互联网传媒行业：初探元宇宙.pdf

初探元宇宙毕马威中国毕马威中国2022年年03月月 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙12021年可以被称为“元宇宙”元年。继2021年3月沙盒游戏平台Roblox将“元宇宙”概念放入招股书中，被称为“元宇宙”第一股后，Facebook更名为Meta,引发全球范围内资本市场和业界的广泛讨论，形成元宇宙现象。迈入2022年，元宇宙仍然热度不减。2021年底上海市正式将元宇宙纳入电子信息产业发展“十四五”规划，新年伊始各地陆续召开的地方两会中“元宇宙”也成了热词。作为尚未落地的概念性新兴事物，“元宇宙”充满了未知。什么是元宇宙？元宇宙的技术生态有何构成？未来元宇宙中的工作和生活是什么样？将为相关产业带来哪些变革？元宇宙落地面临的挑战是什么？带着对这些问题的探索，这份 初探元宇宙报告，在全景呈现元宇宙生态图谱的基础上，从元宇宙的起源定义、基础硬件和核心技术、十大应用场景展望、以及机遇与挑战等四个维度进行了解析，以期多方位为各界前瞻这一新兴技术，在互联网3.0的浪潮中夺得先机。前言pOnQoNtNpPtNrNwPtQtRrRaQbPbRsQoOsQmOjMrRoNjMqQpQ9PpOmNuOrMtNMYqQrQ1.1 起源1.2 定义及特征1.3 元宇宙生态346卷首语毕马威中国1.元宇宙的起源、定义及特征32.1 感知交互设备2.2 网络传输2.3 芯片算力8910卷首语毕马威中国2.元宇宙基础硬件7卷首语毕马威中国3.元宇宙核心技术113.1 区块链3.2 人工智能3.3 云技术3.4 数字孪生专题：虚拟数字人1213141517卷首语毕马威中国4.元宇宙的十个应用场景展望18卷首语毕马威中国5.机遇与挑战264.1 娱乐4.2 社交4.3 零售4.4 制造业4.5 金融4.6 医疗4.7 远程办公4.8 教育培训4.9 研发4.10 城市治理19202021222323242425 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙31 1.1 1 起源起源元宇宙的概念最初来源于1992年出版的美国科幻小说雪崩，书中描述了一个平行于现实世界的网络世界 Metaverse,所有现实世界的人在Metaverse中都有一个替身（Avatar）。真实世界的人通过控制其替身，在Metaverse中进行人际交往和竞争以提升自己的地位。Metaverse 由“meta”和“universe”两个词组成，意为超越/元宇宙。2021年3月，沙盒游戏平台Roblox将“元宇宙”概念放入招股书中，被称为“元宇宙”第一股，随后Facebook更名为Meta,进一步引发全球范围内资本市场和业界的广泛讨论，形成了“元宇宙”现象。2021年可以被视为“元宇宙”元年。元宇宙在这个时间点获得广泛关注，一方面得益于各种核心技术、硬件不断发展，使得一些面向消费者的产品不断完善和落地，例如Oculus Quest2自2020年开始发售以来，销售量已经超过1000万台1，新一代的Quest也正在开发中。另一方面，新冠疫情的爆发极大改变了人们工作和生活方式，迅速推动了网上购物、远程办公、视频会议、线上教学等的普及。同时，新冠疫情也极大加速了企业的数字化转型。毕马威面向全球大企业CEO的调查显示，80%的受访者表示疫情加快了企业的数字化转型，其中30%表示当前进度已远超之前预期2。重大的社会事件往往会对经济发展带来多重效应。例如2008年的次贷危机一方面带来了全球的经济衰退，但另一方面，也正由于经济危机使得人们的收入受到影响，为共享经济公司提供了发展机遇。互联网经济在经历了1.0和以移动互联网为标志的2.0发展阶段后，用户红利和时长红利增速均已趋于见顶，而元宇宙作为虚拟世界和现实世界融合的载体，蕴含着社交、内容、游戏、办公等场景变革的巨大商业机遇，给未来人类的生存环境和生活方式带来无尽想象。元宇宙的起源、定义及特征011VR设备终于出了第一个爆款！