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元宇宙關鍵技術

編輯時間:2022-07-12  瀏覽次數:0

技術的發展對于改善數字世界的各個領域和增強我們的擴展現實體驗至關重要。元宇宙是一種極端的技術進步。就在十年前,我們的數字通信能力僅限于語音通話和短信,而現在,借助元宇宙,我們正在探索完全不同的可能性。

大技術共同重塑了元宇宙的基本概念,并引入了更成熟的 3D 世界,可以為人們帶來身臨其境的數字體驗。元宇宙現在正在構建一個新的互聯網時代,鼓勵大眾做好準備,從互聯網的下一次迭代中獲益。

元宇宙目前的趨勢是越來越多的人意識到它的應用,但人們仍然很難理解元宇宙的形成。因此,讓我們討論一下所有為元宇宙提供動力并導致創建未來主義元宇宙項目的技術。此外,我們將簡要研究元宇宙的起源和演變。

  • 元宇宙的起源

  • 元宇宙中的進化

  • 為什么理解元宇宙技術至關重要?

  • 支持元宇宙的關鍵技術是什么?

元宇宙的起源

什么是元宇宙?對于當今大多數人來說,回答這個問題并不具有挑戰性?,F在可以輕松地將元宇宙描述為一種高度沉浸式的互聯網,用戶可以在其中訪問增強現實和基于虛擬現實的持久環境,并通過其獨特的化身和其他數字技術訪問所提供的實用程序。

但是,如果要求人們證明元宇宙的起源,他們可能會感到困惑。因此,讓我們先討論它。盡管科學家從 80 年代初就開始利用虛擬世界的基本 3D 和 VR 概念,但確切的術語“虛擬世界”首次出現在 Neil Stevenson 于 1982 年出版的小說中。這部小說中的人物可以訪問虛擬世界以逃離現實世界,支配著他們。

90 年代初,一家名為 Sega 的公司推出了 VR 游戲設備,包括 SEGA VR-1 動圈,旨在為街機玩家創造冒險體驗。所有這些發明都被認為是元宇宙的起源,但主要是當 Facebook 宣布將其更名為 Meta 時,元宇宙才成為大眾的熱門話題。

元宇宙中的進化

元宇宙中的進化是一致的。讓我們看看不斷變化的元宇宙趨勢,以了解技術如何幫助元宇宙發展,使其變得更好、功能更豐富,以適應不斷變化的行業需求。

  • Facebook 更名為 Meta,并向 Reality Labs 投資數百萬美元;一個專注于構建大型元宇宙項目和與之相關的內容的特定部門。

  • Microsoft 宣布了其基于 Metaverse 的替代方案 Microsoft Mesh,允許用戶探索沉浸式 3D 空間并進一步連接到一個公共數字空間,在該空間中集成了 Microsoft 的所有功能以實現最簡單的實用程序。

  • 受流行的基于加密的游戲第二人生的啟發,開發人員的創意團隊 Estaban Ordano 和 Ari Meilich 推出了第一個基于游戲利基的去中心化元宇宙。此外,該平臺正計劃在其機制中啟用互操作性元素。

  • 多年后,區塊鏈現在將徹底改變元宇宙項目的中心化概念,分散元宇宙的基礎設施。許多創新的元宇宙項目繼續登陸元宇宙的數字空間,從游戲和電子商務到房地產。

為什么理解元宇宙技術至關重要?

企業對元宇宙的各種優勢贊不絕口。他們準備投資構建數字增強的沉浸式世界,以與最新的行業趨勢保持一致并更好地展示他們的產品和服務。

無論其行業類型如何,每個企業都應該了解元宇宙的各個方面,因為淺點元宇宙在商業生態系統中的驅動力、它對用戶的影響以及它如何將我們的現實世界與虛擬世界。

此外,需要了解元宇宙開發的技術方面,以從不同角度看待這個共享、開放和持久的虛擬世界,以進一步開發富有創新和未來主義的項目。通過精心策劃的項目,企業可以將觀眾帶入元宇宙并吸引他們發現更有效的增長機會。

企業還需要跟上虛擬世界的格局,以設計符合最新發展趨勢的項目,以最大程度地影響用戶和目標受眾。

支持元宇宙的關鍵技術是什么?

