$ y+ ]1 C' T+ v, o / R1 l2 D- M+ e/ j" J5 V1 ?/ v" E, {- {( V
在过去的这一年里，区块链行业发展迅速，各个板块独立发展又相辅相成，为元宇宙的各方面做好了基础。DeFi，搭建起了元宇宙的金融体系。NFT，不仅作为未来元宇宙代表身份的一种媒介，如：虚拟人Avatar、PFP类头像，同时与DeFi相结合使得金融体系更接近与现实世界。GameFi，Play to Earn的模式模糊了娱乐和工作的界限，新型职业更贴近元宇宙。DAO，去中心化治理模式改变了传统治理模式，增加智能合约的占比，减少了对于信任的需求，更适合虚拟世界中的组织治理模式。 W6 w( c. G. c) N! i 4 }- w3 ^/ M V8 Y* o) ~此前市场对元宇宙的几个疑问在于：1）元宇宙偏概念，怎么落地？2）元宇宙约等于VR、AR，VR眼镜不普及元宇宙没戏？；3）合规层面如何考量？因此，我们从硬件、软件两个维度着手，将元宇宙涉及的技术元素进一步细化。从技术落地的角度看，关于元宇宙的宏大叙事固然令人兴奋，但能提供相关细分技术的“一砖一瓦”，或者成为元宇宙路上的“卖水人”，是大多数从业企业更现实的期待。; R& H, h$ k6 Y3 H% S
G# d2 v4 a6 {$ p3 l3 V m二. HOW——元宇宙的九宫格框架 3 w. S: n$ l4 o从进一步细化落地的角度，我们将元宇宙分为硬件和软件两个维度分别分析。硬件维度大致可以分为三个基础设施：算力、通信/存储和光学显示。与此相对应，我们又可从软件维度的三个层次：数据、算法、激励来层层递进解读，这就构成了元宇宙的九宫格： ! q2 R `7 c3 O/ h. @% v0 C) l J7 m( N: g1 X4 q
1）算力 : F* b7 G$ x, F# Y - s. D8 s2 ~3 W" s* o+ x①算力+数据——大数据：元宇宙的本质是数据的不断生成和处理范式变革) D/ S( c8 e/ R/ b- @6 h# Z
" u/ Q1 C: ]" a8 H, Q1 I ^. W [
②算力+算法——AIGC：元宇宙内容生成解决方案8 s4 U a# [1 ~: c6 O; X. _
% k' L9 v5 _* T) P0 ^) Y o③算力+激励——数字资产 POW：按劳取酬，元宇宙价值体现方式0 ?( Z: F/ X! c& B: f
: Z1 @5 g1 e" V: X f/ W1 c
2）通信/存储（IT基础设施）( u0 u/ Q: A0 _
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①通信/存储+数据——5G：元宇宙的软硬件和应用的底层设施 / R+ T* u2 n: y& x9 G Y0 m( Y* o. M# w$ o; F②通信/存储+算法——隐私计算：可用不可见，元宇宙数据流通方案4 l$ y9 v' g1 `! n/ K f( T; l3 ^
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③通信/存储+激励——分布式存储：元宇宙价值存储方式& L) R2 B% g* c! ]2 Z+ S1 j
! ?1 L1 }2 c% P( l' U& o3）光学显示6 U& q. @( A) Q/ K1 Z$ I+ A
) ]# n0 d+ o7 `: i& h①光学显示+数据——AR/VR：元宇宙的交互媒介，云AR/VR成趋势 % Q6 v6 n6 r" ^7 u5 j, Q- y( W* g$ s. t: j+ B$ q; M* c c
②光学显示+算法——数字孪生/3D展示：虚拟与现实互相映射，元宇宙交互方案 # ~* B- p, ^5 k' @# t6 G9 U+ n; t3 N) K# b* ?) z6 K8 J9 J
③光学显示+激励——虚拟人/NFT：为元宇宙带来丰富内容和沉浸式体验，身份认证和确权方式0 L7 M: \$ e3 B
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2 x& A, L& ^2 k, s$ \1.算力 , @+ o0 E, Q `$ j5 h# g+ W算力即数据的处理能力，遍布于我们当前日常生活中的每一处。从智能手机到超级计算机，从云计算到人工智能，无论是硬件和软件都需要算力来维持正常运行。当我们迈入元宇宙，算力将是所有的基石——算力即权力，无论是智能合约的处理，还是虚拟世界中每一处场景的搭建、滤镜的加载，都离不开算力。在此，我们从数据、算法、激励这三个层次分别与算力相结合来分析。 7 W2 p' L$ N, _ , n3 S! \% R3 Q" |! Y) l1 F! I1.1.