2022将是关键一年，华尔街见闻，https:/ 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙41 1.2 2 定义及特征定义及特征目前针对元宇宙还没有公认的定义，从业界针对元宇宙的诸多讨论来看，元宇宙是由包括区块链、AI、交互传感技术等集成类技术赋能的一个实时在线网络，是数字和物理世界相互作用下形成的有机生态体系，对生活、工作、商业、经济带来深远影响。资料来源：网络公开资料整理，毕马威分析Dave Dave BaszuckiBaszuckiRoblox CEO元宇宙是持久的、共享的3D虚拟空间，人们在元宇宙中拥有自己的虚拟分身，可以进行娱乐、工作和创新。Mark ZuckerbergMark ZuckerbergMeta CEO元宇宙是继互联网之后的计算平台，可以将其看作是实体化的互联网。用户在元宇宙中不再浏览内容，而是在内容中。Matthew BallMatthew BallVC投资人元宇宙是一个由实时渲染的三维虚拟世界组成的大规模、可互操作的网络，可由有效的、无限数量的用户同步和持续地体验，具有个人存在感，并具有数据连续性，如身份、历史、权利、物品、通信和支付。Satya NadellaSatya NadellaMicrosoft CEO提出企业元宇宙概念，期望元宇宙可以打破现在的通信和业务流程之间的障碍，把他们融合在一起，让工业场景更为便捷。黄仁勋黄仁勋英伟达CEO元宇宙将虚拟世界与现实世界连接到了一起，物理世界对人际交往所造成的阻隔将被打破。这一虚拟世界构思精妙并拥有真实可行的经济体系，用户所拥有的虚拟分身和数字资产与真实世界具有可类比性。马化腾马化腾腾讯CEO虚拟世界和真实世界的大门已经打开，无论是从虚到实还是由实入虚，都在致力于帮助用户实现更真实的体验。表1各界对元宇宙的观点看法清华大学新闻与传播学院新媒体研究中心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，它基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。Roblox在其招股书中列出了元宇宙的八大特征，分别是：身份（Identity）、朋友（Friends）、沉浸感（Immersive）、低延迟（Low Friction）、多元化（Variety）、随地（Anywhere）、经济系统（Economy）和文明（Civility）。Beamable公司创始人Jon Radoff也提出“元宇宙”构造的七个层面：体验（Experience）、发现（Discovery）、创作者经济（Creator Economy）、空间计算（Spatial Computing）、去中心化（Decentralization）、人机互动（HumancomputerInteraction）、基础设施（Infrastructure）。2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙5综合来看，我们认为元宇宙具备如下几大核心特征：沉浸式体验：参与和沉浸感是目前元宇宙最明显的特征之一，也是近期元宇宙发展的主要突破口。沉浸感改变了传统人与科技之间的互动方式，是元宇宙最吸引人的标签。XR（扩展现实）技术包含了AR(增强现实)、VR（虚拟现实）和MR（混合现实），这一技术集群的不断发展帮助元宇宙实现无处不在的沉浸感，并从游戏、社交等泛娱乐体验逐步延伸到各种现实场景的线上线下一体化，满足人们对极致娱乐体验和效率提升的需求。开放性：构成元宇宙的系统需要开放各类技术接口给第三方，实现生态的丰富和多样化，这样才能够包容海量用户和内容。以Roblox的商业模式为例，开发者友好和P/UGC模式使其在2020年实现了平台使用总时长约306亿小时，活跃用户的日均使用时长则达到了2.6个小时3。同时，设备需要具备兼容性和低门槛的特征才能实现海量用户实时在线，达到其强社交的社会属性。虚拟身份：现实世界的用户可以在元宇宙中拥有一个或多个身份。现实世界中的人运用虚拟分身进行社交、消费、娱乐甚至生产。同时，在不同的监管模式下，虚拟身份和现实身份之间的关系可能是“前台虚拟，后台实名”，也可能是匿名的。元宇宙中的虚拟身份未来可能会成为新的消费主体。不断演化：元宇宙的存在是不间断并不断演化的。无论参与者在线还是离线，元宇宙内的事物仍在继续发生和发展，并且对参与者的虚拟身份产生影响。