幻视元境——元宇宙行业洞察报告

元宇宙暂无统一定义，其概念正在技术进步和应用拓展过程中不断演进 u“元宇宙”概念始于1992年美国科幻作家尼尔·斯蒂芬森的科幻小说《雪崩》，并在2018年美国科幻电影《头号玩家》中得到演绎，剧中的“绿洲”被广泛认为是元宇宙的原型； u随着相关技术应用和概念传播，元宇宙的发展已从诞生地美国延伸至全球，中国的元宇宙也随之进入了孕育期； u目前市场上暂无统一的元宇宙定义，元宇宙的概念也正在随着技术、应用的不断发展日渐具象、丰富并不断演进。 Metaverse=Meta（超越）+Universe（宇宙） 亿欧智库：公开元宇宙概念和定义摘要 元宇宙(Metaverse)这个词是在尼尔·斯蒂芬森1992 年的科幻小说《雪崩》中被创造的， 其中人类作为化身，在一个使用现实世界隐喻的三维虚拟空间中与彼此和软件代理进行交互。 维基百科定义元宇宙为：集体虚拟共享空间，通过虚拟地增强物理现实的收敛性和物理持久性，于虚拟空间中创建，包括所有的总和虚拟世界，增强现实和因特网。 你可以把元宇宙看作是一个具身性的互联网。 在这里，你不再浏览内容，而是在内容中。 元宇宙是一个平行于现实世界，又独立于现实世界的虚拟空间，是映射现实世界的在线虚拟世界，是越来越真实的数字虚拟世界。——数字资产研究院朱嘉明 ——Facebook CEO Mark Zuckerberg 元宇宙必须提供“前所未有的互操作性”——用户必须能够将他们的化身和商品从元宇宙中的一个地方带到另一个地方，无论是谁在运行元宇宙的特定部分。——Matthew Ball 元宇宙至少包括以下要素:身份、朋友、沉浸 感、低延迟、多元化、随地、经济系统和文明。 ——Roblox CEO Dave Baszucki 自20世纪开始，元宇宙曾以小说、电影、游戏等不同形式得到演绎，在2021年进入元年，元宇宙成为全球的焦点 u元宇宙概念自20世纪90年代创造，在21世纪经历20年快速塑形，终于在2021年进入元年，元宇宙概念爆发，受到政府、机构、企业以及网民的高度关注，资本市场一度高涨，相关投资赛道大热。 亿欧智库：元宇宙概念发展周期 元宇宙概念孕育期 2021年，《Roblox》上市成为“元宇宙第一股”、区块链NFT出圈引爆元宇宙概念、 Facebook all in更名Meta、中国移动通信联合会元宇宙产业委员会揭牌成为国内首个元宇宙行业协会。 元宇宙是平行于物理世界的虚拟宇宙，初期将由无数子元宇宙组成 u定义：元宇宙是平行于物理世界的虚拟宇宙，利用沉浸式交互方式可实现物理世界与元宇宙的连接，现实与虚拟的人、物、环境都可在元宇宙中实现交互，创造价值； u组成：宏观来看，元宇宙由纯虚拟部分+虚拟与现实重合的部分组成；微观来看，元宇宙由无数子元宇宙组成，每个子元宇宙根据自身规则/制度/宪法运行，子元宇宙之间通过特定的协议连接，元宇宙的终极形态各子元宇宙间的协议将得到统一即实现元宇宙大融合； u6大要素：元宇宙必须具备共识规则（规则/制度/宪法），可交互性（包括仅虚拟世界的交互），能够生成价值（物理世界价值、元宇宙价值），有优质内容、能够沉浸式体验、具备经济系统（包括去中心化和中心化）。 亿欧智库：元宇宙的组成和连接 元宇宙六大要素相互适配至关重要，是引导最终价值生成和输出的关键 u任何一个子元宇宙都是由一套共识规则指导/约束运行的，通过把控沉浸式内容、制定交互规则影响每一个数字人的体验，而这个过程将产生包括内容本身、交互设备/交互渠道、体验过程在内的多层价值，最终这些价值将通过经济系统输出物理世界，同时也将反哺元宇宙本身； u元宇宙六大要素之间的协调配合非常重要，一个良好的共识规则没有适当的内容和交互性匹配将导致最终价值的生成受到重大影响，而相应的，再好的内容和交互硬件如果不能在良性的共识规则下运行也难以维持元宇宙的长期存在，对应的，算力、网络甚至内容资源也将重新分配。 