术解决方案从计算的角度来看，元界未来将是“云-边-端”的协同模式。但目前，无论是云端还是终端，市场上主流芯片的算力储备都远远不能满足元界应用的需求。尤其是设备端的算力瓶颈是巨大的。这是因为设备侧不仅承担了部分智能感知算法，更重要的是承担了虚实融合的核心逼真图像渲染算法。这类算法需要巨大的计算能力，需要超低的功耗，目前主流的端侧计算芯片（显示设备上的芯片）达不到如此苛刻的技术指标。彭博社此前预测，到2024年，Metaverse将成为一个8000亿美元的市场。其中许多基础设施将达到3000亿美元的市场。由于与计算相关的技术是元界最重要的元素之一，保守估计它是一个千亿美元的市场。这也促使许多公司如Nvidia、AMD、Unity等公司积极布局相关业务。彭博社对元宇宙市场的预测表明，将元宇宙展现给人们的技术离不开虚拟现实（VR/AR）。作为连接现实世界和虚拟世界的重要桥梁，这项技术现在已经吸引了很多人的关注和进入，其中包括很多知名的科技大公司。“Allin”的元界公司Meta较早推出了Oculus系列产品。2020年推出的OculusQuest2被多家知名科技网站评为最值得购买的虚拟现实设备，售价仅为299美元。可以说，OculusQuest2是当今性价比最高的虚拟现实设备。OculusQuest2的推出也帮助Meta占领了超过75%的市场份额（2021年第一季度的出货量）。除了Meta，微软还有自己的虚拟现实设备HoloLens，现在已经是第二代了。第二代HoloLens的售价为3500美元，在性价比上远远落后于Meta的OculusQuest2。苹果也在积极研发虚拟现实设备，预计2022年上市。擅长软硬件结合的苹果未来进入这一领域势必是一个强大的对手。2021年5月，苹果还将以1亿美元收购虚拟现实公司NextVR，以增强其在娱乐和体育领域的VR能力。百度副总裁马杰在XR国际论坛上表示，未来百度将支持元界和VR技术的发展。2021年10月19日，中国联通董事长刘烈宏在2021世界VR技术大会上表示，中国联通将推动VR技术加速发展。IDC数据显示，全球VR设备出货量正在加速增长。预计2021-2025年全球VR头显出货量将保持41%的年复合增长率，预计2021年出货量将从2020年的670万台增加到850万台，将达到2025年2860万个。元界的定义是为用户提供身临其境的体验，如果没有展示的技术，元界对人类来说就是一个空壳。一些技术正在等待元界提供更好更进一步的虚拟体验，比如虚拟会议、虚拟购物、虚拟试衣等等。通过帮助购物者克服在线购物的障碍，他们可以在家中舒适地选择最适合自己的产品。然而，今天的障碍主要是设备价格高，例如VR耳机，这对大多数人来说并不是最负担得起的选择。当今最实惠的设备是Oculus的Quest2设备，但其价格也为299美元（约合人民币1892元）。随着显示技术的提升，相关设备的价格会逐渐下降，降到普通人能够承受的范围内。当前显示技术的弱点在于无论是显示设备还是图像处理和渲染算法都不能完全满足元界应用的技术指标要求。市面上主流的AR/VR显示设备大多存在重量大、功耗高、分辨率差、色偏严重、常伴有眩晕等问题。要获得轻便且性能良好的显示模块，需要在材料科学和光学方面取得重大突破。显示技术还需要一定的时间沉淀和发展。通信技术元宇宙的一个重要元素是与人联系的能力。元界基于VR/AR技术实现交互体验，但是VR/AR技术消耗大量数据，所以将数据传输到云计算再反馈给设备是一个很好的解决方案。然而，今天的技术难点在于实现低时延连接，这对通信技术尤其是5G提出了更高的要求。以前的Oculus耳机（例如OculusGo）基本上是与智能手机配对来渲染和计算他们的世界，使它们变得笨重、发烫，并且图形效果比PC或游戏机所能提供的效果差很多。最新的OculusQuest2虽然不需要连接手机，可以自行计算，但质感还是比较粗糙。