虚实互动：数字孪生等技术通过模拟和复制物理世界，将数字世界的边界延伸，并反作用于物理世界，两者的边界逐渐融合，数字世界和物理世界产生互动、互相影响。新的确权方式：在传统的农业、工业经济体系中，价格的基础是供给和需求的关系。增加生产会带来边际成本，并且产品的拥有和使用通常具有排他性，稀缺性成为决定价格的关键。在互联网时代，信息复制的边际成本几乎为0，信息的传播也更为快速，但确权的难题使得信息的使用者并不一定为此付费，而信息生产者可能难以从使用者手中获得报酬。在元宇宙时代中，借助于NFT（非同质化代币）等区块链技术，每一个文件、数字物品都可以被打上独有的标签，或者赋予特殊的涵义，从而成为可被认证的、独一无二的产品。未来元宇宙中的定价体系可能是由市场对该商品的共识、稀缺性及流动性等多因素共同决定的。元宇宙3Roblox招股书，https:/www.sec.gov/Archives/edgar/data/1315098/000119312520298230/d87104ds1.htm 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙6图1元宇宙生态图谱1 1.3 3 元宇宙生态元宇宙生态元宇宙是一个由多种技术构成的生态体系，它包括感知交互设备、网络传输、芯片算力等基础硬件，以及在此基础上，由人工智能、区块链、云服务等核心技术共同构建的数字世界。元宇宙在消费者端（to C）、企业端（to B）、政府端（toG）都可以被广泛使用，对娱乐、购物、远程办公、金融、制造业、城市治理、研发等领域带来深刻影响（图1）。同时，元宇宙带动的经济和商业模式的变革，也必将催生新的产业，形成新业态和新物种。5G/6G WIFI6低轨卫星+6G 融合网络CPU/GPUFPGA应用场景应用场景XR等可穿戴设备脑机接口传感器机器学习计算机视觉自然语言处理云计算云渲染分布式账本智能合约NFT非同质化代币感知交互感知交互网络传输网络传输芯片算力芯片算力人工智能人工智能区块链区块链云服务云服务核心技术核心技术底层硬件底层硬件城市治理城市治理研发研发制造业制造业娱乐娱乐社交社交和其他和其他购物购物教育培训教育培训医疗医疗和其他和其他金融金融远程办公远程办公供应链供应链企业服务企业服务基建基建交通交通旅游旅游To GTo GTo BTo BTo CTo C政务管理政务管理和其他和其他数字孪生数字孪生物体孪生人物孪生系统孪生云储存边缘计算ASIC 量子计算资料来源：毕马威分析 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙7元宇宙技术涉及包括芯片、5G传输、人工智能、区块链等多领域硬件及软件核心技术及其应用，被视为融合多项科学技术的集大成者。也正因如此，元宇宙产业的整体技术发展很大程度依赖其各个子赛道的科技进度，木桶效应较明显。目前很多技术和解决方案还停留在概念阶段，如在LCoS（硅基液晶）或microLED（微LED）屏幕上实现高分辨率高刷新率实时屏显、毫秒级别万兆网络传输、可自由创作的强人工智能等方面。元宇宙产业的整体技术发展还处于萌芽阶段，距离接棒移动互联网成为数字经济下一站还有较长的道路要走，需要多方面技术的协同发展。硬件基础设施作为元宇宙的底层生态支持，不仅明确了元宇宙产业的基本技术框架，其发展路径也为未来产业整体技术迭代、升级和进化指明了道路。现阶段，元宇宙产业相关硬件的技术发展主要集中在以下几个方面。元宇宙基础硬件02 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙8图2AR/VR头显设备全球出货量，单位：百万5.77.176.70204060801002 2.1 1 感知交互设备感知交互设备目前元宇宙产业对于交互设备有两种比较主流的思路，第一种是通过可穿戴设备如XR头盔、智能手环、电子皮肤等设备采集人体活动信号，同时通过头显设备做输出显示，完成交互；第二种是脑机接口思路，通过体内植入或头部外接的形式，直接采集脑电波或电信号，再经计算、编译等步骤，完成人机交互。