閆奕霖 張鈞亮 劉晨曦
摘要：元宇宙可以被視為虛擬現實(shí)的一個(gè)更高級別的概念，它是模擬的三維虛擬世界，用戶(hù)可以在其中以真實(shí)的方式交互并創(chuàng )建內容。元宇宙的應用非常廣泛，可以被用來(lái)進(jìn)行虛擬購物、學(xué)習、社交、游戲等各種活動(dòng)，甚至能夠擴展到虛擬現實(shí)交互式電影和其他娛樂(lè )形式中?？傮w而言，元宇宙被認為將會(huì )成為未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要方向，彌合虛擬與現實(shí)之間的鴻溝，使人們能夠以全新的方式進(jìn)行數字體驗。本文講述了元宇宙的內涵、概念及技術(shù)方法，多角度分析其應用和發(fā)展。
關(guān)鍵詞：元宇宙技術(shù)體系；
元宇宙內涵；
元宇宙發(fā)展
引言
元宇宙作為一個(gè)承載虛擬活動(dòng)、進(jìn)行虛實(shí)交融的平臺，是數字孿生、區塊鏈、AR、VR、5G、云計算等多種信息技術(shù)的集成應用。有人認為，隨著(zhù)各類(lèi)技術(shù)的逐步成熟，元宇宙將在短期內從概念走向現實(shí)，獲得快速發(fā)展和應用，是下一代互聯(lián)網(wǎng)和社會(huì )形態(tài)；
也有人認為，目前元宇宙和數字孿生、虛擬現實(shí)并無(wú)本質(zhì)差異，純屬概念炒作；
還有人認為，元宇宙獲得成熟應用還需要一個(gè)漫長(cháng)的時(shí)間，當下應著(zhù)力于各項核心技術(shù)和支撐技術(shù)的研發(fā)與攻關(guān)，并在應用上單點(diǎn)突破，逐步推進(jìn)。對于“元宇宙”這樣一個(gè)新的概念，需要正確理解其內涵及技術(shù)體系，以理性、積極的態(tài)度，客觀(guān)分析其應用和發(fā)展[1]。
1. 元宇宙概念及內涵
元宇宙是一個(gè)新興的、虛擬的、可擴展的多用戶(hù)世界，是數字化經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的重要方向。它使用區塊鏈技術(shù)來(lái)保證隱私、所有權和透明度，同時(shí)允許個(gè)人和組織創(chuàng )建自己的數字資產(chǎn)并在其中進(jìn)行交互。元宇宙的概念已經(jīng)引起了全球的關(guān)注，并已經(jīng)成為技術(shù)行業(yè)討論的熱門(mén)話(huà)題之一。
元宇宙的概念最初在Snow Crash（《雪崩》）這本科幻小說(shuō)中提出，如今這個(gè)概念已在科技實(shí)踐中具體落地。元宇宙是一個(gè)具有高度互動(dòng)性和社交性的網(wǎng)絡(luò )空間，它將物理和數字世界連接起來(lái)，在其中創(chuàng )造出新的體驗和商業(yè)價(jià)值。通過(guò)元宇宙，用戶(hù)可以探索新的景觀(guān)和環(huán)境，參加社區活動(dòng)，進(jìn)行虛擬現實(shí)游戲，購物和娛樂(lè )，也可以與其他用戶(hù)進(jìn)行互動(dòng)和溝通。
區塊鏈技術(shù)是元宇宙實(shí)現透明度、安全性和去中心化的基礎，允許用戶(hù)擁有完全的控制權并保護他們的個(gè)人信息。此外，區塊鏈還能夠記錄所有的交易和資產(chǎn)，使得用戶(hù)可以完全掌握自己的數字資產(chǎn)所有權。這給了元宇宙一個(gè)透明的、公正的、可靠的基礎來(lái)促進(jìn)全球數字資產(chǎn)的社交化和流通性。
元宇宙將成為一種全新的價(jià)值交換方式。虛擬經(jīng)濟將變得更加個(gè)性化、開(kāi)放和安全，并提供更多種類(lèi)的數字資產(chǎn)和服務(wù)，如虛擬土地、虛擬商品、虛擬勞動(dòng)力和虛擬金融等。此外，元宇宙也會(huì )引起實(shí)體經(jīng)濟領(lǐng)域的改變。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成為支持元宇宙的基礎設施，從而使智能家居、智能工廠(chǎng)等領(lǐng)域的發(fā)展變得更加普遍。
