2022年中国元宇宙产业系列白皮书.pdf

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Stephenson的科幻小说雪崩，描述了一个人们以虚拟形象在三维空间中与各种软件进行交互的世界。概念上，Metaverse一词由Meta和Verse组成，Meta表示超越，verse代表宇宙（universe），合起来有“超越宇宙”的意思，可以理解为一个平行于现实世界运行的人造虚拟空间。元宇宙连接了虚拟与现实，其中有真实的设计和经济环境，是一个能将所有人关联起来的3D虚拟世界，用户在元宇宙中拥有自己的虚拟身份和数字资产，可以在虚拟世界里尽情互动，从事生产经营活动并创造价值。功能上，元宇宙是一个承载虚拟活动的平台，用户能进行社交、娱乐、创作、展示、教育、交易等社会性、精神性活动。元宇宙为用户提供丰富的消费内容、公平的创作平台、可靠的经济系统、沉浸式的交互体验。元宇宙能够寄托人的情感，让用户在有心理上的归属感，用户可以在元宇宙体验不同的内容，结交数字世界的好友，创造自己的作品，进行交易、教育、开会等社会活动。技术上，在传统互联网的基础上，元宇宙在沉浸感、参与度、永续性等多方面提出了更高的要求，因此将会由许多独立工具、平台、基础设施、协议等来支持其运行。随着AR、VR、5G、云计算等技术成熟度提升，元宇宙有望逐步从概念走向现实。在元宇宙的虚拟身份具备一致性、代入感强等特点，用户在元宇宙以虚拟身份进行虚拟活动元宇宙与现实世界的关联在现实世界中从事生产、创造、经营活动在元宇宙中国从事生产、创造、经营活动在元宇宙中的虚拟身份，用以建造虚拟世界的社会关系在现实世界中的物质社会关系、精神社会关系现实资产虚拟资产相互联系现实世界元宇宙来源：头豹研究院400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列2021年3月，沙盒游戏平台Roblox作为第一个将“元宇宙”概念写进招股书的企业，成功登陆纽交所，上市首日市值突破400亿美元，迅速引爆了科技圈和资本圈n元宇宙宏观研究投融资情况来源：华安证券，头豹研究院Roblox数亿美元公共股东2021/3UGC游戏平台MetaAppC轮1亿美元创世伙伴、云九资本、光源资本、海纳亚洲2021/3移动沙盒平台开放商Gather数百万美元红杉资本2021/3虚拟办公平台Rec Room1亿美元红杉资本、指数创投、麦德罗纳风投集团2021/3游戏平台，以VR社交游戏起家Epic Games10亿美元腾讯、索尼等10余家企业2021/4游戏平台，旗下堡垒之夜曾开过虚拟演唱会代码乾坤战略投资1亿元字节跳动2021/5手游研发商、致力于物理引擎开发Wilder World种子轮300万美元Spartan Group等2021/5去中心化艺术家DAO和NFT市场小元世界种子轮400万美元沃尔什财富创投、Nimoca、Brands等2021/5虚拟社区平台海马云战略融资2.8亿元咪咕文化、Ucloud2021/5云计算服务企业融资方融资事件/金额投资方时间融资企业主营业务部分元宇宙相关投融事件，2021年3月-5月nRoblox股价强劲，促使“元宇宙”概念引爆科技圈和资本圈作为元宇宙雏形的沙盒游戏平台Roblox于2021年3月10日成功登陆纽交所上市，上市首日市值突破400亿美元。作为第一个将“元宇宙“概念写进招股书的企业，Roblox吸引了4,200万日活用户和超过700万名内容创作者并开发了超过1,800万种游戏体验，玩家参与时长超过222亿小时，其活跃的开发者生态和用户生态以及商业模式为市场展现了元宇宙未来的发展潜力。Roblox在市场的成功及强劲的股价表现，促使”元宇宙”概念迅速引爆科技圈和资本圈。海外市场方面，游戏平台Rec Room于3月底完成新一轮融资，总额达1亿美元，该企业以VR社交游戏起家，用户已突破 1500 万。4 月中旬，Epic Games融资10亿美元用于元宇宙相关业务开发，创下元宇宙赛道最高融资纪录。中国市场方面，腾讯集团通过投资Epic Games、Roblox等企业布局元宇宙赛道。2021年3月，移动沙盒平台开发商 MetaApp宣布完成1亿美元C轮融资，成为迄今国内元宇宙赛道最大规模的单笔融资。