以XR设备为交互媒介的研究起步较早，2012年就有比较成功的商用案例，行业中业已研发出了应用于头部显示装备的Inside-out光学跟踪系统和基于手柄在六自由度运动轨迹（三维空间中动作所包含的前、后、左、右、上、下六个维度）的6DOF动作跟踪技术，形成了目前行业较为成熟的“Insideout+6DOF”的空间定位加动作捕捉解决方案，在Oculus Quest 2、Pico Neo 3和三星Odessey等XR设备上普遍应用。据IDC统计，2020年全球虚拟现实终端出货量约为710万台，预计2024年终端出货量将达到7670万台。4而脑机接口的概念目前还处于实验状态，尚无成功商业落地的案例，因此从技术储备角度来看，XR设备是目前最有希望实现元宇宙现阶段发展需求的交互设备，也成为未来元宇宙基础建设的重点。资料来源：IDC，Statista,毕马威分析*为预测值虽然XR设备发展起步较早，商业化程度高，出现多款消费级别产品，但距离满足元宇宙对于交互设备的要求仍有很长道路要走。主要问题集中在XR设备的近眼显示技术，尤以“纱窗效应”问题最引消费者关注。因为XR设备为近眼显示设备，对于屏幕和内容的分辨率和刷新率有着极高的要求，当屏幕和内容的分辨率不足时，人眼会直接看到显示屏的像素点，就好像隔着纱窗看东西一样，其根本原因是低分辨率下实时渲染引发高对比度边缘出现分离式闪烁现象。要解决这个问题，就需要提升XR设备的分辨率达到人类单眼分辨率级别，即12540 x6840像素，此数值介于8K（7680 x4320）和16K（15360 x8640）分辨率之间，因此要达到“视网膜”般的拟真效果，8K分辨率是最低门槛。同时为了防止近眼显示出现眩晕现象，4中国信通院，2021年3月，虚拟（增强）现实白皮书，37页，图10，http:/ 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙9120Hz以上的高刷新率也是必要条件。因此，满足XR设备高刷新率、高分辨率，同时还兼顾移动性和能耗的显示技术和屏幕成为近眼显示领域亟待攻克的难题，为业界技术发展提供了方向。图3现阶段主流XR一体机分辨率6.84153601254076803840366419202160432068408640Oculus Quest 2/Pico Neo 3Pico G2 4KS/4K UHD8KXR视网膜16KHTC VIVE Cosmos170028801600VALVE Index SAMSUNG Odyssey资料来源：毕马威分析2 2.2 2 网络传输网络传输元宇宙最大的特点就是完全沉浸感，因此高分辨率、低时延的画面传输对元宇宙体验来讲是必须项，这对于网络传输的带宽、延迟提出了新的需求，同时元宇宙内数以亿计的交互用户量级将对网络传输的可靠性提出更高要求。目前主流消费级XR设备分辨率均为2K，部分可达到4K分辨率，但距离理想元宇宙终端至少8K的分辨率还有一定距离。4K分辨率下，经H.265标准压缩比压缩后，4K内容需要的理论传输速率需要在12到40兆每秒之间5。根据中国信通院2021年调研数据显示，我国4G移动网络在重点城市场景中的实际数据下载速率整体稳定在40兆到80兆每秒之间，5G移动网络在各重点路段平均下载速率整体稳定在600兆至1000兆每秒之间6，可以满足移动4K分辨率XR设备的对于网络带宽的要求。而8K的分辨率是76804320，是4K分辨率的4倍，经H.265标准压缩比压缩后，8K内容需要的理论传输速率约288至960兆每秒7，远高于目前我国4G移动互联网的平均下载速度。54K分辨率为3840 x 2160，假设帧率60fps，位数为8bits/color，H.265标准压缩比35010006 中国信通院，2021年5月，基于用户体验的移动网络质量白皮书（20201年），24页78K分辨率为76804320，假设帧率120fps，位数为12bits/color，H.265标准压缩比3501000 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙10但是在我国主要铺设的的5G sub-6网络下，网络下载速率理论峰值可达到2000兆左右，处理8K分辨率的XR设备数据吞吐较为可行。