基于华数数字化实践的乡村元宇宙应用探索.pdf

51广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期公服共务1 引言随着信息技术的快速发展，数字乡村建设已经成为推进乡村振兴战略实施的重要手段。乡村元宇宙是数字媒体、虚拟现实、增强现实、区块链、大数据、物联网、人工智能等信息化和数字化技术的结合，为乡村振兴战略的全面推进提供了新的可能性。华数传媒网络有限公司（以下简称“华数传媒”）在数字化实践的基础上，探索元宇宙技术在数字孪生、虚拟现实等方面的应用，探索乡村元宇宙如何助力农文旅融合，以及乡村振兴战略的全面推进。2022 年 11 月，习近平总书记在党的二十大报告中指出，要全面推进乡村振兴，强调坚持农业农村优先发展，加快建设农业强国；要加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合。2022 年年底，中央网信办和农业农村部联合发布数字乡村建设指南 2.0，围绕信息基础设施、农业全产业链数字化、乡村建设治理数字化、乡村公共服务数字化、乡村数字文化、智慧绿色乡村等方面展开工作。2 华数传媒的数字化实践数字科技的迅速发展和广泛应用，对传统行业产生了深刻的影响和变革。华数传媒作为有线电视网络和新媒体运营商，致力于推动数字化科技的创新和应用，在元宇宙+通信服务、元宇宙+视听服务、元宇宙+终端产品、元宇宙+智家场景等方面都积累了实践成果。2.1 元宇宙+通信服务通信服务属于华数传媒赖以生存的基础业务，同时也是支撑其他元宇宙应用产品的基础产品。目前，在通信业务板块中，可通过提升通信产品服务性能，以更好地支撑市面上元宇宙应用产品为主打点，打造元宇宙基础能力产品。例如，专注视频内容分发优化的 CDN 加速服务，高速率、低时延性、高可靠性的互联网专线，不限速、大流量包的广电5G套餐等产品。2.2 元宇宙+视听服务视听服务是华数传媒具备一定先发优势的基础业务，同时也是现阶段最容易与元宇宙技术和场景结合的应用产品。在现有视听内容服务中，华数传媒将自有 IP 及合作内容重塑为VR 视频、超高清视频等元宇宙视听形态内容，提供元宇宙内容视听服务产品。例如，华数虚拟人艾珈、云尚杭州、VR 内容视频、AI 健身/手语等服务。2.3 元宇宙+终端产品终端产品是面向消费者用户的服务入口，与许多元宇宙服务入口具备重合性。华数传媒针对现有终端产品，一方面，引入全新的元宇宙入口终端，与外部公司合作开发 VR 一体机、VR分体机；另一方面，升级扩展现有终端，强化终端能力，如华数大喵、小喵、华数云喵机顶盒等。2.4 元宇宙+智家场景智家场景是华数传媒新的品牌理念，基于千兆网络与物联网平台，面向不同群体提供综合化场景应用。智家场景中，e 娱乐、e 宠物、e 陪护、e 健康等场景本身都具备元宇宙属性特点。3 乡村元宇宙技术架构基于华数传媒在数字化实践中积累的经验和能力，探讨了乡村元宇宙的设想，并提出了乡村元宇宙的整体技术架构，包括数字基础设施、数字孪生平基于华数数字化实践的乡村元宇宙应用探索张洁莹 林文强 唐志文 华数传媒网络有限公司摘要：数字乡村建设是新时代背景下推进乡村振兴战略实施的重要手段，元宇宙技术的发展则为构建乡村元宇宙提供了新的可能性。本文旨在探讨基于华数数字化实践下数字孪生、虚拟现实等技术在乡村元宇宙中的应用，以及相关数字化基础设施和应用服务平台的建设。关键词：数字乡村 元宇宙 区块链 数字孪生 虚拟现实52广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期公服共务台、元宇宙应用平台及元宇宙服务入口。乡村元宇宙技术架构如图 1 所示。