算力+数据——大数据：元宇宙的本质是数据的不断生成和处理范式变革 + c/ j; `0 F2 O' Y) t % k: U D. k( F# D9 T大数据主要通过对海量数据进行采集、加工和整合，结合人工智能、云计算等技术对于数据进行深入分析后，被广泛应用于日常生产、经济、生活等活动中。从大数据的行业应用来看，软件和信息服务业高居榜首，热点集中于政务、互联网和相关服务、社会治理（安防、舆情、应急管理、信用、环境监测、交通、能源、城市管理等）、金融、民生服务（社保、就业、证件办理、住房、生育、养老等）等领域，医疗、工业等行业领域同样具有较大潜力。+ f# V2 N! [& G# f( D" X$ `" A
4 x! @- Q$ i$ X' j, i5 |4 s& o # V) w* ?0 r: X+ ?& L 1 t. l8 o2 _3 P, o. n# m大数据的意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于如何对数据进行精准且专业的处理。在巨量数据被采集后，需要通过存储、计算、人工智能来对数据进行加工和支撑，从而实现数据的增值。由此，算力在大数据技术中显得尤为重要。元宇宙作为一个数字世界，本质是在不断产生和处理数据，如何充分利用这些数据实现价值需要大数据技术的支撑。 2 Y$ E% b. |: T7 ~! \2 g' I5 _- m5 n9 e0 s- L; D2 U8 V
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1 {" g: ~! G7 Q1 T0 m" x. H' C: ~, [, i. h从大数据自2014年首次被写入ZF工作报告开始，我国不断出台了大数据相关的政策。在这期间，分别经历三个阶段：酝酿阶段、落地阶段和深化阶段。 5 L: w2 _7 n8 i9 t8 } ' J! J# U, V8 m" q1）酝酿阶段：开始重视大数据的价值，从2014年3月将大数据写入ZF工作报告到2015年8月印发了《促进大数据发展的行动纲要》8 t( f: [6 w* b7 y+ r s
/ h/ S4 x1 F6 L! @% j2）落地阶段：开始实施国家大数据战略，从2016年3月进入《十三五规划纲要》到2019年连续6年被写入ZF工作报告1 I+ ?* i9 P9 `4 M2 a
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3）深化阶段：促进大数据要素市场化建设，行业体系逐渐完善。基础支撑、数据服务、数据融合应用上中下游三个环节里不仅产生了优秀企业，如阿里云、腾讯云、华为、中兴通讯等，还设立了大数据交易中心。根据《天朝大数据产业白皮书(2021年)》，截至2021年8月31日，全国共有大数据企业6万余家，其中处于高质量发展阶段的企业数量达12432家，占比超过了20%。 5 S' w% d! |% A1 s" o h* l; i3 j% m9 Q1 d; L. z
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. _4 _1 \$ W: |8 L大数据技术的发展可以分为硬件产品、基础软件、应用软件、数据源、数据基础设施、数据流通等6个细分赛道。其中，智能终端、大数据平台、数据可视化、企业运营生成数据、数据中心和数据开放共享平台分别为各个赛道的热门板块。 9 C+ q- t8 a* T# Q6 g G) E : i. w7 P. o3 l1 s [" Y4 q# h1 V9 U) ] T2 Y
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当前我们在跟产业交流中也发现，数据可视化、日志分析、自然语言处理、数据安全等都是元宇宙投资的热门方向。因此，无论元宇宙、Web3.0的故事多么宏大，也不是空中楼阁，也需要当下的技术积累。例如对链上数据的分析需要可视化呈现、虚拟人Avatar的交互需要AI自然语言处理、数据安全和代码审计更是不可忽略的重中之重。在另一个角度看，元宇宙所谓的“数字原生”是建立在产业、个体能够信息化的基础之上，而在全球的大部分地区，这一过程仍在推进中。 ( l2 m6 @) Z4 s( V/ K* [8 Q6 e! H# ~- @- k9 y2 a, e
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- P6 D+ K7 z8 s) h; T, t隐私计算是指保证数据提供方不泄露原始数据的情况下进行数据的计算和分析。保障数据在流通和融合的过程中“可用不可见”。正如我们之前提到的，元宇宙作为一个数字世界，本质是在不断产生和处理数据，如何实现数据的价值的核心难点不在于数据的采集，而在于数据及时、准确的处理。在这一过程中，如何确保数据的安全和隐私是核心。隐私计算是涵盖了众多学科交叉融合的技术，可从底层硬件、基础层和算法应用三个角度加以区分。& O7 }+ n& D7 M, K, U