同年4月，游戏引擎研发商代码乾坤获字节跳动近1亿人民币战略投资；5月，小元世界和云游戏技术服务商海马云分别完成400万美元和2.8亿元人民币新一轮融资。400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列元宇宙意在打造一个极度真实的虚拟世界，其对内容的体量、内容之间的交互以及持续的内容再生有着根本性的需求n元宇宙宏观研究内容生产模式完全自生产（PGC）自生产+二次创作（PUGC）玩家生产（UGC）特点创作成本控制核心能力q厂商自建平台所有内容，玩家参与互动q以类“超市”的形式，既有自由，也有外部产品q平 台 提 供Marketplace，所有玩家自由生产交易q强中心化平台是唯一生产方q高故事完整性，低自由度q弱中心化平台与用户共同生产q具备基本故事性，高自由度来源：中信证券，头豹研究院q去中心化用户生产，平台维护q用户完全主导q工业化平台具备极强的内容生产与创作能力q延展性平台与用户生产内容的协同以及较强可拓展性q生产激励对创作者提供激励，反哺更好的内容生产q高成本平台需要庞大的研发团队与研发时长q中成本相对完全自制，部分内容可通过外部创意降低部分成本q极低成本对平台提供基础能力、创作者激励，独立开发者元宇宙的三类内容生产模式n元宇宙的建立以庞大的内容体量为前提目前许多电影、漫画等内容生产商都在打造一个自洽且内容可以不断扩张的IP宇宙，如漫威宇宙系列电影，在13年内累计出品23部电影，12部电视剧。漫威电影宇宙建立在漫威漫画的架空世界，与其它漫画、电影等系列同属一个官方认可的多元宇宙。从漫画到单英雄电影到各英雄的联动发展的同时，漫威也从各类衍生品中加强其宇宙生态的渗透，如游戏、线下乐园等。单一IP或者多个独立IP并不能构成宇宙，打造一系列IP以及它们之间的强关联度，通过各种形态的内容丰富世界观，再加上用户一系列的二次创作（PUGC）才能被称为宇宙。n除了PGC和PUGC之外，元宇宙需要丰富的UGC不断拓宽边界互联网的高速发展已经将内容的生产模式从PGC阶段带入到UGC阶段，助力内容产能和主流社交形态均实现了跨越式的提升。以游戏GTA系列等开放世界游戏为例，起初GTA的内容完全为PGC的生产模式，但是仅以PGC的内容生产方式及大地受到厂商的专业团队产能的限制，后来GTA引入UGC模式，玩家自己制作的MOD涌现，可以添加或替换游戏内容，极大地丰富了游戏的内容体系。UGC 是内容生态的第一级引爆器，以头部内容平台抖音、快手、B 站等为例，广大UGC内容创作者形成了不断膨胀的内容库，能够为元宇宙源源不断地补充内容，拓宽元宇宙内容的边界。400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列数字创造、数字资产、数字市场和数字货币支撑起整个元宇宙的经济体系，由此满足元宇宙用户的数字消费需求n元宇宙宏观研究经济系统元宇宙经济系统的四大要素来源：头豹研究院数字创造数字资产数字市场数字货币元宇宙经济系统简介n数字创造、数字资产、数字市场和数字货币支撑起整个元宇宙的经济体系在元宇宙中，人们进行“数字创造”，产出数字化的产品，并作为可供交易的商品。以短视频APP为例，用户拍摄短视频进行素材创造，拍摄好的短视频也视为用户的资产，也可作为数字化商品卖给平台或其他用户。元宇宙经济市场的繁荣程度很大程度上取决于数字创造者的数量和活跃度。元宇宙中的数字资产具有产权属性，并可作为商品交易。数字资产和区块链的价值体系及加密体系紧密相连，通过加密，可以把数据资产化，人们可以通过共识机制对交易进行验证和确认，为交易行为留下不可被篡改的记录，从而帮助元宇宙的参与者完成对数字产品的确权，建立数字资产。数字市场是数字产品交换用的市场，是整个数字经济的核心。数字市场为用户提供数字产品交易的场所，其中交易的产品，其创造过程和实际交易均在元宇宙中完成。通过运用区块链去中心化等技术，元宇宙拥有自身的货币体系，用户可在元宇宙完成生产经营活动获得数字货币，用以满足自身的数字消费。