3.1 数字基础设施数字基础设施包括算力基础设施、网络基础设施和物联感知基础设施等方面的建设。算力基础设施需要建设具有高性能、高可靠性、高安全性的计算资源平台，并配备高速网络连接，以确保数据的安全性和传输速度；网络基础设施支持数字化应用程序的实时运行和大规模数据传输，重点考虑网络的稳定性、带宽和传输速度。物联感知基础设施是对生态环境、农业生产、物流等方面进行实时监测和数据收集的基础设施。重点考虑传感器的类型和数量、数据采集和传输的安全性及可靠性。3.2 数字孪生平台数字孪生技术可以对现实世界的事物进行建模，使其数字化，并将其在元宇宙中进行复现，通过声、光、电、热等一系列传感器，可以将现实世界的信息回传并作用于乡村元宇宙的数字孪生模型，实现现实世界与元宇宙之间的同步。数字孪生平台建设可选取浙江省内数字化水平相对较高的乡村作为试点，进一步强化算力、网络、物联感知等数字基础设施建设，同时引入能够将感知、仿真、控制、可视等四域数据进行计算的数字孪生平台，提供满足乡村元宇宙实时、个性、精准的数字建模能力需求，使得乡村元宇宙具备复制真实世界属性的能力。3.3 元宇宙应用平台元宇宙应用平台不同于一般的游戏平台，它不仅提供虚拟环境和人物构建，同时可具备虚实环境融合的能力。平台致力于打造“实时内容+多人在线互动+开放任务+可编辑的世界+XR 入口+AI 内容生成+经济系统+社交系统+去中心化认证系统+安全系统”的能力特性，使得参与者（人）、真实环境（实物）和虚拟环境（虚物）三者之间能够进行良好的交互。3.4 元宇宙服务入口面向不同类别的用户需求，逐步推出多样化乡村元宇宙融合应用场景，包括智慧种养殖、远程认养种植、沉浸式农业教学、虚拟观光旅游等。用户可通过电视大屏、智能手机、PC 机、XR 设备等不同功能终端体验各类乡村元宇宙应用服务。4 乡村元宇宙应用探索4.1 元服务应用元服务应用是现实世界和数字世界虚实共生的治理和服务新模式，利用虚拟现实、数字孪生、人机协同等新型数字技术，以沉浸式、交互性、场景化方式创新决策、管理和服务，形成高效、互动、开放，具有参与感的数字乡村治理新模式，打造泛在可及、智慧便捷和公平普惠的数字乡村新体系。元服务应用可以提供以下应用及服务。（1）乡村全貌展示：通过打造虚拟的乡村全貌展示空间，用户可以在其中自由探索和了解乡村的发展状况。这个空间可以包括各种元素，如乡村的地理环境、历史文化、人口情况、产业结构、农业生产、旅游资源等。（2）线上业务办理：在虚拟乡村服务中心，提供各种乡村业务办理服务，如农村土地使用、农业生产补贴、乡村旅游开发等。用户通过人机交互方式进行业务咨询和办理，了解相关政策和流程，并且通过虚拟现实技术进行业务办理，如填写表格、上传证明材料等。（3）荣誉村民展示：展示数字村民的各类荣誉、技术、证书等。（4）查看活动信息：用户可以通过该空间查询如议题、时间、直播等信息。（5）数字村民治理：建立虚拟的乡村社区，包括村民、村委会成员、社区组织等各类参与者。数字村民可以通过虚拟现实技术进入乡村社区，参与各种讨论和决策，包括投票、提议、表决等，这种方式也可以为乡村治理图 1 乡村元宇宙技术架构53广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期公服共务提供新思路和新途径。（6）乡村虚拟客服：为用户提供咨询和指导，解答用户的问题和疑惑。（7）数字乡村权益卡：数字权益的乡旅赋能，在区块链平台上链、存证和确权，生成独一无二的链上数字权益资产。4.2 元种养殖应用元种养殖应用基于现实世界的农业示范园区，借助物联网设备、物理模型、传感器、农业园区的历史数据，在虚拟世界建立虚拟的农田和种养殖场，利用虚拟现实技术进行种养殖操作和管理。