显然，AR/VR设备完全计算虚拟世界的渲染和运行是不现实的。我们可以使用云计算将重要的输入参数发送到云端，然后接收输出参数。并且随着5G等更快的连接方式，AR/VR设备将能够远程渲染它们的图形，并进一步快速将结果发送到我们的AR/VR设备上进行显示，就像显示器和传感器的集合。然而，要实现这一点，我们需要大约7毫秒以下的可靠延迟和另一种称为移动边缘计算的技术。为此，我们需要一个独立的5G网络来启用这项技术。移动边缘计算(MEC)在蜂窝网络边缘启用云计算功能和IT服务环境。MEC背后的基本理念是，通过在更靠近蜂窝客户的地方运行应用程序和相关处理任务，可以减少网络拥塞并提高应用程序性能。MEC技术旨在实现在蜂窝基站或其他边缘节点，为客户提供灵活快速的新应用和服务部署。5G这两年很火，很多人都在讨论它的应用场景，而元界将是5G大展拳脚的重要应用场景。5G、6G等相关通信技术将在元界浪潮下得到长足发展，而元界也将因5G、6G等相关通信技术的快速发展，为人们提供更加真实的虚拟体验。元界计算通过5G和更先进的通信技术获得更多的带宽价值，意味着元界的虚拟世界渲染可以在边缘设备上完成，并传输到用户的VR/AR设备上，这意味着随着通信技术的不断发展随着技术的进步，未来几年VR/AR设备的尺寸可能会进一步缩小，让用户使用起来更加舒适。为了使建模技术成为真正的沉浸式平台，Metaverse需要3D环境。构建Metaverse离不开建模，无论是场景、周边物体，还是虚拟人物。要实现这个想法，开发者还有很长的路要走。毕竟，构建一个庞大的3D虚拟世界，需要海量优质的3D内容支持，才能还原真实世界。当今主流的建模方式是3D软件手工建模。目前市面上有大量的专业3D建模软件，如3DMax、Maya、Blender等，不同软件的建模方式多种多样，包括多边形、曲面、参数、反转等，适用于动画、游戏、室内设计等场景的3D模型创作。它的优点是搭建的模型精度高，可以凭想象任意创作。然而，模型师的学习成本往往很高，制作难度大，制作周期长。如果使用3D软件手动建模，则构建元宇宙需要大量人力。随着3D建模知识的普及和技术的飞速发展，工业、3D打印、电商等场景都需要借助专业仪器进行扫描建模，进行模型重建。这种建模方法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的反射信号进行距离测量，通过算法计算出深度数据；光场扫描建模是采用多相机阵列摄影，或使用专业的光场设备进行扫描建模。使用专业仪器扫描建模的最大优势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、纹理和光泽度，提高3D物体渲染的保真度.专业仪器扫描建模的速度远高于人工建模，操作难度较低，可实现高精度建模。但它的缺点是设备越精密，成本越高，而且只能根据实物进行重建，不能进行虚拟创作。它对实物的大小也有一定的限制，而且建模之后还需要专业的3D软件进行编辑处理才能投入使用。目前，Unity是市场上最活跃的布局建模领域。Unity最初是一家专注于开放游戏引擎的公司。后来逐渐发展成为开发和运营交互式实时3D内容的平台，不仅适用于游戏制作，还适用于电影、设计、制造、建筑等行业。2021年11月10日，Unity正式收购视效公司WetaDigital。Unity表示，此次收购的最终目的是将WetaDigital众多先进的视觉特效工具交到全球数百万创作者和艺术家手中。当集成到Unity平台中时，这些工具将大大有助于实现新一代实时3D创意内容并塑造Metaverse的未来。Unity还开发了AI来帮助人们降低相关建模的门槛。目前市场上还没有低成本、低门槛、高效率的建模方法进行建模。构建Metaverse，需要找到一种高效低成本的方法，这也将促进建模技术的发展，无论是相关软件，还是背后的技术和引擎，或者相关人员的培训。