亿欧智库：六大要素对元宇宙的支撑逻辑 目前已进入独立子元宇宙阶段，部分应用已具备元宇宙关键要素，但现阶段子元宇宙普遍存在交互弱、体验差、内容少、价值低的特点 u元宇宙的发展将经历四个发展阶段：独立子元宇宙阶段、部分子元宇宙互通阶段、大范围子元宇宙互通阶段、元宇宙大融合阶段； u目前元宇宙已经初步进入独立子元宇宙阶段，包括Decentraland、Roblox在内的应用已基本具备子元宇宙关键要素，子元宇宙之间的连接和交互协议预计将在3年内出现，并在2030年实现大范围互通，最终在2036年实现元宇宙的大融合，那时子元宇宙之间的边界将再次模糊，同时模糊的还有应用的边界，各应用将保留功能性共存，共同组成一个整体的元宇宙。 亿欧智库：元宇宙的发展阶段 元宇宙的产业图谱 亿欧智库：元宇宙的整体框架 已有互联网科技巨头实现对元宇宙各模块的全方位生态布局 u区块链NFT破圈、互联网天花板将近，疫情催化虚拟需求激增，全球科技巨头、互联网巨头争相布局元宇宙，其中大部分是海外玩家，国内目前以巨头为主，鲜有中小创企业； u部分以元宇宙作为未来发展战略的公司已实现对内容、交互方式、元宇宙引擎、操作系统、底层技术的全方位生态布局。 亿欧智库：元宇宙部分玩家的布局 2030年元宇宙市场规模将超6万亿美元，现阶段沉浸式交互内容、交互硬件、云计算、引擎工具、安全技术是主要增长点，未来将赋能各行业 u目前元宇宙市场规模主要由XR交互设备和沉浸式内容组成，未来相关底层技术进步、内容应用丰富，实现大范围子元宇宙融合互通，元宇宙将成为物理世界各行业的连接器（覆盖第一、第二、第三产业），届时元宇宙的市场规模将超过6万亿美元； u作为元宇宙要素的两轴，内容和交互性为元宇宙的规模增长带来主要动力，每一项底层交互技术的成熟、每一个应用场景的突破都会给元宇宙的发展注入新动能。 一个元宇宙的核心组成 u元宇宙由底层技术、操作系统、元宇宙引擎、交互方式、内容应用、顶层共识规则组成； u每一个模块都影响着元宇宙的存在、运行、发展，通过自下而上的技术能力支撑着维系子元宇宙的核心价值观及共识，使共识规则能够自上而下真正得到落地和不断发展进步。 预计短期内可实现基础元宇宙场景的构建，对交互体验和内容质量要求高的场景预计还需要5年甚至更长的发展周期 u元宇宙通过共识规则指导基础建设、规范运行，其中安全技术、AI和XR的成熟和应用是关键； u元宇宙底层技术成熟期主要分为2年以内和5年以上，预计短期内可实现基础场景的构建，而交互体验和内容质量要求高的场景预计还需要5年甚至更长的发展周期。 亿欧智库：元宇宙的支撑框架 元宇宙底层技术众多，基础技术支持运行，关键技术提供功能，应用技术保障体验，三者紧密结合共同支持元宇宙运行、发展 u元宇宙底层技术众多，亿欧智库综合考量技术功能性、成熟度及其未来应用潜力等因素筛选代表性技术进行分析，将底层技术分为基础技术、关键技术、创新技术三类； u基础技术是对元宇宙搭建、架构、管理等影响元宇宙运行的技术组成； u关键技术影响元宇宙功能性，提供多样化的功能支持； u应用技术直接影响元宇宙的内容和交互性，进而影响场景体验。 亿欧智库：元宇宙底层技术组成 全球算力水平不断提升，当前全球算力储备基本支持元宇宙0.9运行需求 u算力是元宇宙最底层的核心技术支持，影响元宇宙的每一个数据、每一次交互、每一个场景； u2020年全球算力规模达429EFlops（浮点数运算次数，报告口径换算FP32），已基本具备元宇宙0.9所需运行需求，随着芯片和计算架构的高速发展，预计至2025年将以超50%的速度增至3300EFlops； u算力分为基础算力、智能算力、超算算力，目前73%的算力是基础算力，智能算力由于GPU、FPGA等加速平台发展整体占比达到25%。 