5G网络除了高带宽的特点契合未来XR设备的发展方向外，其低延迟、可处理海量连接的特性也为元宇宙虚拟世界与现实之间超大型高质量交互提供了可能性，因此5G网络尤其是5G终端的普及和基站的覆盖率对于满足现阶段XR设备无线化、轻量化起着决定性作用。我国目前5G终端用户达到4.5亿，5G基站约115万个，地级市和超过97%的县城城区实现5G网络覆盖8，为我国发展元宇宙基础网络建设打下了坚实的基础。展望未来，元宇宙由于其完全沉浸感和高仿真性及复杂性，有可能产生人类历史上最大的数据量，因此对于低延迟和高带宽的需求，未来6G的推广和普及将成为关键点，同时，未来元宇宙强调“随时、随地”的概念，因此对于网络接入性将会有着更高的要求，但现阶段基站覆盖+终端接受的模式存在信号受地域影响无法触达或信号差等问题，因此世界各国也在积极开展对“低轨卫星+5G/6G”融合网络的探索。2 2.3 3 芯片算力芯片算力元宇宙需要大量高质量的、独特的、并且可供自由探索的内容丰富和填充其数字世界，仅靠用户生成内容（UGC，User Generated Content）和平台生成内容（PGC，Platform Generated Content）是远远不够的，随着人工智能算法的不断优化，芯片所提供的算力不断提升，人工智能生成内容（AIGC，AI-GeneratedContent）逐渐成为业界对于海量内容创作的主要解决方案。但是AIGC需要强AI的支持，目前主流的人工智能训练多是基于卷积神经网络的深度学习网络，计算量极大，因此业界通常会选择利用更高算力的处理器对训练过程进行加速。元宇宙离不开人工智能的发展，同时也需要对终端进行实时仿真环境渲染和物理碰撞的模拟，传统CPU的运算能力远不能满足其高速计算量，因此未来元宇宙需要更专业、更高效的人工智能芯片，如可针对特殊应用开发的专门应用集成电路芯片（ASIC，Application Specific Integrated Circuit），或者具有高度可定制化的现场可编程门阵列芯片（FPGA，Field Programmable Gate Array），同时也需要有更高性能和渲染能力的GPU芯片。现阶段芯片设计和制造需考虑到材质的物理极限，像GPU通过叠加CUDA核心数量来提升算力的堆料思路已不足以应对元宇宙指数级增长的算力需求。随着芯片制程工艺愈发先进，传统硅基芯片的制造已逐渐逼近摩尔定律的物理极限，业界亟需另辟蹊径寻找新材质、新科技、新架构以实现算力的量变到质变，量子计算、硅光芯片和光子芯片等未来技术也正得到越来越多的关注。8人民日报，2021年11月28日，我国5G终端用户占全球80%以上，http:/ 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙11元宇宙整体技术发展不仅需要底层硬件的支持，同样也需要上层应用和算法的突破，随着应用技术的迭代和算法的优化，现阶段元宇宙已初步具备游戏、娱乐、教育、生产、社交、创作和交易等现实功能，也已具备身份、朋友等社会属性，同时由于引入了区块链的概念和技术，使得元宇宙具备构建去中心化经济体系的能力，距离初步构建平行于现实的虚拟数字世界更近一步。元宇宙核心技术03 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙123 3.1 1 区块链区块链在万物数字化的元宇宙中，现实世界中基于“实体”和“信用”的认证体系已经不能和数字世界相匹配，因此在元宇宙的价格体系和交易体系主要是建立在区块链的概念之上。区块链的本质是分布式账本，通过哈希算法及时间戳技术储存数字信息，然后通过分布式存储和广播共识机制确保交易认证的正确性和不可篡改性，因此区块链技术具有高效（无需第三方）、稳定（全自动化）和透明（全链广播共识机制）等优势，可以有效地解决元宇宙中价值归属、流通、变现和虚拟身份等认证问题。元宇宙中数字身份、游戏道具或专有饰品等具有唯一性和不可复制性的数字资产在元宇宙世界中的交易和流通则更为复杂，因此基于区块链技术的非同质化代币（NFT，Non-fungible Token）概念被广泛应用于此。NFT技术是区块链技术的一个分支，通过将记载着交易信息的凭证电子化，使其可以在区块链上储存，并通过区块链的共识机制广播至全链路确保其实时性和不可篡改性。