元宇宙经济系统的要素数字资产数字创造数字货币数字市场交易平台交易所拍卖所币种兑换数字商店资产买卖，数字消费元宇宙子世界A的用户元宇宙子世界B的用户数字创造数字货币资产买卖，数字消费游戏装备IP艺术品道具房屋游戏装备IP艺术品道具房屋数字资产元宇宙子世界B元宇宙子世界A数字货币数字货币400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列元宇宙的崛起离不开庞大技术体系的支撑，支撑元宇宙的六大技术支柱包括区块链技术、交互技术、电子游戏技术、人工智能技术、智能网络技术和物联网技术n元宇宙宏观研究六大支撑技术元宇宙的六大支撑技术来源：头豹研究院区块链技术交互技术电子游戏技术分布式账本智能合约分布式存储共识机制数据传播哈希算法VR虚拟现实技术AR增强现实技术混合现实技术全息影像技术脑机交互技术传感技术游戏引擎3D建模实时渲染人工智能技术计算机视觉机器学习自然语言处理智能语音智能网络技术5G/6G网络云计算边缘计算大数据物联网技术应用层网络层感知层n元宇宙的六大技术支柱区块链技术：区块链技术是支撑元宇宙经济体系的基础。通过分布式账本、智能合约、共识机制等区块链技术，元宇宙去中心化的清结算平台和价值传递机制得以建立，保障价值归属与流转，实现元宇宙经济系统运行的稳定，高效，透明和确定性。交互技术：人体交互技术水平的高低直接决定了元宇宙沉浸感的程度。交互技术分为输出技术和输入技术，输出技术包括头戴显示器、触觉、痛觉、嗅觉等各种电信号转换于人体感官的技术。输入技术包括摄像头，位置传感器，力量传感器等。电子游戏技术：包括游戏引擎相关的3D建模和实时渲染技术。该技术是解放元宇宙用户生产力的关键技术，只有把复杂3D建模的技术门槛拉低到普通民众都能轻易进入，才能实现元宇宙内容创作的“大爆炸”，如美团秀秀把PS的专业门槛拉低到普通民众都能够轻易完成PS，用户即能随时随地创作不断进行内容生产。智能网络技术：云化的智能网络是元宇宙最底层的基础设施，提供高速、低延时、高算力的规模化接入，为元宇宙用户提供实时、流畅的沉浸式体验。云计算、边缘计算为元宇宙用户提供计算能力更强大、成本更低的终端设备，如AR眼镜等。人工智能技术：人工智能技术几乎覆盖元宇宙的所有领域，包括区块链里的智能合约，交互里的AI识别，游戏技术里的道具生成，智能网络里的AI能力，物联网的数据AI等。物联网技术：物联网技术既承担了物理世界数字化的前端采集与处理职能，同时也承担了元宇宙虚实共生的虚拟世界去渗透乃至管理物理世界的职能，只有真正实现了万物互联，元宇宙才能进入虚实共生的阶段。400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列2030年后2021-2025年2026-2030年元宇宙的发展格局演进分为三个阶段，第一阶段为多个独立的虚拟平台陆续出现，第二阶段为元宇宙经济系统开始建立，第三阶段为多个独立的虚拟平台聚合形成真正的元宇宙n元宇宙宏观研究发展趋势展望n数字化程度持续推进，元宇宙逐步走向成熟2021至2025年，随着技术端的不断发展，预计各大互联网巨头企业和一些专注于游戏、社交的头部企业将发展出一系列独立的虚拟平台。这些平台将以“游戏+社交+内容”的泛娱乐形式为主，并且随着通信和算力、VR/AR设备和人工智能等领域的升级，体验和交互形式将更加趋于沉浸。元宇宙在这一阶段达成的指标包括：中国5G渗透率达到80%；云游戏、XR技术实现成熟应用；以腾讯为代表的顶级游戏厂商在次世代游戏取得突破；人工智能实现AI辅助内容生产；中国、美国等主要经济体已经出现多家结合游戏、社交和内容的沉浸式体验平台，且渗透率有望突破 30%。2026至2030年，随着泛娱乐沉浸式体验平台已经取得长足发展，元宇宙将基于泛娱乐沉浸式体验平台的基础向更多的体验拓展，预计部分消费、教育、会议、工作等行为将转移至虚拟世界，同时随着虚拟世界消费行为不断升温，并随着数字人民币等数字货币和基于NFT的数字信息资产化，经济系统开始建立，随之带动部分虚拟平台间实现交易、社交等交互。元宇宙在第二阶段达成的相应指标包括：技术上5G实现90%以上覆盖；虚拟现实技术实现更多感官信息传导；人工智能初步实现AI内容生产；虚拟平台从泛娱乐向更多行业拓展，同时平台的渗透率和使用时长进一步提升，其中渗透率有望突破 50%；虚拟平台经济系统建立，并实现部分平台交互。