元宇宙，分三層！香港中文大學(xué)再現(xiàn)“校園元宇宙”原型

最近元宇宙持續(xù)大火，香港中文大學(xué)研究人員撰文對元宇宙的結(jié)構(gòu)進行了分析，他們將元宇宙分成了三層架構(gòu)，并在校園內(nèi)再現(xiàn)了這個「原型元宇宙」。

在過去的幾個月里，「元宇宙」一詞屢屢登上熱點。

元宇宙一個 3D 虛擬空間，用戶可以通過他們的化身與其他人和軟件應(yīng)用程序進行交互。虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等多媒體技術(shù)的快速發(fā)展無疑加速了元宇宙的發(fā)展。

同時，這個虛擬世界肯定會受益于區(qū)塊鏈的技術(shù)進步，這將有助于建立一個公平、自由和可持續(xù)的虛擬社會。

香港中文大學(xué)的研究人員為宇宙提出了一種基于區(qū)塊鏈的三層架構(gòu)，分析和討論了我們必須考慮的幾個主要挑戰(zhàn)，以此增強極其龐大復(fù)雜的虛擬世界。

研究人員還實現(xiàn)了所謂「校園元宇宙」原型，他們正在其中進行不同的研究以進行進一步研究。比如下面這樣的場景：

目前，我們還處于元宇宙開發(fā)的早期階段，因此尚不存在一致的架構(gòu)定義。出于這個原因，研究人員提出了下圖所示的三層架構(gòu)，將我們的物理世界與虛擬的元宇宙連接起來。

基礎(chǔ)設(shè)施層：隨時可訪問的計算設(shè)備

基礎(chǔ)設(shè)施層包含支持虛擬世界操作所需的物理世界的基礎(chǔ)設(shè)施，如計算、通信、區(qū)塊鏈和存儲 。

計算與通信：由于應(yīng)用于大型多媒體系統(tǒng)，元宇宙需要巨大的計算成本。因此，我們需要增強用戶體驗，同時考慮如何支持這種消費，同時協(xié)調(diào)不同的計算資源，如云計算和移動設(shè)備。

同時，元宇宙應(yīng)該可以隨時隨地訪問，因此我們還需要設(shè)計能夠?qū)崟r傳輸大規(guī)模虛擬數(shù)據(jù)的方法。

區(qū)塊鏈和存儲：通過元宇宙，世界各地的許多人將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。因此，另一個重要的基礎(chǔ)設(shè)施將是大容量存儲。同時，區(qū)塊鏈應(yīng)該被納入虛擬世界，以保證去中心化和公平。

交互層：身臨其境的數(shù)字體驗

身臨其境的用戶體驗：為保證身臨其境的用戶體驗，元界將允許用戶通過虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）和觸覺設(shè)備等技術(shù)來控制他們的化身。例如，一個挑戰(zhàn)將是如何理解用戶在交互過程中的情緒，以增強他們在虛擬世界中的體驗。

數(shù)字孿生：數(shù)字孿生是我們物理世界中存在的對象的虛擬副本。這些物理對象的狀態(tài)與其對應(yīng)的虛擬副本之間將存在一致性。

應(yīng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來收集與物理對象相關(guān)的數(shù)據(jù)，以更新其數(shù)字雙胞胎。同時，應(yīng)用于虛擬世界中的數(shù)字孿生的操作將被傳輸?shù)轿锢碓O(shè)備，以改變物體的真實世界狀態(tài)。

內(nèi)容創(chuàng)建界面：為了在虛擬世界中準確重建現(xiàn)有的實體建筑，用戶可以使用 Maya 或 Blender 等 3D 建模軟件應(yīng)用程序。

但是，此類應(yīng)用需要專業(yè)知識和經(jīng)驗。因此，我們在開發(fā)元宇宙時將面臨的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是：如何使用現(xiàn)有或新穎的交互方式簡化用戶的內(nèi)容創(chuàng)建過程？

生態(tài)系統(tǒng)層：以UGI為中心

用戶生成內(nèi)容：在元界中，許多用戶的目的將是自由探索虛擬世界并創(chuàng)建自己的內(nèi)容。這意味著虛擬世界需要所有權(quán)。這就是為什么您可以看到對基于區(qū)塊鏈的不可替代代幣 (NFT) 的巨大期望。

事實上，它們可用于證明數(shù)字資產(chǎn)是獨一無二的且不可互換的。通過這種方式，用戶可以將他們的創(chuàng)作作為 NFT 存儲在區(qū)塊鏈上，并進行交易以賺錢。

經(jīng)濟學(xué)：基于智能合約和 NFT 實現(xiàn)去中心化金融的主要問題是我們要應(yīng)對潛在的外部攻擊。因此，網(wǎng)絡(luò)安全將成為虛擬世界應(yīng)用程序的另一個重要組成部分。

人工智能：人工智能 (AI) 已經(jīng)在分析和理解世界各地生成的大數(shù)據(jù)流方面發(fā)揮了重要作用?？紤]到元宇宙，人工智能肯定會用于創(chuàng)建非玩家角色 (NPC)，即由計算機控制的角色，例如作為敵人或伙伴。

NPC 能夠為用戶提供挑戰(zhàn)和幫助，并支持任何故事情節(jié)。我們需要利用深度學(xué)習(xí)和強化學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)在計算機視覺和自然語言處理（NLP）方面取得令人難以置信的進步，以增強用戶體驗，提高元宇宙中 NPC 的理解和溝通能力。

總而言之，在本文中元宇宙的三層架構(gòu)包括基礎(chǔ)設(shè)施層、交互層和生態(tài)系統(tǒng)層，并詳細討論了每一層的關(guān)鍵構(gòu)成。

從代表性應(yīng)用來看，元宇宙顯著體現(xiàn)了以人為本的計算愿景，在可訪問性、多樣性、平等性和人性化方面對社會非常有利。

研究人員表示，未來，將不斷改進我們的原型并繼續(xù)進行與元宇宙相關(guān)的研究。不僅限于提出的問題，元宇宙中有許多研究課題是必須研究的。目的就是為了讓更多的人關(guān)注元宇宙，共同創(chuàng)造一個更美好的社會。

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