虚拟空间、下一代互联网、数字孪生、扩展现实……这些耳熟能详的关键词都和元宇宙有关，元宇宙概念尚无权威定义，不同参与者以自己的理解不断丰富其含义。从互联网巨头纷纷加码布局元宇宙，到元宇宙首次被写入地方“十四五”产业规划，随着虚拟世界和物理世界融合进程的加速，扎根现实，“以虚促实、以虚强实”的发展方向逐步明确。数实融合赋能文化产业繁荣发展
访中国信通院云大所副总工王蕴韬
2021年10月，社交媒体巨头Facebook更名为Meta（元），“元宇宙”成功入选由国家语言资源监测与研究中心发布的“2021年度十大网络用语”，全世界似乎都在谈元宇宙。元宇宙背后的关键技术是什么？它将为文化产业发展搭建怎样的“舞台”？日前，中国信息通信研究院云计算与大数据研究所副总工程师、高级工程师王蕴韬接受《人民邮电》报记者的独家专访，聚焦AR（增强现实）和VR（虚拟现实）技术，就沉浸式技术发展带动文化产业繁荣的相关问题给予解答。
以“沉浸式”技术丰富文化活动体验
记者：AR和VR技术是打造沉浸式体验的核心技术，其发展现状如何？技术本身具有哪些特点？
王蕴韬：AR和VR技术在产业带动下，不断进步和成熟。技术方面，实际上AR和VR走的是完全不同的两条路线：VR旨在打造一个完全独立于现实世界的全沉浸式虚拟空间，而AR则聚焦打造一个围绕现实世界的虚拟交互体验。
对于VR来说，一般业内认为其具备四大要素：多感知性、沉浸感、交互性及自主性，但实际上当前VR技术主要聚焦在视觉层面的沉浸式交互，关键技术主要由动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示、传感器技术、应用系统开发工具和系统集成技术等方面组成。
对于AR来说，目前主要聚焦在对于视觉的增强，主要包括徒手交互（代表技术Voodoo Dolls）和光线投射轨迹交互（代表技术HOMER）。需要注意的是，AR设备是多种多样的，包括但不限于头盔、手持触摸屏设备、投影仪、桌面等。
记者：当前，沉浸式实景体验方面有哪些新的尝试？
王蕴韬：当前元宇宙在沉浸式体验方面已经进行了积极的探索，在消费娱乐、文化教育以及工业制造、智慧城市等方面都有了优秀的产业实践。在社交领域，人们的展示从原来传统的网页资料变成了具有虚拟化身的实时互动，如在《堡垒之夜》举办的现场音乐会，虚拟偶像梅涩甜举办的脱口秀节目《梅得说》等；在办公领域，微软、Meta等推出了基于MR（混合现实）、VR的协同办公平台；在制造领域，BMW与Nvidia正在研发基于Omniverse的新一代虚拟工厂；在医疗领域，国外推出了通过XR（扩展现实）技术提供解剖的视图，山西医科大学第一医院也研发出用于治疗抑郁障碍的阿凡达虚拟诊疗系统。
以文化发展新需求“定制”技术路线
记者：哪些技术特性紧密契合文化产业发展需要？文化产业发展新需求倒逼数字技术提供怎样的服务？
王蕴韬：在数字经济发展的新时代，文化产业发展也出现了新的需求：多样性，以及更便利的交流和分享。数字技术赋能的核心，在于促进文化产业的数字化转型，具体来说，就是通过将文化资源数字化，从而能够将有形或无形的文化遗产、文化遗迹、工艺品、博物馆藏品等资源无缝迁移到虚拟世界，这样不但能够将更多元的文化展示给全世界，而且能够让固定且稀缺的文化资源以更低的成本和更高的效率惠及更多的人民。
而这实际上也对数字技术提出了很大的挑战。一是数据采集的能力。无论是对于图形图像的采集，还是对于物理现象的量化的收集，都需要以摄像设备、传感设备为代表的数据采集能力的全面提升。二是数字建模能力。虚拟世界中的文化物品的重构，已经从像素级的重构向原子级的重构不断发展，面向三维物体的建模技术是其核心。
记者：未来沉浸式体验的发展方向是什么？数字技术发展将为丰富文化活动体验提供怎样的帮助？
王蕴韬：未来元宇宙在沉浸式体验方面的发展将随着人工智能、计算机视觉技术的发展，以及算力的持续提升而持续改善。