2030年后为元宇宙的第三阶段，从该阶段起各个虚拟平台将作为子宇宙，逐渐形成一套完整的标准协议，实现各个子宇宙的聚合并形成真正意义上的元宇宙；而这些子宇宙依然保持独立性，只是通过标准协议将交互、经济等接口统一标准化实现互联互通。元宇宙的形态将会随着科技水平提升而随之扩张，同时各个行业将涌入元宇宙体系，打通虚拟和现实的边界，元宇宙由此进入千行百业的数字化的虚实共生的时代。来源：中信证券，头豹研究院元宇宙的发展格局演进分为三个阶段元宇宙发展趋势展望q各大互联网巨头企业和一些专注于游戏、社交的头部企业将发展处一系列独立的虚拟平台q以游戏+社交+内容的泛娱乐形式为主q人工智能实现AI辅助内容生产q元宇宙将向更多的体验拓展，部分消费、教育、会议、工作等行为将转移至虚拟世界q随着数字人民币和基于NFT的数字信息资产化，元宇宙经济系统开始建立q部分虚拟平台实现跨平台交易q各个虚拟平台间（子世界）将逐渐形成一套完整的标准协议，实现各个虚拟平台的聚合并形成真正意义上的元宇宙q各个赛道将涌入元宇宙体系，打通虚拟和现实世界的边界，进入虚实共生的阶段121202元宇宙六大底层技术q2.1智能网络q2.2人工智能q2.3物联网q2.4交互技术q2.5电子游戏技术q2.6区块链中国元宇宙白皮书1313底层技术一：智能网络5G/6G：元宇宙有着超高带宽、超低时延和超高可靠性的要求，5G可助力VR/AR、无线娱乐、社交网络、个人AI辅助等基础场景的实现边缘计算：元宇宙的核心为底层技术的迭代更新，边缘计算作为硬科技重要分支之一，已成为元宇宙产业发展的重要臂膀400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列智能网络是元宇宙最底层的基础设施，提供高速、低时延、高算力的规模化接入，为元宇宙用户提供实时、流畅的沉浸式体验n元宇宙与智能网络技术元宇宙底层的六大支撑技术包括区块链技术、交互技术、电子游戏技术、人工智能技术、智能网络技术、物联网技术。其中，智能网络是元宇宙最底层的基础设施，提供高速、低时延、高算力的规模化接入，为元宇宙用户提供实时、流畅的沉浸式体验。在智能网络技术中，5G/6G技术是元宇宙提供实时、流畅体验的技术基石。5G作为新一代宽带移动通信技术，具有高速率、低时延、大规模连接的特点，可让虚拟现实设备的体验增强；6G目前还在研发阶段，但预计其传输能力比5G提升100倍，网络延迟也将从毫秒级降到微秒级。q5G/6G技术是元宇宙提供实时、流畅的沉浸式体验的技术基石来源：头豹研究院元宇宙六大支撑技术元宇宙六大支撑技术区块链技术交互技术电子游戏技术人工智能技术智能网络技术物联网技术分布式账本分布式存储数据传播智能合约共识机制哈希算法VR虚拟现实技术AR增强现实技术混合现实技术全息影像技术脑机交互技术传感技术游戏引擎3D建模实时渲染计算机视觉自然语言处理机器学习智能语音5G/6G网络边缘计算云计算大数据应用层网络层感知层400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列n【智能网络细分赛道一：5G/6G网络】元宇宙与5G元宇宙有着超高带宽、超低时延和超高可靠性的要求，5G可助力VR/AR、无线娱乐、社交网络、个人AI辅助等基础场景的实现来源：华为，头豹研究院q5G赋能元宇宙下VR/AR、无线娱乐、社交网络、个人AI辅助应用场景VR/AR：沉浸式的交互体验是元宇宙中不可或缺的一部分，高分辨率、高刷新率的VR/AR技术是全景沉浸式交互体验的实现基础，也是将玩家和元宇宙连接起来的重要桥梁。VR（虚拟现实）能够让用户进入一种全仿真环境，将用户的听觉、视觉和触觉连结起来，并通过动作捕捉来实现信息的传入和导出；AR（增强现实）可让元宇宙里的虚拟世界和真实物理世界互融互通。VR/AR需要大量的数据传输、计算和存储功能，若将计算密集型的任务上传至云端处理，可极大提高数据存储和高速计算能力，而实时CG类云渲染VR/AR需要低于5ms的网络时延和高达100Mbps至9.4Gbps的大带宽，此时5G可改善这类云服务的访问速度。