人們經常將元宇宙定義為虛擬現實(VR)和增強現實(AR)技術的結合,但元宇宙的發展卻超出了這兩種基本技術。Axie Infinity 和 Decentraland 等項目展示了利用主流技術將現實世界與虛擬世界融合的最佳示例。

在為元宇宙提供動力的各種技術中,區塊鏈起著至關重要的作用。從提供去中心化的基礎設施到元宇宙,再到支持為其生態系統開發強大的用例,區塊鏈技術有可能使元宇宙項目與互聯網的下一階段 Web 3 兼容。因此,我們將更加強調區塊鏈技術并對其進行深入研究。

1. 區塊鏈

元宇宙可以是中心化的,比如 Facebook 和微軟的元宇宙。然而,區塊鏈技術及其用例(如 NFT 和加密貨幣)旨在用強大且去中心化的基礎設施取代中心化的元宇宙概念。

區塊鏈進一步在元宇宙發展中發揮著至關重要的作用,因為網絡的未來,即 Web 3.0 都是關于去中心化的。因此,為了維持去中心化的網絡,即使是元宇宙項目也需要構建為去中心化的平臺。區塊鏈技術可以將去中心化賦予元宇宙項目。以下是區塊鏈為元宇宙提供的去中心化元素:

貯存

去中心化的區塊鏈數據庫比中心化的存儲系統提供了更多的擴展存儲容量。通過利用全球用戶未使用的硬盤空間,區塊鏈避免了虛擬世界中的用戶空間不足。分散式存儲還有助于解決集中式存儲系統的其他缺點,例如第三方參與和潛在的不道德活動,例如數據竊取和文件操作。

安全

Metaverse 上的數據以 EB 為單位存儲,這引起了用戶對安全存儲、數據傳輸和同步的安全擔憂。區塊鏈通過其分散的存儲容量和強大的數據處理和驗證節點解決了這些問題。

相信

區塊鏈上的信息,例如用戶數據、虛擬內容的所有權詳細信息、授權密鑰和交易詳細信息,都以加密形式存儲。這些數據可以通過去中心化共識進行驗證,沒有第三方可以訪問它。只有節點才能讀取和驗證這些數據以保持信任和真實性。

完全去中心化

Metaverse 的去中心化生態系統使數千個節點能夠獨立運行以實現同步。Metaverse 永遠不會遇到單點故障、可擴展性有限或流程執行延遲等問題。

智能合約

通過智能合約,元宇宙可以創建和實施與生態系統運行相關的各種規則。這些合約是自動執行的,這意味著如果滿足合約內部的預定條件或規則,則兩個參與者之間的合約被標記為“完成”。

互操作性

區塊鏈支持跨各種元宇宙項目的互操作性,允許它們無縫交互并執行共享任意數據、相關信息和資源等操作。

支持元宇宙區塊鏈的區塊鏈用例
可以通過多種方式應用來開發和運營元宇宙項目。以下是企業應該知道的一些主要用例:

NFT

基于游戲的 Metaverse 項目代表了當前存在的整個 Metaverse 項目的主要部分。對于此類項目,NFT 發揮著至關重要的作用,因為它們能夠提供不可變的數字所有權證明。當整合到元宇宙中時,NFT 規范與數字資產交易相關的活動,代表用戶的獨特頭像,通過加密貨幣構建數字經濟等。

加密貨幣

作為對現實世界的描繪,元宇宙使用戶能夠在這個虛擬世界中執行我們周圍可能發生的每一項活動。這些活動可以包括與人會面、到不同的地方旅行和從事貿易活動。需要一種全球貨幣來為所有此類活動提供動力,這可以通過加密來實現。Metaverse 上的任何貨幣交易都可以由加密貨幣驅動。用戶可以利用這筆錢來支付虛擬和現實世界中的公用事業費用。

自我身份認證

驗證一個人的身份需要任何政府頒發的身份證、社會安全號碼、護照等。在虛擬世界中,用戶的自我身份認證工作非常相似。有關用戶的所有數據,例如身體外觀、活動、年齡和其他獨特特征,都安全地存儲在節點驗證這些數據的分布式賬本中。它可以防止元宇宙內發生虛假活動的風險。例如,化身可以通過充當其他人的化身來實施非法行為。