在未來(lái)，元宇宙預計將成為游戲、教育、醫療、娛樂(lè )、社交等各行業(yè)的重要發(fā)展方向。隨著(zhù)新的技術(shù)和應用的不斷涌現，元宇宙將進(jìn)一步發(fā)展和擴大應用范圍，成為數字化時(shí)代的新經(jīng)濟和社會(huì )生態(tài)。
2. 元宇宙技術(shù)體系
元宇宙技術(shù)體系主要包括以下六個(gè)方面的技術(shù)支撐：
2.1 區塊鏈技術(shù)（blockchain）
區塊鏈技術(shù)是一種分布式、公開(kāi)、可信和高效的數據管理方式，被廣泛應用于區塊鏈網(wǎng)絡(luò )中記錄數字資產(chǎn)和虛擬財產(chǎn)的所有權和交易信息。與傳統數據庫不同的是，區塊鏈是一種去中心化的方式，沒(méi)有單一的控制者，而是由一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)共同維護和運行。
在元宇宙中，數字資產(chǎn)和虛擬財產(chǎn)的安全性尤為重要，因為這些資產(chǎn)是構建虛擬經(jīng)濟和社會(huì )的基礎。區塊鏈技術(shù)提供了一種去中心化的數據存儲和管理方式，并使用密碼學(xué)的安全機制保證了數據的真實(shí)性和不可篡改性，同時(shí)可以追蹤和記錄所有的數據交易和流動(dòng)，在實(shí)現安全的基礎上提供了最大的透明度和公正性。
除此之外，區塊鏈技術(shù)還可以實(shí)現數字身份的驗證和管理。每個(gè)用戶(hù)可以創(chuàng )建自己的數字身份，并通過(guò)區塊鏈技術(shù)進(jìn)行存儲和驗證。這樣，用戶(hù)的真實(shí)身份得以保障，同時(shí)也保證了用戶(hù)對數字資產(chǎn)和虛擬財產(chǎn)的擁有權。
2.2 交互技術(shù)（interactivity）
交互技術(shù)是元宇宙的另一個(gè)重要組成部分，為用戶(hù)提供了逼真的環(huán)境交互和沉浸式的用戶(hù)體驗?；谔摂M現實(shí)（VR）、增強現實(shí)（AR）和混合現實(shí)（MR）等技術(shù)，交互技術(shù)可以讓用戶(hù)在虛擬場(chǎng)景中自由地探索、交互、創(chuàng )造和分享。
虛擬現實(shí)技術(shù)可以將用戶(hù)帶入一個(gè)完全虛擬的環(huán)境中，并提供逼真的觀(guān)感和運動(dòng)感。通過(guò)頭戴式顯示器、手柄、運動(dòng)捕捉設備等交互設備，用戶(hù)可以在虛擬環(huán)境中執行各種操作，如走路、跑步、打斗、飛行等，獲得身臨其境的體驗。
增強現實(shí)技術(shù)則可以將虛擬元素融合到真實(shí)環(huán)境中，使用戶(hù)無(wú)縫地進(jìn)行物理和數字世界之間的互動(dòng)。這種技術(shù)可以通過(guò)智能手機、平板電腦、頭戴裝置等多種設備來(lái)實(shí)現，并已經(jīng)廣泛應用于游戲、教育、醫療等領(lǐng)域。
混合現實(shí)技術(shù)與增強現實(shí)類(lèi)似，但它可以將虛擬元素與真實(shí)環(huán)境更加深入地融合在一起。例如，用戶(hù)可以在真實(shí)的桌子上創(chuàng )造虛擬物品，并進(jìn)行滑動(dòng)、旋轉、縮放等操作。這種技術(shù)在設計、建筑、工程和教育行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應用。
2.3 電子游戲技術(shù)（game）
電子游戲技術(shù)在元宇宙中具有重要意義，因為元宇宙最初就是從游戲世界中發(fā)展起來(lái)的。游戲技術(shù)提供了游戲引擎和虛擬物理世界等核心技術(shù)，使得開(kāi)發(fā)者可以創(chuàng )建逼真而具有交互性的虛擬環(huán)境，讓用戶(hù)能夠在其中自由探索和沉浸式體驗。