亿欧智库：全球算力规模及趋势 亿欧智库：2021年全球算力分类及占比 我国整体算力规模居世界前列，具备支撑元宇宙构建算力基础，但核心技术领域面临卡脖子问题，存在持续发展隐患 u我国在整体算力规模上占全球31%，其中智能算力规模占52%全球第一，超算算力、基础算力位居全球前列，具备良好的元宇宙发展算力基础； u元宇宙的发展进程中，对于基础算力、智能算力、超算算力的需求将持续扩大，而国际上对于我国技术卡脖子的动作对我国元宇宙的发展亦存在隐患，不利于国家主权元宇宙的建设及落地，影响元宇宙数据安全可控性，拖延国内整体元宇宙的发展进度。 元宇宙网络基础硬件达标，缺乏场景针对性的网络整体解决方案 u元宇宙算力的输送，海量内容、交互数据的传输依赖高带宽、低延迟、强可靠性的网络； u目前具备元宇宙发展的基础网络条件，全球移动网络覆盖率超94%，中国百兆以上宽带接入近5亿户； u针对游戏、视频等网络解决方案难以支撑元宇宙的网络需求，面临在线人数骤增、场景更复杂、数据准确性要求更高、更大的延迟变化、交互触点激增等众多难点。 全球移动网络覆盖率超94%，中国4G以上移动网络覆盖率超98%，具备良好移动网络基础 就中国来看，截止2020年底，三家基础电信企业固定宽带入户达4.84亿户，百兆以上宽带占比约90% 5G网络已实现全球覆盖：全球已在全球实现大范围覆盖有70个国家超过400个运营商布局5G 区块链技术给元宇宙提供去中心化、安全性、创作确权等解决方案，落地过程中将面临技术成熟度和政策挑战 u借助区块链技术可以为元宇宙提供创作确权方案、整体安全方案及去中心化方案，满足元宇宙运行需求； u由于成熟度问题，目前区块链技术的落地将面临严重的冗余计算，导致使用区块链技术难以在元宇宙大范围应用，影响运行效率，甚至存在合规性问题。 离线渲染+实时渲染结合为元宇宙提供关键图形技术，云渲染为交互硬件的轻量化、便携化提供基础支持 u单纯的离线渲染或实时渲染方案均无法平衡复杂的元宇宙场景对于图形渲染的需求以及资源成本控制，离线渲染与实时渲染的灵活融合方案将在不同元宇宙场景中发挥各自优势，共同支撑元宇宙场景的落地； u重云端轻终端的云渲染将更多的图形算力、存储等需求放到云端，终端对于图形算力、存储硬件配置要求大幅降低，为终端交互硬件轻量化、便携化提供了基础SaaS级支持，同时也是对终端硬件制造成本的优化，推动元宇宙消费级硬件的快速渗透。 亿欧智库：元宇宙与图形渲染 艺术品、影视、产品展示等 工业数字孪生、模拟运动等 计算机视觉给元宇宙装上眼睛，让元宇宙能看到物理世界，是支撑视觉交互的关键技术，技术应用已趋于成熟 u未来更低成本、更轻量化、实现端边云协同的计算机视觉将更好的和AI、5G、物联网等技术融合，共同为元宇宙提供交互技术； u计算机视觉已在包括智慧城市、智慧工厂、自动驾驶等众多场景实现应用，但数据精度、算法开发周期长、人工成本高等问题有待解决。 计算机视觉可以识别人物、物体、环境，捕捉表情、动作、运动轨迹等众多信息，为元宇宙装上眼睛，结合AI、5G、物联网等技术，为元宇宙创造更智能、更具沉浸感的视觉交互体验 轻量化且低成本：轻量化视觉算法集成在智能芯片中实现端侧智能 云边协同计算机视觉：应用场景拓展需求推动推理协同、训练协同两大模式发展以解决应用场景中人工智能算法复杂程度高、业务延迟、算力和数据、安全性等问题 数据精度差：计算机视觉技术采集数据精准度难以保障，特别是在元宇宙复杂多样的应用场景中，不可预测的亮度、颜色、形态等都对数据精度提出了新的挑战 算法开发周期和人力成本：计算机视觉技术高度依赖算法和数据支撑，开发周期和人力成本难以降低是长期存在的问题 智慧城市、智慧工厂、智慧医院、智慧农业、教育、自动驾驶等 机器学习为元宇宙提供自主进化天赋，当前可实现元宇宙初级自主学习，因缺乏有效模型数据，距离实现真正意义上自主进化仍需较长成熟期 u机器学习分为监督学习、无监督学习、强化学习三类，目前已逐步实现无监督学习，在机器问答、自然语言推断、情感分析、文档排序等场景实现应用，未来多场景无边界的机器学习