區塊鏈開發的技術棧 

前端開發 是指專注于用戶將與之交互的去中心化應用程序的視覺元素的開發方面。

  • 基于 JavaScript 的框架;反應原生。

  • HTML

  • CSS

  • 網絡套接字

  • Web3js

后端開發 ——任何基于區塊鏈的解決方案的后端主要是智能合約,其中代碼在分散的點對點網絡上運行以規范 dApp。

  • 堅固性

  • 節點.js

  • 反應原生

  • 文檔數據庫

  • MongoDB。

  • 授權0

  • Web3js

2. AR和VR技術

增強現實和虛擬現實是元宇宙的接入點。這兩種技術都是支持創建虛擬世界項目所需的巨大引擎,可以促進沉浸式體驗和更具吸引力的三維數字世界。

虛擬現實技術為用戶提供了虛擬世界中的連接體驗。共享會議是展示使用 VR 技術實現互聯體驗的最佳示例之一。隨著時間的推移,VR 技術正在利用其他大型技術來發展其現有的應用程序,并增強 Metaverse 提供引人入勝的沉浸式 3D 體驗的能力。

另一方面,增強現實擴大了虛擬現實的使用范圍。讓我們以一個品牌在虛擬世界的 VR 陳列室中銷售賽車為例。通過 VR,品牌只能在虛擬世界中提供商店內汽車的虛擬表示。然而,增強現實允許買家在購買前進行數字試駕并親自測試汽車。

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擴展現實技術?!狝R/VR開發

Unity - 一個功能豐富的開發平臺,用于創建實時事件,同時支持多種操作系統 - Windows、macOS 和 Linux 以及 14 多個平臺,包括桌面、移動、控制臺和 VR 設備。

虛幻引擎 -開放和先進的實時 3D 編輯器,旨在為從游戲到媒體和房地產的各種項目創建逼真的沉浸式事件。

ARToolKit  - 一個開源和免費的庫,提供自動相機對齊、多語言支持和指南針支持等功能,以開發實時應用程序。

Google ARcore——谷歌擁有的工具包,具有環境理解、光估計和運動跟蹤等功能,可與新時代工具完美搭配;Unity 和 Unreal 支持 AR 和 VR 解決方案的開發。

Apple ARkit- Toolkit 使開發人員能夠激活 3D 角色的圖像過濾器和面部表情,并增強數字對象的亮度。

Maxst AR-一個插件,允許地圖根據攝像機的移動甚至超出攝像機進行擴展,從而在擴展現實解決方案中創建增強的、生動的體驗。

3.人工智能

人工智能是推動元宇宙發展的另一個重要因素。通過實施人工智能,企業可以用計算機控制的自動化行動取代人類活動。人工智能在企業中最常見的應用是快速計算、通過面部識別進行身份驗證、分析和擴展更好的策略。談到人工智能在元宇宙的應用,它支持根據用戶的具體特征創建基于 2D 和 3D 的頭像。

AI 再次使這些 Avatars 變得逼真,賦予他們學習人體語言和對話風格的能力。同樣的功能還可以幫助 Metaverse 構建自動化幫助,以通過 VR 空間中的聊天來響應用戶的查詢。

人工智能的應用使元宇宙上的語言處理變得容易,讓不同語言的用戶可以探索元宇宙的視野并利用其優勢。以任何語言輸入的信息首先會經過人工智能的分解,將原始語言轉換為機器可讀的語言,閱讀它,然后將其翻譯成所需的語言。

人工智能開發技術棧

AWS sage maker: 基于 Amazon Web 服務的公共云提供了構建、優化和部署人工智能和機器學習模型的基本工具。

TensorFlow: 谷歌推出的用于深度學習和傳統應用程序開發的開源庫。

Scikit-Learn: 為支持 Python 編程語言而構建的關鍵庫,通常用于機器學習和人工智能。

4. 3D 重建

由于 Metaverse 描繪的是現實世界,它應該提供使用 3D 重建技術構建的逼真的虛擬空間。該技術支持創建逼真的對象,如建筑物、高清 3D 環境和虛擬世界中的物理位置,遵守科學和物理的基本定律。

盡管虛擬產品開發中的 3D 重建是一個相當成熟的概念,但其應用方法多年來一直在發展。房地產和電子商務等行業創造了自然逼真的虛擬空間,并將其融入元宇宙,讓用戶享受接近現實世界的體驗。