游戲引擎是游戲技術(shù)的核心，可以實(shí)現虛擬物理世界的構建和運行。它包括圖形渲染、碰撞檢測、動(dòng)畫(huà)控制等多個(gè)組件，在不同的游戲場(chǎng)景下可以進(jìn)行自定義設置。游戲開(kāi)發(fā)者可以使用這些組件來(lái)創(chuàng )建虛擬世界，生成各種地形、人物、道具等元素，并將其組合起來(lái)生成逼真的虛擬環(huán)境。目前市面上已經(jīng)有多款成熟的游戲引擎，如Unity、Unreal Engine等。
虛擬物理世界則是游戲技術(shù)另一個(gè)重要的組成部分。它是指一組仿真引擎和物理引擎的集合，用于模擬各種物理效應和力量變化。通過(guò)虛擬物理世界，游戲開(kāi)發(fā)者可以實(shí)現虛擬環(huán)境中角色的物理運動(dòng)、重力控制以及各種聲音和光影效果等。
2.4 人工智能技術(shù)（AI）
提供智能代理、語(yǔ)音識別、自然語(yǔ)言處理和機器學(xué)習等技術(shù)，支持虛擬角色的情感交流和自主行為，以及對用戶(hù)的行為進(jìn)行個(gè)性化推薦和預測。
2.5 網(wǎng)絡(luò )及運算技術(shù)（network）
人工智能技術(shù)在元宇宙中具有重要地位。其提供智能代理、語(yǔ)音識別、自然語(yǔ)言處理和機器學(xué)習等技術(shù)，可以支持虛擬角色的情感交流和自主行為，以及對用戶(hù)的行為進(jìn)行個(gè)性化推薦和預測。
智能代理是人工智能在元宇宙中的一個(gè)重要應用，它們是一類(lèi)具有一定感知能力的虛擬角色，在虛擬環(huán)境中與用戶(hù)進(jìn)行情感交互和自主行為。這些代理可以模擬人類(lèi)面部表情、肢體動(dòng)作和語(yǔ)音等多種形式來(lái)與用戶(hù)進(jìn)行溝通，從而引導用戶(hù)走向更加個(gè)性化的虛擬體驗。
另外，語(yǔ)音識別和自然語(yǔ)言處理技術(shù)在虛擬場(chǎng)景中也有廣泛的應用。通過(guò)語(yǔ)音識別技術(shù)，用戶(hù)可以使用語(yǔ)音指令向虛擬環(huán)境發(fā)出操作，比如，打開(kāi)門(mén)、切換場(chǎng)景等。自然語(yǔ)言處理則可以使虛擬角色理解和處理自然語(yǔ)言，從而實(shí)現更加自然和便捷的虛擬環(huán)境交互。
此外，機器學(xué)習技術(shù)在元宇宙中也顯得尤為重要。通過(guò)該技術(shù)，元祖用戶(hù)的行為和偏好可以被精準地把握和預測，針對不同用戶(hù)提供個(gè)性化的推薦內容和服務(wù)。例如，根據用戶(hù)的興趣愛(ài)好、行為數據、社交互動(dòng)等多方面信息，可以實(shí)現更加貼近用戶(hù)需求的虛擬營(yíng)銷(xiāo)和廣告推送。
2.6 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（internet of things）
元宇宙是一個(gè)融合了現實(shí)世界和虛擬世界的數字空間，可以支持人類(lèi)在其中進(jìn)行交互、學(xué)習、創(chuàng )造和娛樂(lè )等活動(dòng)。通過(guò)將現實(shí)中的物理設備和虛擬世界連接起來(lái)，可以將元宇宙的場(chǎng)景和應用進(jìn)一步擴展。例如，可以實(shí)現智能家居，讓人們通過(guò)智能手機或其他設備遠程控制家庭電器，管理家庭用電和節約能源；
可以打造智能城市，讓城市基礎設施和服務(wù)更加高效、智能化。比如，在公共交通方面，可以通過(guò)監測實(shí)時(shí)路況和公交車(chē)位置等信息，為人們提供更準確的出行建議。
總之，元宇宙技術(shù)體系是一個(gè)龐大而復雜的系統，需要多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)相互支持和協(xié)同作用。未來(lái)隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和完善，元宇宙將會(huì )為人們創(chuàng )造更加逼真、自由、開(kāi)放的數字世界。
3. 元宇宙技術(shù)的相關(guān)應用