无线娱乐：无线娱乐包括超高清的4K/8K视频和云游戏，云游戏可说是元宇宙的雏形，其对终端用户设备的要求较低，无需像传统游戏那样需要下载，所有的处理都在云端进行。云游戏虽不需要玩家拥有高性能的设备，但需要玩家拥有稳定且高速的网络。目前，8K视频需要至少100Mbps的带宽，云游戏需要不超过10ms的延迟，而5G可为玩家提供传输速率超过75Mbps，延迟低于10ms的沉浸式4K游戏体验。除了带宽和延迟，5G可提供高可靠性，以保证高清视频和云游戏在高峰使用时期内的稳定运行。社交网络：元宇宙就是“社交网络3.0”，在这张社交网里有海量的组成元素，包括游戏、社交网络、影音视频、办公会议、虚拟消费等等。其中，社交网络中包括直播视频以及移动实时视频，用户可通过智能终端更新自己的社交网络，以及视频直播等。视频直播也将朝着360全景、4K分辨率、VR呈现发展。目前，4G网络可支持视频直播，而5G能将视频直播的网络延迟从60-80ms降低至10ms，同时提供100Mbps的带宽，以满足4K、360全景视频的要求。个人AI辅助：元宇宙应用场景的实现需要大量的智能可穿戴设备，如智能手表、智能手机、智能眼镜等。受限于网络带宽和延迟，这类智能可穿戴设备往往采用Wi-Fi或蓝牙连接智能手机使用。同时，云端AI可赋能智能可穿戴设备，软件和应用放至云端，通过5G网络让智能可穿戴设备在低延迟的网络下利用云端AI服务。元宇宙下5G应用场景VR/AR带宽需求：100Mbps-9.4Gbps时延需求：5ms社交网络带宽需求：200Mbps无线娱乐带宽需求：100Mbps时延需求：10ms个人AI辅助时延需求：400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列16元宇宙下的边缘计算q元宇宙与边缘计算边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。边缘计算可建立物理世界和数字世界的联接与互动，通过数字孪生在数字世界建立起对多样协议、海量设备和跨系统的物理资产的实时映像，了解事物或系统的状态，应对变化，改进操作和增加价值，使能智能资产、智能网关、智能系统和智能服务。边缘计算是一把双刃剑。作为联接物理世界与数字世界的桥梁，边缘计算是数据的第一入口，拥有大量、实时、完整的数据，可基于数据全生命周期进行管理与价值创造，实现支撑预测性维护、资源效率与管理等创新性应用。同时，边缘计算面临数据实时性、确定性、多样性等挑战。元宇宙硬科技硬件计算平台系统软件区块链联接性边缘计算的基础实现联接物理对象与应用场景多样性网络接口、网络协议、网络拓扑、网络部署与配置、网络管理与维护等功能约束性边缘计算产品需适配工业现场恶劣的工作条件与运行环境，例如防电磁、防尘、防爆、抗震动、抗电流/电压波动工业场景对于边缘计算设备的功耗、成本、空间要求较高分布性分布式对边缘计算实际部署意义非凡边缘计算需支持分布式计算与存储，实现分布式资源动态调度与统一管理，支撑分布式智能，具备分布式安全等能力融合性OT与ICT融合可促进行业数字化转型边缘计算可为“OICT”融合发展起到承载作用，需要联接、数据、管理、控制、应用、安全等方面协同边缘计算基本属性PaaSIaaS高清视频精准定位VR/AR车联网工业控制VNF（RANQ-CU）VNF（UPF）VNF（MEC）VNF（Edge-APP）交换机存储设备服务器硬件加速器虚拟网络虚拟存储资源虚拟计算资源加速器抽象SaaS自主性发展协同性进阶边缘计算实现自主性与协作性共同发展边缘计算全方面布局SaaS、PaaS和IaaS层面n【智能网络细分赛道二：边缘计算】元宇宙与边缘计算元宇宙的核心为底层技术的迭代更新，边缘计算作为硬科技重要分支之一，已成为元宇宙产业发展的重要臂膀来源：ECC、AII、头豹研究院400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列17元宇宙的关键底层技术现实虚拟化虚拟真实化元宇宙 全息互联网 智能执行体海量算力极致传输实时分析音视频AR/VR/MR数字孪生人工智能区块链5/6G网络边缘计算云计算q 云计算之于元宇宙的底层技术元宇宙的成长和发展需要规模巨大的计算和存储能力支撑。更加真实、更加完整的体验也意味着海量的数据生产。