同时NFT还兼具不可分割、不可复制和唯一性等特征，使其在特殊数字资产的确权和交易上有着广阔的发展空间，2020年NFT市值达到3.38亿美元，同比增长139%，并且截至2021年3月NFT作品单笔成交额最高达6934万美元（Beeple Everyday,March11th,2021）9。随着元宇宙概念的兴起和人们对于个性化意识的日益提升，NFT概念及其技术的发展将会受到持续关注。图42018年至2020年全球涉及NFT概念的交易总市值，单位：百万美元资料来源：Statista,毕马威分析40.96141.56338.040501001502002503003504002018201920209Statista,Marth 16th,2021,“NFT”,Page 2,figure“The 50 biggest NFT sales worldwide as of March 16,2021 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙13目前区块链领域的痛点来自于两方面，一方面，随着区块链的发展，链上交易数量呈几何级增长，对于基于分布式账本和全局共识机制的区块链来讲，节点存储的区块链数据体积会越来越大，数据储存成为潜在问题，并且随着区块以及节点的体积不断增长，其数据确认时间越来越长，严重影响交易效率；另一方面，跨链数据交互问题，随着区块链概念的爆火，各种公链、私链如雨后春笋般出现，而目前并没有公认的跨链技术标准，各种技术方案层出不穷，导致跨链交易难、效率低、费用高。这两方面原因都将严重影响其在元宇宙体系建设中的应用，是未来区块链领域亟待解决的难题，但也为未来技术迭代、发展指明了方向。3 3.2 2 人工智能人工智能人工智能作为元宇宙的技术支撑近年来发展迅速，以美国为首的发达国家利用互联网和科技巨头大力布局人工智能产业，已形成较为完善的AI技术生态。中国起步稍晚，但得益于人口基数大，数据积累上有天然优势。数据量规模对于算法训练、人工智能具有十分重要的意义，我国已明确将数据作为新时代重要的生产要素10。随着国产化进度的不断提升，我国在人工智能领域也具有巨大发展机遇。人工智能可以为元宇宙大量的应用场景提供技术支撑，其在元宇宙中扮演的角色可谓举足轻重，其应用主要集中在智能语音、NLP自然语言处理、机器学习和计算机视觉四个方面，为元宇宙中用户与用户、用户与系统、不同系统之间的沟通与交流提供了技术理论和应用框架。具体应用包括通过NLP自然语言处理人机之间的交流与沟通，在增强实时沟通效率的同时弱化系统NPC的机器属性；通过智能语音算法，完成不同语言玩家之间的无障碍交流；通过海量数据进行机器学习，训练人工智能进行内容创作，从而达到从UGC和PGC到AIGC的转变。目前人工智能还停留在弱AI阶段，即人工智能只能在人为设定条件下进行互动和创作，未达到自主学习和成长的阶段，因此现阶段人工智能在元宇宙场景中的技术发展主要集中在从弱AI到强AI的转化，通过优化机器学习模型算法，从监督或半监督机器学习模型如决策树、SVM向无监督机器学习模型如深度学习、强化学习发展，加强人工智能自主创作能力以便为用户提供不重复、定制化、可自由探索的游玩体验。10 中华人民共和国中央人民政府，新华社，2020年4月9日，中共中央、国务院关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见，http:/ 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙143 3.3 3 云技术云技术现阶段基于云技术的应用形态呈现出多样化的趋势，从云储存到云计算再到云应用，云服务器位置根据需求也各有不同，向云、雾、边、端等各种不同方向发展。目前云技术在元宇宙中的发展主要集中在三方面：算力，储存和渲染。在算力方面，元宇宙作为完全数字化虚拟时空，其中人、机、物及其之间的交互都需要依赖相当高的算力，同时作为完全拟真世界，全时域实时稳定运行对于服务器的可靠性也提出了相当高的要求，普通本地中心化IDC无法满足，而云计算作为架设在分布式机群上的计算平台，在满足元宇宙对于高算力和稳定性要求的基础上，还兼顾低延迟和不同地区定制化配置的需求。