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近年来，数据立法进程加快，尤其强调了数据应用过程中的数据安全。《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国数据安全法》和《中华人民共和国个人信息保护法（草案）》逐步完善了数据相关的立法。# H: | h/ M( z( j
6 r0 @4 ]# Y: Y( a+ A隐私计算目前主要被应用于金融、互联网和医疗领域，最主要的用途是联合风控、联合营销、智慧医疗和电子政务等。" J. b. O; s0 g7 X6 B/ E
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1）联合营销：由于数据的维度和场景不同，往往是分散且割裂的，整合多机构和多维度的数据才能构建更完整的用户画像来更好的落实营销目的。 6 {; Q1 N+ m' S. y6 p7 B; I0 Q6 r7 ?5 |! }
2）联合风控：在金融领域的重要应用场景。金融机构的特殊性导致金融机构之间或与其他行业之间的数据融合壁垒较高，产生“数据孤岛”现象，提升金融机构风险识别难度。1 a, Y5 E& v% l A
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3）智慧医疗：医学研究和分析依赖大量数据积累，分散在不同机构和业务系统内的数据会约束临床科研成果的产出。. O4 |/ q9 a7 A0 v% E) `' t
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4）电子政务：当第三方机构与ZF共享数据的时候，需要能够做到保护数据、数据不离开本地节点等功能。 & x* V% |$ b# n/ b, }! l4 R" D2 \ - A, m% @( \/ H$ G: b) e- e$ z% P7 X, \
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隐私计算目前处于早期飞速发展阶段，海外布局较早。2008年第一家专注多方安全计算的技术厂商Partisia在丹麦成立，主要服务于拍卖、商务合同等方面。2011年微软开始深入研究多方安全计算。Intel、Google、IBM和Facebook等大厂纷纷加入。总体来说，海外隐私计算产业内有很大比重的项目面向着加密货币和区块链行业。 6 J- C' O4 j* X* H" C! M+ q- q3 r' P7 j 5 m! `1 W' g! N: `, d* w国内开始隐私计算较晚，2016年开始出现独立隐私计算商业项目，但发展很迅速。目前有超过81%的项目已经进入了试点部署和实施阶段。技术线路上主要集中在联邦学习方案上，这一类主要用于满足运营商、金融科技公司的业务需求。+ \0 ]- v" o! y! Q" S
: c2 k5 q) ^4 [+ g9 n1 C7 J/ N1）多方安全计算：基于多方数据协同完成计算目标，实现除计算结果及其可推导的信息之外不泄露各方隐私数据的密码技术 5 w7 E! e' M; _8 }) F: W- Z5 T7 I* O/ I/ j6 }' ^. ?3 q2 G
2）可信执行环境：通过软硬件处理方法，在中央处理器上构建一个安全区域，保证其内部加载的程序和数据的安全性和完整性。8 d0 l" u8 {8 i2 W% W
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3）联邦学习：机器学习框架，在有效帮助多个机构在满足用户隐私保护、数据安全和ZF法规的要求下，进行数据使用和机器学习建模。 A4 o- k2 Q- m0 N2 U
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目前，国内对于隐私计算的学术关注度明显提升，开源生态和社区的构建、配套技术标准体系均在迅速成长，商业模式还需完善。目前商业模式主要有两个：提供技术平台和后期维护，参与数据流通后进行分成。而数据安全法的落地在政策上给予隐私计算更好的发展环境。' y2 I+ R2 { g) ]! q6 f7 {