公司可以幫助他們的潛在客戶通過虛擬旅游檢查房產、評估房產并購買房產。Metaverse 允許房地產所有者在無需面對面互動的情況下出售房產。同樣,電子商務品牌也推出了虛擬商店,買家可以在其中查看產品并做出明智的購買決定。例如,服裝品牌可以提供類似于真實陳列室的試衣間和陳列室。

用于 3D 開發的技術堆棧

虛幻引擎

虛幻引擎是一個開放的高級實時 3D 開發工具,用于創建下一代 3D 項目、交互式視覺效果和自定義 VR 項目。最新版本的虛幻引擎 5 提供以下功能:

  • 開放世界工具集

  • 下一代實時渲染

  • 內置高級動畫工具和角色

  • 增強的 UI 編輯器等等

統一

Unity 是一個完整的實時 3D、AR 和 VR 解決方案,從生態系統工具、社區和支持中幫助專業人士創建沉浸式 3D 項目。使用 Unity,您可以享受:

  • Unity pro - 最先進的 3D 編輯器

  • Unity 游戲服務 - 將您的游戲項目提升到新水平的工具和資源

  • 內部藝術家工具和精心策劃的文檔。

冷凍機

CRYENGINE 是一種流行的 3D 開發工具,旨在幫助游戲開發人員。該工具還可作為強大的 VR 開發工具,支持多種平臺并提供以下功能:

  • 開發令人驚嘆的視覺效果和栩栩如生的角色。

  • 支持開發簡單且功能豐富的 VR 應用。

  • 提供內置音頻解決方案,以創建高度身臨其境的數字體驗。

5. IoT——物聯網

物聯網是一種通過傳感器和設備將現實世界與互聯網連接起來的媒介的技術。對于元宇宙,物聯網增強了元宇宙與現實世界對象或設備之間的聯系。一旦連接到虛擬世界,這些設備就可以無縫地共享和接收信息,從而使虛擬世界更有效地復制物理世界。

物聯網進一步為元宇宙提供了從現實世界收集的實時數據。通過利用這些數據,元宇宙可以提高其虛擬世界中發生的活動的準確性,并使它們與當前的氣氛或現實世界的情況相關。

關于物聯網在元宇宙中的這些角色,我們可以稱它們為相輔相成的。一些專家甚至將它們命名為技術雙胞胎,因為他們繼續尋找相互支持的新方法。兩者都可以幫助世界以最少的能源和資源在更短的時間內做出更好的數據驅動決策。

實施物聯網可以將 3D 世界無縫連接到許多現實生活中的設備,從而能夠在虛擬世界中創建實時模擬。為了進一步優化元宇宙,物聯網可以與人工智能和機器學習技術相結合,有效地管理數據。

物聯網開發技術棧

MQTT

一種標準消息傳遞協議,旨在使用最少的網絡帶寬和較小的代碼占用空間連接遠程設備。

Azure IoT 中心

Azure IoT hud,通常稱為 Microsoft 的云 IoT 連接器,是完全由 Microsoft 擁有的云服務,可實現許多 IoT 設備與解決方案后端之間的無縫連接。

AMQP

一種先進的標準協議,可在廣泛的系統和應用程序之間實現同步,使它們能夠協同工作并確保消息到達目標客戶。

洛拉萬

Lorawan 是一種具有低功耗特性的網絡協議,可實現更高效的物聯網部署,并確保終端節點和網絡網關設備之間的通信不中斷。

結論

元宇宙在發展方面還沒有完全成熟。技術專家正在研究策略并測試各種技術,以開發為世界提供更可行和更有趣的虛擬世界項目的想法。

Decentraland、Axie Infinity 和 Sandbox 等項目是當代流行的實時虛擬世界項目。這些項目背后的人完美地利用了著名的元宇宙技術,從區塊鏈和加密到 NFT。

正如頂尖科技未來學家所設想的那樣,許多新技術將在未來賦予虛擬世界賦能,這將支持一系列 profolic 用例的開發,這些用例將提高虛擬世界提供現實生活功能的能力。簡而言之,元宇宙有望為企業和普通用戶帶來極大的機會。因此,它將塑造數字化的未來。



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