首先，元宇宙可用于構建虛擬工廠(chǎng)和制造業(yè)。通過(guò)數字化信息流和透明的數據管理，生產(chǎn)協(xié)同可以大幅度提高生產(chǎn)效率和降低成本。虛擬工廠(chǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能感知技術(shù)，將IoT 設備和傳感器與現實(shí)世界中的設備互聯(lián)，形成一個(gè)更加智能的制造環(huán)境，可以讓企業(yè)實(shí)現高效協(xié)作、實(shí)時(shí)監控和可溯源的生產(chǎn)過(guò)程，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)出效益。
其次，元宇宙還可以用于智能農業(yè)的領(lǐng)域。在元宇宙中建立虛擬農場(chǎng)，將各種傳感器、設備和處理器等資源進(jìn)行互聯(lián)，可以實(shí)現對土壤、植被和氣象等數據的實(shí)時(shí)監測和管理，從而提高農業(yè)生產(chǎn)效率、減少資源浪費和保護環(huán)境。通過(guò)智能海量數據分析，也可以幫助農民實(shí)現對于種植過(guò)程的持續優(yōu)化和改進(jìn)。
再次，元宇宙可用于構建虛擬社交平臺、虛擬商城、虛擬辦公室、虛擬旅游和探險等，在其中可以交友、購物，進(jìn)行遠程協(xié)作和溝通，以及探索未知的世界和文化等。
還有，元宇宙可以用于能源領(lǐng)域，例如解決能源儲存和分配方面的問(wèn)題。建立虛擬能源場(chǎng)景，可以有效利用太陽(yáng)能、水能等清潔能源，協(xié)助實(shí)現穩定、可靠和智能化的能源供應。此外，還可以通過(guò)人為干預虛擬能源場(chǎng)景的運行，制定更加精準和高效的能源計劃，減少消耗和浪費。
最后，元宇宙還可以作為數字孿生的平臺。數字孿生是將現實(shí)世界中的物理對象和其數字化形式進(jìn)行對接的技術(shù)，可為企業(yè)提供各種模擬、測試和優(yōu)化方案。將現實(shí)世界中的設備進(jìn)行數學(xué)建模，在元宇宙中建立虛擬的物理系統，可以實(shí)現對其復雜運行過(guò)程的精細仿真及優(yōu)化，有助于降低物理實(shí)驗和開(kāi)發(fā)成本。
以人工智能、大數據、物聯(lián)網(wǎng)、擴展現實(shí)（XR）等為代表的新一代信息技術(shù)，正迅速而深刻地推動(dòng)翻譯服務(wù)行業(yè)從數字化建設向數智化融合的轉型升級[2]。在數智化時(shí)代，語(yǔ)言服務(wù)行業(yè)向智慧化發(fā)展，“人機共生”成為主流趨勢[3-4]。元宇宙作為互聯(lián)網(wǎng)3.0的延伸，其蘊含的交互技術(shù)、區塊鏈技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )和運算技術(shù)、電子游戲技術(shù)，將會(huì )有效克服現有遠程口譯延時(shí)和終端設備性能限制的缺點(diǎn)，消除口譯活動(dòng)參與者的時(shí)空距離，生產(chǎn)多種多樣的口譯內容，滿(mǎn)足各方需求，為口譯員、口譯需求方、語(yǔ)言服務(wù)供應商等提供身臨其境的沉浸感[5]。
總之，元宇宙可以用于構建一個(gè)可擴展、可信、可交互的數字世界，應用范圍非常廣泛，涵蓋了人類(lèi)社會(huì )中的許多領(lǐng)域，有著(zhù)非常廣闊的發(fā)展前景。
4. 元宇宙的發(fā)展及思考
元宇宙是一種虛擬的、數字的世界，是一種開(kāi)放的、可擴展的平臺，其核心特點(diǎn)是用戶(hù)可以在其中自由地進(jìn)行交互和創(chuàng )造。元宇宙不僅是游戲領(lǐng)域的發(fā)展方向，同時(shí)也是眾多行業(yè)數字化轉型的趨勢之一。
據Newzoo和伽馬數據發(fā)布的報告，元宇宙應用將成為互聯(lián)網(wǎng)娛樂(lè )產(chǎn)業(yè)的下一個(gè)風(fēng)口，全球元宇宙市場(chǎng)規模將持續增長(cháng)。同時(shí)該報告還指出，中國是元宇宙市場(chǎng)的重要地區，而核心層（滿(mǎn)足用戶(hù)基本的元宇宙生活需求）是目前元宇宙最普及的應用場(chǎng)景之一。