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2.3.通信/存储+激励——分布式存储：元宇宙价值存储方式! n, D4 g. Q$ }* f# }$ j( P- j |
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分布式存储是相对于集中式存储来说的。集中式存储是指整个存储集中在一个系统中，这一套系统可以包含多个设备，最大的特点是有一个统一的入口，所有数据都要经过这个入口。而分布式存储，是指通过网络将资源分散存储在各台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在各个角落。优点是： / ?# X, n8 I$ w3 M3 S% x" g% R
1）易于扩展：通过分布式架构，可扩展计算、存储容量和性能 % x& k1 B# b4 T/ E ' w5 ?9 g4 a9 p2）高性能：高效管理读、写缓存) Z/ L' d( O7 x9 }
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3）支持分级存储：通过网络进行松耦合链接，允许高速存储和低速存储分开部署* V' p* r$ Z, N2 \& K- P5 j
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4）多副本一致性：采用了多副本备份机制，安全性高。' ]- B- P4 l1 G% c' ]7 G, j
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5）存储系统标准化：优先采用行业标准接口，从侧面降低了存储采购和管理成本。% C0 i2 S' a" d( T, w
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NFT也运用到了分布式存储技术。将图像或内容上传至在分布式存储IPFS上，再将存储地址转换成哈希值于链上。把任意的数据内容通过链接进行链上映射，使NFT成为数据内容的资产性“实体”，从而实现数据内容的价值流转。通过映射数字资产，从此装备、装饰、土地产权都有了可交易的实体。目前NFT对于存储尚没有明确的要求，但试想如果元宇宙中的资产存储在单一地址，拥有者如何放心呢？. l* p6 {2 Y; ]* U2 C6 }9 G, u, Z
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% o p3 z3 v! \4 ^- p; s( R分布式存储符合元宇宙去中心化的需求，添加了激励机制以后为保证了社区中的人们愿意自发提供维护，实现了自运行生态。Filecoin是具有经济激励机制的分布式存储，通过激励保证随着时间的推移分布式节点能够可靠地存储文件。用户付费将文件存储在存储矿工上。存储矿工是负责存储文件并证明其已随时间正确存储文件的计算机。可用存储空间以及该存储空间的价格不受任何一家企业的控制。所有愿意通过帮助他人存储内容而获得报酬的均可作为Filecoin的矿工。1 ]3 A. Z+ Y, | D$ e# ?' p9 T! H
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Helium同样也是一个将通信/存储与激励机制相结合并产生资产的案例，是一个全球分布式热点网络。使用低功耗智能设备(IoT)在互联网上传输和接收数据。Helium网络的覆盖提供者被称为“矿工”。如果矿工使用更多的Helium热点进行传输和接收，他们将获得更多的HNT（Helium的代币），因此热点位置和天线强度是HNT收入潜力的关键因素。目前，Helium在全球已有711057个热点，从地图上看主要集中在北美和欧洲。 8 K1 N! _ e5 Q 2 @# X( m8 z$ }+ c) N & Y, U( a+ [) ^2 U/ c / x' t6 l+ f) M# a) ~. |- S3.光学显示 5 \: i6 D6 R3 D% y% d对内容的展示和呈现至关重要的，除了上文提到的算力和通信/存储对于元宇宙的底层支持来确保数据传输的高速准确性，超高清及AR/VR设备也是帮助用户获得优秀的沉浸式体验的重要手段。随着GameFi的发展，后续对于沉浸式体验的需求在逐渐增加，一些链游也开始往此方向迭代。内容呈现相关软硬件技术的成熟，打开了通往元宇宙的大门。在此，我们从数据、算法、激励这三个层次与光学显示一一结合，分别是AR/VR、数字孪生/3D展示和虚拟人/NFT来讨论。 . S0 r# k6 T7 j0 U! ? ( O* u; a# V0 I/ F+ T3.1.光学显示+数据——AR/VR：元宇宙的交互媒介，云AR/VR成趋势0 H. G3 p, v% z% z' t