在存储方面，元宇宙是基于区块链技术来搭建价值和交易体系的，而区块链的本质是通过分布式账本达到去中心化交易。因此基于云端的分布式计算集群更契合区块链的去中心化交易思维，同时也避免单个区块链节点数据过量储存的问题，同时分布式的数据储存可以通过相互备份形成类似“raid阵列”效果保护数据整体一致性，提高数据丢失容错率和数据恢复操作空间。在渲染方面，元宇宙作为主打“随时、随地”轻量化概念的世界级应用，需要大量的算力进行图片渲染和物理碰撞模拟，对于终端的性能和承载能力有着极高的要求，有悖于元宇宙“anywhere，anytime”的轻量化设计初衷，也不利于市场推广，因此利用云渲染可动态分配算力的优势，分离运算端和显示端，在云端完成画面渲染然后利用最近CDN以低延迟推送画面到终端才是未来云计算在元宇宙的技术发展方向。2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙153 3.4 4 数字孪生数字孪生数字孪生（Digital Twin）的概念最早被美国航空航天局（NASA）应用于阿波罗项目中，通过制造两个完全一样的空间飞行器，利用留在地球的飞行器对在外太空执行任务的飞行器进行仿真试验和模拟，而留在地球的飞行器（Apollo MissionSimulator）也被称为“模拟器”或“孪生体”，由此引出了数字孪生的概念雏形。2003年，密西根州大学的迈克尔格里夫斯教授教授首次提出了“物理产品的数字表达”概念，认为物理产品的数字表达应具备抽象表达的能力，并能够对物理产品进行真实条件或模拟条件下的测试。2014年，在其撰写的“Digital Twin:Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication”中，格里夫斯教授首次引入了数字孪生的概念并对其进行了详细的定义，根据其理论框架，一套完整的数字孪生体系应包括物理空间、虚拟空间、联结物理空间和虚拟空间的数据流、联结物理空间和虚拟空间的信息流等要素。其定义也被各界广泛接受，并广泛应用于产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域。数字孪生作为仿真和模拟领域的前沿技术，与元宇宙构造现实社会的拓展和延伸的概念高度相符，成为元宇宙在虚拟世界中构建现实世界数字孪生体的基础应用，将极大程度提升元宇宙的构建效率与真实体感。随着底层技术的发展和元宇宙概念的火爆，数字孪生的概念逐渐走入人们的视野，业界也在积极探索其应用。微软公司就曾在其模拟游戏微软模拟飞行2020中通过与奥地利初创公司Blackshark.ai合作，基于卫星数据和数字孪生技术生成地球3D数字孪生体，为玩家提供提供结合地理空间数据和三维模拟环境的飞行体验。而美国的Nvidia公司基于现实世界物理定律和逻辑，构建并发布Omniverse开放式创作平台，利用其强大的PhysX物理模拟引擎和RTX光线追踪技术为创作者提供了构建数字化现实世界的技术平台，降低了数字孪生的创作门槛。不仅如此，Nvidia还开发了Omniverse Avatar工具平台，集成了基于NLP算法的语音识别与交互、人工智能、视频渲染等前沿技术，为基于现实人物照型构建虚拟数字人提供了工作平台。2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙16随着物联网技术和5G移动网络传输技术的发展，利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，数字孪生的仿真过程越来越实时和精确，在其技术发展过程中，孪生体的形态也逐步发生改变：从概念初期在现实世界制造1：1完全模拟体，到应用阶段利用现实世界中的小比例物理模型进行模拟，再到现阶段利用动补和3D建模技术在数字或虚拟空间中进行全态、全时段模拟。其模拟对象的范围也伴随其模拟能力的增强而不断扩大，从对单一现实中物体如汽车、飞机的运动轨迹及状态进行模拟，到对现实中复杂性系统工程的运行状态进行模拟如数字工厂、模拟区域天气系统，并且随着人工智能和感知交互技术的发展，其模拟目标呈现出从物体到有机生命体的演变趋势。