现实世界的计算能力和存储能力直接决定了元宇宙的规模和完整度。云计算是元宇宙的基础支撑平台，承载元宇宙中的超大规模数据量，并作为资源池源源不断地提供计算、存储和机器学习。q 云计算现阶段，云计算服务经历了混合演进并跃升，结合了分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗杂和虚拟化等计算机技术。实现了IT资源池化、提升性能、降低成本和简化管理。元宇宙与云计算相契合的特性用户内容算力交互元宇宙云计算降低设备门槛触达大量玩家即点即玩的平台属性算力分配灵活弹性运算存储显示分离亿级用户在虚拟世界中交互游戏型平台连接多款游戏虚拟活动高度真实化交叉控制权等社交玩法来源：腾讯研究院，头豹研究院n【智能网络细分赛道三：云计算】元宇宙与云计算云计算是元宇宙不可或缺的基础支撑平台，承载元宇宙中的超大规模数据量，并作为资源池源源不断地提供计算、存储和机器学习1818底层技术二：人工智能机器学习：机器学习算法种类繁多，可满足元宇宙中对系统稳定、多变的底层技术需求，且是提高元宇宙运行效率、智慧化的基础智能语音：现阶段智能语音可满足元宇宙用户、系统之间在语义理解、特征识别、语音处理、实时交互上的需求，是实现元宇宙人工智能技术框架的核心技术400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列19机器学习的算法关联图谱q 充足的算法选择将为元宇宙提供稳定基础机器学习所代表的学习系统基本机构中，可对各应用、环境、知识库等具体工作内容分别响应，并以不同形式表示，如特征向量、一阶逻辑语句、产生式规则、语义网络和框架等，主要特性以展示其呈现能力强、易于逻辑推理、易修改的知识库并易于知识表示的扩展。机器学习领域的应用主要可分为三个部分组成。第一有指向性任务的时候可使用，以研究和分析改进一组预定任务的执行性能的学习系统。第二，主要以研究人类学习过程并进行计算机模拟过程。第三，对于未知领域的理论探索和独立应用领域的算法都是可以应用的。机器学习的应用已经十分广泛了，如数据挖掘、计算机视觉、自然语言处理、生物特征识别、搜索引擎等，都是元宇宙中必不可少的基础算法，同时也是实现图像流畅、音频流畅、渲染效果等元素具备不可或缺的一部分。来源：头豹研究院元宇宙监督学习无监督学习强化学习线性回归支持向量机（SVM）最近邻居（KNN）逻辑回归决策树K值平均随机森林朴素贝叶斯降维梯度增强集成提供算法支撑在监督学习训练过程中，可由悬链数据集训练建立一个模式（函数/模型）并以此模型推测新的实例可为元宇宙提供文字识别应用或文字编辑应用可为元宇宙提供强化学习普适应性，用于决策训练，算法输出结果决策或完善错误训练，主要以通过大量经验训练优化后的算法得出较好的预测没有特定的目标输出，算法将数据分成不同组机器学习算法种类繁多，可满足元宇宙中对系统稳定、多变的底层技术需求，且是提高元宇宙运行效率、智慧化的基础n【人工智能细分赛道一：机器学习】元宇宙与机器学习400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列现阶段智能语音可满足元宇宙用户、系统之间在语义理解、特征识别、语音处理、实时交互上的需求，是实现元宇宙人工智能技术框架的核心技术n【人工智能细分赛道二：智能语音】元宇宙与智能语音元宇宙场景智能语音的需求和挑战n智能语音技术通过对语音的分析、理解和处理，帮助系统或设备实现与人之间语音信息的交互，使机器具备自然语言交流能力。元宇宙中语音技术的重要性进一步凸显，智能语音和自然语言处理技术结合包括计算机视觉和机器学习的人工智能技术搭建元宇宙交互的技术框架。