! G2 a, w9 h7 {AR（增强现实）是一种将数据（包括文字、图像、视频和 3D 模型）迭加在现实世界之上的技术。AR 基于传感器和机器学习技术，对外部环境及物体进行扫描及信息探测学习，并且在现实环境迭加情景信息，满足用户所需。VR（虚拟现实）是一种完全沉浸式的技术，用户看到的都是虚拟环境。这使得 VR 本身不具备强移动性——用户需要确保所处环境的安全，从而在非常有限的距离内移动，以避免撞到墙壁等物体或摔倒。 6 ^6 Z) D5 `$ D( _! N* { s% J. C0 L' N
; u: I/ f) D+ C. D) |/ X1）Facebook的Oculus 系列VR头显设备：持续丰富生态，包括收购机器视觉公司Scape、VR 游戏开发商Sanzaru、AR 地图数据公司Mapillary、VR变焦头显技术厂商Lemnis等。在操作系统和软件层面持续迭代，生态也较为完善，拥有线上商城等配套设施。 " b. d U. m. m* c8 m% k 8 B ~( W" B! p2 m% i. ]7 a' O: r2 B( e; P* s
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2）微软的Hololens：面向企业客户，不受线缆束缚的独立全息设备，采用符合人体工程学的设计，具有企业级应用程序，可提高用户准确性和输出。目前已覆盖制造业、教育行业、工程与施工和医疗行业。同时，微软还推出了服务支持套餐，包括远程技术支持席位等，企业可以一同采购。 * L/ N1 \" K7 t: v6 U. S$ a: d4 C) b' A0 v4 e
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AR/VR的主要应用场景是游戏和视频，对于图像处理和显示的要求较高。处理器、存储、光学显示器件在成本中占比较高，产业链也相对比较成熟。随着元宇宙的推进，体素建模的应用对于存储、算力等硬件要求会日益增加。而云VR/AR的推进能够大大降低对于终端设备的要求。这些数据和计算密集型任务转移到云端，就能利用云端服务器的数据存储和高速计算能力。7 D4 b1 G+ s% [
! y/ D; W3 B' h# S, K$ u3 z & u1 f) K* X: [. a) ~/ k) U " C ^' D M0 D- l; Z3.2.光学显示+算法——数字孪生/3D展示：虚拟与现实互相映射，元宇宙交互方案 ! V4 B) F( J. N, Y% w$ c 4 l, x; q# F- _# T数字孪生是指在虚拟空间构建的数字模型与物理实体交互映射，充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是虚拟与现实的互相映射，主要面向B端用户作为元宇宙交互实现方案，帮助企业实现产品快速面市、改善运营、创新的业务模式以及降低生产缺陷。: M" x5 ]* C# `
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/ Q. G6 x8 |+ h& k% c. I% R& q2 r - i) ?7 K! R* Q7 r; \" R& p9 R数字孪生的三大核心在于全生命周期、实时/准实时和双向。4 X; }& `2 M# ~! Q- B
$ @8 A+ ?8 _' W! q/ d- {2 L+ |1）全生命周期：数字孪生可以贯穿产品包括设计、开发、制造、服务、维护乃至报废回收的整个周期。它并不仅限于帮助企业把产品更好地造出来，还包括帮助用户更好地使用产品。 + ^9 x5 x7 [6 J4 C: s: @( _! N7 e
2）实时/准实时：体和孪生体之间，可以建立全面的实时或准实时联系。两者并不是完全独立的，映射关系也具备一定的实时性。 & T) G3 X8 h) Q8 u8 {/ l+ m5 [- U# |. z
3）双向：本体和孪生体之间的数据流动可以是双向的。并不是只能本体向孪生体输出数据，孪生体也可以向本体反馈信息。企业可以根据孪生体反馈的信息，对本体采取进一步的行动和干预。% Y+ y9 Q- H3 e- i4 q+ q
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数字孪生的应用场景主要如下：* {0 F# m1 `+ I* ^7 o8 j; R
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1）产线组装之前的验证 $ L3 @3 Y. n! H# U) D8 h, h! ~; i$ \+ D B* ~# Z
2）虚拟调试# Q$ V2 Q; i& s/ h