同样，作为系统性、多学科交叉领域，数字孪生领域也有木桶效应，需传感器、芯片算力、3D视频渲染、全息显示、空间算法等多方面技术协同发展，方能共建元宇宙美好未来。图5数字孪生发展现状及趋势资料来源：毕马威分析较成熟发展中待发展现实空间对象维度状态生命体社会与文明系统物体全时段环境/状态全时段+全态推演预测环境/状态运动轨迹数字空间中3D模型虚拟空间数字身份现实中多比例模型现实中等比复制体虚拟空间全对象模拟全维度模拟全状态模拟仿真数据孪生数据模拟数据数据流建议信息预测信息反馈信息信息流 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙17虚拟数字人随着元宇宙概念的盛行，虚拟偶像、虚拟主播、虚拟员工等也开始进入大众视野，据预测，2030年我国虚拟数字人整体市场规模将达到2700亿元11。这一系列拥有数字化外形的虚拟人物，与具备实体的机器人不同，主要依赖手机、PC等电子屏显示设备存在，且具备三大主要特征12：人的外观，具有特定的相貌、性别和性格等人物特征；人的行为，具有用语言、面部表情和肢体语言表达的能力；人的思想，可以在不同的情境下与人交流互动。在此基础上，根据外观拟人程度的不同，可以进一步细分为二次元、3D卡通、3D超写实和真人形象等四种类型，例如虚拟歌姬洛天依、百度的虚拟AI助理度晓晓、虚拟偶像AYAYI和新华社的AI合成主播新小萌。根据交互方式的不同，虚拟数字人又可以分为智能驱动型虚拟数字人和真人驱动型虚拟数字人。智能驱动型虚拟数字人主要是以深度学习技术驱动其语音、面部表情和肢体动作等，本质上是人工智能，但会拥有一个定制化的虚拟外表。智能驱动的虚拟人受到各种感知技术，包括语音合成、自然语言处理、语音识别等各类技术综合影响。例如，初代虚拟偶像初音未来、以及清华的虚拟学生华智冰就分别是该类型数字人在文娱和教学领域的应用。真人驱动型虚拟数字人是以真人为核心，用户可以通过3D建模、动作捕捉、渲染等技术，在网络上形成一个自己的虚拟化身。相对于智能驱动型，真人驱动型的使用互动感高，目前多应用于泛娱乐领域。例如B站的部分主播通过动作捕捉平台，建立自己的虚拟形象，并以虚拟形象与其他用户互动或者表演。目前虚拟数字人已经在娱乐、零售、教育、金融等多领域有了落地场景，未来还将被更加广泛地被应用到文旅、医疗、甚至工业、制造业中。11 2700亿元市场规模！虚拟数字人会是下一个风口吗？腾讯新闻，https:/ 年虚拟数字人发展白皮书，2020年12月，中国人工智能产业发展联盟，http:/ 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙18十八世纪“科幻小说之父”凡尔纳曾在小说中畅想过潜艇和火箭，当时天马行空的想象如今早已成为现实。人类也许将见证新的科幻照进现实，元宇宙世界正在从科幻小说中逐步脱胎成型。元宇宙技术虽然仍处于早期，但一旦落地也可能对诸多行业带来深远影响。元宇宙在以下十个领域的应用场景尤其值得期待，包括娱乐、社交、零售、制造业、金融、医疗、远程办公、教育培训、研发、城市治理等。元宇宙的十个应用场景展望04 2022 毕马威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。初探元宇宙初探元宇宙194 4.1 1 娱乐娱乐在互联网1.0和移动互联网时代，头部公司通常在某个核心用户需求上形成突破，例如资讯、社交、娱乐和购物等，继而通过流量优势逐步拓展外延，形成生态。娱乐有望成为元宇宙的核心需求突破口，利用其技术的升级所带来的沉浸感为用户带来显著的体验提升。游戏：游戏是基于对现实世界的模拟、延伸、天马行空的想象而构建的虚拟世界，伴随底层硬件和技术的发展，游戏的概念已逐渐从单机电子游戏向大型多人、实时在线、开放世界发展，这与元宇宙的概念高度相似。大型的人机交互在线游戏构建了一个让用户在其中交流和娱乐的虚拟世界，有一些在此基础上还开发出了类似于现实世界中的社会秩序。游戏可以成为元宇宙应用的一个突破口。以Oculus为例，其应用商店的游戏数量在2021年已经超过了200款，且每周都有更新。PICO的应用商店中游戏数量也有150多款。游戏作品方面，目前与“元宇宙”概念较接近的当属Roblox游戏。这是一款兼容了虚拟