来源：头豹研究院核心需求核心挑战智能语音成为人机交互的主要方式，语音技术可以理解简单的对话，对简单提出的要求作出理解和反馈情绪识别：智能语音可以真正理解使用者的诉求，包括情绪表达，以及给出情绪上的反馈同一发声人在不同心理状态和生理变化会使声音特质发生变化，造成理解难度特征识别是元宇宙语音交互平行应用的基础，包括性别、年龄等个人特质的识别声纹识别：通过听觉特征和声学特征相关算法辨别发声/说话者的特征和身份基于不同的通讯设备、环境、信道等可能造成语音信号失真包括语音合成、语音翻译、语音唤醒、语音唤醒等，除了现有游戏、媒体场景，在元宇宙中仍然有真实、富有情感和特点的音色合成需求声源定位与分离：在混合音频中定位和分离不同的发声者、噪音等，且保持长时间语音分离的一致性和稳定性当前技术对于强噪声、超远场、强干扰、多语种等场景下的声音处理还有很多不足智能语音可以构建两个现实世界来自不同位置的人的实时交流，以及包含人与环境、系统、应用的人机互动元宇宙可以实现跨地域、跨语种、跨领域的实时交流，就需要智能语音更广泛的学习理解语言学和各种学科智能语音还不能完美处理不同的发音方式、习惯造成的省略、连续等语言现象，除主流语言，对于方言、口音等也缺少技术支持语义理解特征识别语音处理实时交互元宇宙支撑技术网络及运算技术电子游戏技术IoT物联网技术AI人工智能技术交互技术等计算机视觉机器学习自然语言处理智能语音人工智能是使机器实现人的语言、行为、思维方式的技术，在元宇宙扩展人的智能。人工智能四大领域为元宇宙用户之间、用户与系统之间的语言语音信息交互提供技术支撑元宇宙智能语音技术定位400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列元宇宙底层技术中的人工智能技术，是推动元宇宙场景加速落地重要驱动因素。其中计算机视觉是现实世界图像的数字化关键技术，可为元宇宙提供虚实结合的观感n【人工智能细分赛道三：计算机视觉】元宇宙与计算机视觉元宇宙的产业链生态图谱来源：头豹研究院前端平台设备虚拟主机AR、VR手势触觉AI计算实体智能可穿戴设备神经设备声控游戏社交体育工业场景内容入口泛互联网教育旅游加密钱包/入口交易平台会展经济体系零售底层架构底层支撑技术区块链技术数据传播及验证机制分布式存储哈希算法及时间戳技术共识机制智能合约分布式账本网络及运算技术5G/6G网络云计算边缘计算人工智能技术计算机视觉自然语言处理机器学习智能语音后端基建5GGPU云化交互激素物联网数字孪生元宇宙的关键底层技术现实虚拟化虚拟真实化元宇宙全息互联网 智能执行体音视频AR/VR数字孪生人工智能区块链计算机视觉机器学习自然语言处理智能语音n技术间紧密联系共同驱动元宇宙产业发展，其中人工智能技术是大幅提升元宇宙场景交互能力的工具。AI在元宇宙应用场景包括海量内容生产，内容组织化的呈现，以及元宇宙中海量内容的审查n元宇宙的六大关键技术中实现AR的关键技术是计算机视觉技术，计算机视觉技术可代替人类分析现实环境，同时作出信息判定和数分析功能。计算机视觉是现实图像的数字化关键技术，为元宇宙提供虚实结合的观感2222底层技术三：物联网物联网：物联网是元宇宙核心底层技术，通过应用、网络和感知层共同协作，为元宇宙万物链接及虚实共生提供可靠技术保障5G、NB-IoT、Wi-Fi 6等通信技术规模化普及推动智能家居、智能穿戴、智能城市等物联网应用领域快速发展，释放中国物联网设备市场需求400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列23元宇宙与现实世界相融合来源：头豹研究院物联网平台运行模块及原理虚拟世界搭建现实世界虚拟世界现实与虚拟核心系统融合进行生产内容编辑提供底层技术支持反哺元宇宙身份系统经济系统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社交系统AI：AI芯片、IoT模组、MEMS、CIS硬 件 设 备：A R/V R头显设备、显示器交互：脑机接口应用层（操作系统）感知层（传感器）网络层（网络通信）增加体验：视频、游戏、社交降本增效：生产与编辑、办公可信虚拟时代：生活、经济应用&内容创造虚实世界核心纽带核心基础通信设施5G、6G、云计算、云服务区块链节点、边缘计算节点智能终端设备IoT SDK设备接入设备连接至平台以执行后续操作、支持多种网络及协议数据分析流分析空间可视化智能助理物模型数据存储设备分组批量操作远程升级故障告警规则引擎数据解析数据转发数据联动云产品设备安全数据传输 安全数据存储 安全权限管理边缘计算物联网平台物联网应用场景安全q物联网平台作为构建多方协作的桥梁，是物联网产业生态的核心。