具体将呈现三大特点：一是越来越多的物理世界的优秀物质文化遗产将会被“迁移”到虚拟世界，其还原度以及模拟程度将越来越高；二是虚拟世界的文化产业将愈发发达，与虚拟文化遗产的智能交互将更具沉浸式、智能化体验；三是基于虚拟场所、虚拟数字人等的“原生数字文化”将大放异彩，文化产业也将由聚焦从物理世界向虚拟世界的数字化转型，向全面打造基于全虚拟世界的“原生数字文化”而阔步前行。
小贴士
“沉浸式”技术关键点
技术路线
VR：旨在打造一个完全独立于现实世界的全沉浸式虚拟空间。
AR：聚焦打造一个围绕现实世界的虚拟交互体验。
技术要素
VR：多感知性、沉浸感、交互性及自主性。
AR：把物理世界和虚拟世界信息进行“无缝”集成（实时交互）。关键技术
VR：聚焦视觉层面的沉浸式交互。关键技术主要由动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示、传感器技术、应用系统开发工具和系统集成技术等方面组成。
AR：聚焦视觉增强。主要包括徒手交互（代表技术Voodoo Dolls）和光线投射轨迹交互（代表技术HOMER）。
文化产业以虚促实关键点
通过将文化资源数字化，从而能够将有形或无形的文化遗产、文化遗迹、工艺品、博物馆藏品等资源无缝“迁移”到虚拟世界，这样不但能够将更多元的文化展示给全世界，而且能够让固定且稀缺的文化资源以更低的成本和更高的效率惠及更多的人民。
技术观察
Metaverse缘起
“昔者庄周梦为胡蝶，栩栩然胡蝶也，自喻适志与，不知周也。”公元前300年，道家庄周梦蝶，引发梦境与现实联动的思考，2022年元宇宙大热，聚焦数字世界、物理世界融合发展。尽管已经耳熟能详，但元宇宙还没有被广泛认可的确切定义，现在还只是一个仍在发展的概念，不同参与者以自己的理解不断丰富着它的含义。
元宇宙metaverse是meta和universe的组合，meta来自古希腊语，有多层含义，可表示在中间、变换、超越。当时，雅典人把有形事物的相关研究叫作physics（物理学），而把无形事物的相关研究叫作metaphysics（形而上学），meta正是源自这里，元宇宙的“元”取其“超越”之意。那么，为什么使用含义层次丰富的古希腊词根呢？最妙的可能是无法让人一眼看透吧。既是新概念，包含对未来的构想，又需要底层技术持续创新发展来支撑这种构想。
在电气与电子工程师协会（IEEE）网站上搜索“metaverse”，最早的一篇会议论文“Avatars a/spl grave/ la Snow Crash”，于1998年由人体建模与仿真领域的学者发表，研究分析了尼尔·史蒂芬森创作的科幻小说《雪崩》中“化身（Avatar）”在外表、种族、身体动作、情感和个性等方面的特征。科幻小说《雪崩》的故事创造了一个平行于现实世界的网络世界，在现实世界中地理位置彼此隔绝的人们通过各自的“化身（Avatar）”进行交流娱乐。梵语Avatar在宗教层面指从神到人的“下凡”，在游戏语境中意为玩家使用的虚拟身份。
“元宇宙是整合了多种新技术产生的下一代互联网应用和社会形态。”清华大学教授沈阳提出，元宇宙“基于扩展现实技术和数字孪生实现时空拓展性，基于AI和互联网实现虚拟人、自然人和机器人的人机融生性，基于区块链、Web3.0、数字藏品/NFT等实现经济增值性”。从技术层面看，实现元宇宙构想涉及网络和算力技术、人工智能、显示技术和区块链技术等，涉及范围广，相关技术尚不成熟，对应的虚拟与现实层面的经济体系仍需较长时间去验证调整。
元宇宙概念或起源于古希腊，和科幻小说的构想有关，似乎也和科技创新发展关系密切。2021年11月，我国上市企业凡宣布进入元宇宙领域其股票即上涨，元宇宙板块有117家企业，引起证监会关注。概念的堆砌加上不断丰富的含义，让本就模糊的定义变得更难理解，也不禁让大家思考元宇宙是未来还是骗局。本着包容审慎原则，对元宇宙依托的算力网络、人工智能等关键技术，我们给予坚定支持，持续深化信息基础设施建设，对于虚拟层面的社会体系以及还处于未知状态的不明概念，我们要对发展中出现的问题及时加以纠正并筑牢安全底线，避免打着科技的幌子招摇撞骗。
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