對于元宇宙的思考，我們需要關(guān)注以下幾個(gè)方面：
（1）技術(shù)實(shí)現。
元宇宙的實(shí)現離不開(kāi)一系列先進(jìn)的技術(shù)，如虛擬現實(shí)、增強現實(shí)、區塊鏈等。這些技術(shù)在將來(lái)還會(huì )得到進(jìn)一步發(fā)展和應用，在元宇宙的建設中具有重要的作用。
（2）業(yè)務(wù)應用。
隨著(zhù)元宇宙的發(fā)展，各類(lèi)業(yè)務(wù)也將開(kāi)始在這個(gè)空間內落地，例如，虛擬旅游、虛擬購物、虛擬社交等。創(chuàng )新的元宇宙業(yè)務(wù)應用可以讓我們更好地利用數字化手段，為人們帶來(lái)更便捷和豐富的生活方式。
（3）社會(huì )治理和倫理問(wèn)題。
元宇宙時(shí)代的信息濫用行為相較于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代更具隱蔽性。近年來(lái)，傳統互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)利用壟斷地位實(shí)施的信息濫用行為逐步被公眾知悉，諸如“人臉識別漏洞”“大數據殺熟”“算法歧視”等信息濫用、信息倫理失范案例，已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。傳統的互聯(lián)網(wǎng)架構和商業(yè)模式往往是利用中心化平臺實(shí)現數據壟斷，并通過(guò)對數據的深度挖掘和利用，最終實(shí)現商業(yè)目的變現。然而，元宇宙企業(yè)對信息的利用行為更為復雜，信息濫用行為也更為隱蔽[6]。
結語(yǔ)
未來(lái)元宇宙將成為數字化時(shí)代的重要組成部分，對于人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展和變革都具有深遠的影響。元宇宙將以消費領(lǐng)域的需求與應用為推手打開(kāi)廣闊的發(fā)展空間，驅動(dòng)建模與仿真、通信技術(shù)（含5G、物聯(lián)網(wǎng)）、擴展現實(shí)等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng )新。相關(guān)技術(shù)也有望進(jìn)一步在工業(yè)場(chǎng)景中深化應用，逐步實(shí)現全生命周期的數字化模擬與仿真，把物理世界和虛擬的數字表達深度融合，通過(guò)智能化的數據流驅動(dòng)工業(yè)體系的運轉。
參考文獻：
[1]王寶友.元宇宙及其應用漫談[J].傳媒，2023，（7）：15-16.
[2]陳雅云，郭勝男，馬曉玲，等.數智融合時(shí)代學(xué)習分析技術(shù)的演進(jìn)、貢獻與展望——2021學(xué)習分析與知識國際會(huì )議（LAK）評述[J].遠程教育雜志，2021，39（4）：3-15.
[3]王華樹(shù)，張靜.信息化時(shí)代口譯譯員的技術(shù)能力研究[J].北京第二外國語(yǔ)學(xué)院學(xué)報，2015，37（10）：25-32.
[4]任虎林，宋琳琳，王立非.元宇宙視域下的數字語(yǔ)言服務(wù)發(fā)展研究[J].北京第二外國語(yǔ)學(xué)院學(xué)報，2022，44（4）：72-84.
[5]朱珊，謝洪，萬(wàn)明子.元宇宙視域下遠程口譯發(fā)展探究[J].北京第二外國語(yǔ)學(xué)院學(xué)報，2023，45（2）：60-73.
[6]滕長(cháng)利，鄧瑞平.元宇宙時(shí)代信息倫理的困境與治理研究[J].圖書(shū)館，2023， （2）：1-6.
作者簡(jiǎn)介：閆奕霖，本科，研究方向：數學(xué)與計算機。
基金項目：河南省大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃平臺——Acat（編號：202210918015）。