操作系统是物联网生态系统的底层，且物联网各场景碎片化严重导致各平台普遍采用开源模式，因此物联网生态布局完善，有利于虚实世界相互交融。物联网是元宇宙核心底层技术，通过应用、网络和感知层共同协作，为元宇宙万物链接及虚实共生提供可靠技术保障n元宇宙与物联网400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列24中国物联网终端设备行业市场规模（按出货量计），2015年-2024年预测q1982年，日本打造世界首位虚拟歌姬林明美q1984年，英国人Georgia Stone创作出虚拟人物Max，参演电影和多支广告q 多技术、多应用融合及多样化需求，使得智能终端产品更新换代速度越来越快5G、NB-IoT、Wi-Fi 6等通信技术规模化普及推动智能家居、智能穿戴、智能城市等物联网应用领域快速发展，释放中国物联网设备市场需求。人工智能、物联网与工业、医疗等产业的加速融合催生大量新兴物联网应用场景，带动传统生产设备智能化、网联化转型。2020年全球物联网连接数量接近300亿个，物联网市场规模在2020年以前将按照每年 16.9%速度递增，2020年增至约1.7万亿美元。产业链下游设备数量的持续增长在拉动上游物联网平台市场需求的同时，对设备的管理及数据的处理提出新要求。广阔的下游需求空间为物联网行业全产业链协同发展提供源动力。010203040506070802015201620172018201920202021E2022E2023E2024E手机与电脑音频及娱乐设备互联设备汽车设备其他CAGR手机与电脑音频及娱乐设备互联设备汽车设备其他2015-20200.1%15.1%31.6%16.1%134.1%2021-2024E0.9%7.2%16.1%4.1%19.2%单位：亿个随着多技术、多应用融合及多样化需求，使得智能终端产品更新换代的速度越来越快，催生大量新兴物联网应用场景n物联网市场规模来源：wind、头豹研究院2525底层技术四：交互技术AR/VR：元宇宙将推动虚拟世界与真实世界的连接。为了实现沉浸式，VR/AR技术是元宇宙发展的必经之路，而AR/VR终端是元宇宙的第一入口全息影像：全息影像可高度还原物体三维特征，利用计算机技术、光学成像技术以及全息化技术探索行业天花板，持续拓展应用领域，深度赋能元宇宙产业400-072-5588元宇宙白皮书中国：元宇宙系列来源：Building to Metaverse，腾讯，头豹研究院n互联网是构建元宇宙的基石，VR/AR是通往元宇宙的关键路径元宇宙产品处于初期发展阶段，目前元宇宙更多是指能够为用户提供沉浸式娱乐体验和内容社区的综合体，头豹认为当前元宇宙的发展形态与其完整形态或规模化商用仍存在25-50年的差距，主要原因是元宇宙对沉浸感、永续性、交互性等方面提出更高的要求，而当前技术难以满足传统互联网为元宇宙提供坚实基础，5G、云计算、AI、VR/AR、区块链、数字货币等核心技术有望推动元宇宙从“概念”走向“现实”，虚拟世界与真实世界将会打破边界、相互连接。其中，为了实现沉浸式，VR/AR技术是元宇宙发展的必经之路，而AR/VR终端是元宇宙的第一入口。VR通过创造虚拟世界，使用户可观察、触摸虚拟环境中的事物并与之进行交互，赋予用户在虚拟世界中的深度沉浸式体验，AR则是将虚拟信息与真实物理环境叠加至统一画面或空间，使用户可看到虚拟环境的同时与现实世界进行交互VR/AR产业经历了概念期、热潮期、低谷期，元宇宙的发展将使VR/AR产业进入新的拐点。与此同时，伴随着产品价格的下调、消费者从特定群体转向大众市场，市场普及度提高，VR和AR技术逐渐成熟和产业链逐步完善，VR/AR产业有望迎来高速增长期基于VR/AR技术，预计具有较强沉浸感的元宇宙产品诞生：5-10年手机、可穿戴设备、智能眼镜、触觉、手势、声控、神经科学边缘计算、AI、微服务、区块链3D引擎、VR/AR/XR、多任务处理UI、空间地理绘图设计工具、资本市场、工作流程、商业化广告网络、社交、策展、收视率、商店、代理游戏、社交、电竞、影院、购物元宇宙的七层价值链5G、WIfi6、6G、云计算、微机电系统、图形处理器元宇宙价值链人机交互去中心化空间计算体验发现创作者经济基础设施n【交互技术细分赛道一：VR/AR】元宇宙与VR/