在元宇宙中，种养殖应用意义重大，不仅可以为农业生产和科研提供新的平台和途径，帮助农业实现数字化和智能化，提高农业生产的效率和质量，降低农业生产的成本和资源消耗，还可以为农业科研提供安全、便捷和低成本的实验环境，促进农业科技创新。元种养殖应用可以提供以下应用及服务。（1）虚拟农园：通过人机交互的方式进行操作，包括选择作物种类、施肥、浇水、除草、收获等，让数字村民体验农民“春种一粒粟，秋收万颗子”的快乐。（2）认养一棵树（植物）：数字村民戴上 VR 等设备，查看自己种的树、菜等的成长情况，实现物理世界和虚拟世界高度同步。（3）认养一头牛（动物）：在虚拟世界中，数字村民可以模拟各种养殖业务，如养鱼、养虾、养牛、养羊等。（4）虚拟实验室：模拟不同的自然环境和气候条件，为农业科研提供一个虚拟的实验室，把真实世界中的种养殖生产相关数据进行 AI 分析处理，并可视化模拟，创建元宇宙种养殖数据模型。（5）农产品溯源查询：查询农作物生长情况、远程浇水、施肥、采摘等活动，农产品从生产到销售环节，链路清晰可见。（6）沉浸式农业教育：为农业类专业的大中专院校师生提供虚拟实训场所，为中小学生提供实践体验，提升学生对农业的认识与兴趣。（7）虚拟管家：为消费者提供远程智慧管理服务，赋能农场主数字化管理，让更多人可以在线上“远程”管理农作物和农场。4.3 元文旅应用元文旅应用是将物理乡村世界结合虚拟乡村世界，打造成为可穿越时空的充满乐趣和魔幻的元宇宙旅游空间。数字游客在不同游览场景中，无惧现实观光旅游中的各项疲劳和危险因素，从不同视角、不同站位、不同场景、不同时间切身感受乡村的特色风景，体验乡村特色风情。元文旅应用可以提供以下相关应用及服务。（1）沉浸式景点旅行：为当地重要景点结合不同朝代、年代的场景，用虚拟技术展示，形成一个沉浸式的虚拟与现实结合的旅游景点。（2）元村落时空旅行：通过 VR设备，结合时间和空间维度，使以古村落为主题的历史空间再现。（3）数字文创产品：基于区块链技术，发布基于独特资源与旅客购买那一刻的时空属性和游伴数字身份等属性的混合数字文创藏品。（4）旅游 IP 大使：旅游虚拟人物 IP 基于当地人文、历史和地域属性，根据乡村旅游的需求赋予不同的人物定义，打造该地乡村旅游代言人。4.4 元交易应用元交易应用提供了一个虚拟市场，可以让用户在其中进行买卖、交换、租赁等交易活动。同时，用户可以创建自己的元商店，出售产品或服务。元交易应用为用户提供了一个安全、方便、高效的线上虚拟交易平台，为用户创造了更多的商业机会和财富增长的可能性。元交易应用可以提供以下相关应用及服务。（1）元村商城：从泥土到云端，从乡村田野到农户的家，用户基于AR/VR 技术，在虚拟商城沉浸式体验，了解本地特色、农产品故事、功效、价格、物流时效等信息。（2）虚拟主播：通过数字乡村虚拟主播打造虚拟直播间，进行直播、用户互动，与乡村 KOL 大咖面对面进行趣味性互动和农产品咨询。（3）数字资产交易：数字资产是指在虚拟世界中具有价值的数字化资产，用户可以购买、出售或租赁这些虚拟资产，从而在虚拟世界中获取更多的财富和资源。5 结语目前，元宇宙尚处于探索时期，但元宇宙相关的产业及应用发展趋势已无法阻挡。无论是从乡村发展政策还是从乡村生产生活模式上来看，乡村元宇宙都有着非常广阔的发展空间。未来，通过乡村元宇宙的入口，可提供数字农业、新数字消费购物、远程创业办公、远程职业技能培训、可信远程社交、可信数字乡村投资、可信数字乡村交易流转等多样化应用场景。通过乡村元宇宙应用服务的影响力，还可加快乡村、城市两端人口流动与交互，促进数字乡村旅游业发展，提升数字乡村消费升级，助力乡村振兴战略的全面推进，赋能浙江共富先行示范区建设。RTN