数字素养与技能 课件 第9章 虚拟现实与元宇宙

第9章 虚拟现实与元宇宙第9章虚拟现实与元宇宙

在当今数字化时代中，虚拟现实、元宇宙、数字孪生、数字人、虚拟实训和虚拟仿真等技术正逐渐走入人们的生活。这些技术的出现为我们打开了一扇通向未来的大门，并且在不同领域中发挥着越来越重要的作用。学习目标第9章虚拟现实与元宇宙1.了解虚拟现实、元宇宙、数字孪生、数字人、虚拟实训和虚拟仿真方面的理论知识和技术基础；2.掌握数字影像处理、模型构建、交互式界面设计等技术；3.了解虚拟现实、元宇宙、数字孪生、数字人等技术在学习和生活中的应用；4.理解新技术对数字商业的促进作用。学习情境一：理论基础第9章虚拟现实与元宇宙（a）财务分析虚拟仿真实验（b）会计核算虚拟仿真实验（c）跨境结算仿真实验（d）存货监盘仿真实验新零售业态下实体零售企业虚拟仿真实验学习情境一：理论基础第9章虚拟现实与元宇宙HorizonWorlds软件中虚拟现实、元宇宙、数字孪生及数字人展现学习情境一：理论基础第9章虚拟现实与元宇宙数字商业虚拟仿真实训基地学习情境一：理论基础一、虚拟现实与元宇宙的相关概念第9章虚拟现实与元宇宙虚拟现实（VirtualReality，简称VR）是指使用计算机技术，让用户通过头戴式显示屏或其他交互设备在虚拟世界中感受到身临其境的感觉。在虚拟现实中，用户可以自由地移动或与虚拟世界中的对象进行互动。元宇宙（Metaverse）是一种抽象的虚拟世界，是由多个虚拟现实和网络游戏等组成的一个虚拟生态系统，包括一个包含多个虚拟世界的互联网空间，每个虚拟世界都有自己独特的规则、对象和社区。

元宇宙不仅可以让用户沉浸于不同的虚拟世界中，还可以在不同的虚拟世界之间进行互联和互动。与传统的虚拟现实不同的是，元宇宙是一个虚拟世界的集合，它提供了一个连接不同虚拟现实之间的桥梁，允许用户在各种不同的虚拟世界之间自由流动。学习情境一：理论基础一、虚拟现实与元宇宙的相关概念第9章虚拟现实与元宇宙虚拟现实和元宇宙的关系

虚拟现实和元宇宙的关系密切，虚拟现实可以作为元宇宙的基础技术之一，通过虚拟现实技术可以创造出逼真的虚拟世界；而元宇宙则是一种更广泛的概念，包含了虚拟现实、增强现实、人工智能等多种技术，可以让用户在虚拟世界中获得更为丰富的体验。在元宇宙中，用户可以穿越虚拟现实世界和虚拟现实世界之间。同时，元宇宙还提供了社交、交易、游戏等功能，可以满足用户在虚拟世界中的各种需求。

因此，虚拟现实和元宇宙是相互依存的。学习情境一：理论基础二、虚拟现实与元宇宙的发展历程第9章虚拟现实与元宇宙1992年，美国著名虚拟现实技术公司VPLResearch推出了第一款商业化VR产品EyePhone。2003年，NealStephenson出版了小说《雪崩》，书中提出了“元宇宙”（Metaverse）的概念近年来，元宇宙的概念越来越受到关注。1968年，艾默生·特罗尼克发布了《论人类与计算机的交互技术的未来》，提出了虚拟现实概念。1985年，虚拟现实技术得到了广泛关注2014年，Facebook以20亿美元收购了虚拟现实公司OculusVR，并逐渐开始涉足元宇宙领域1984年，威廉·吉布森的小说《神经漫游者》中出现了“网络空间”这一概念，奠定了网络虚拟空间的基础。学习情境一：理论基础二、虚拟现实与元宇宙的发展历程第9章虚拟现实与元宇宙

目前，元宇宙主要应用于游戏、社交、教育、工作等领域。其中，游戏是最早采用虚拟现实和元宇宙技术的领域之一，例如《第二人生》、《星战前夜》等。社交领域则尤其引人关注，人们可以在元宇宙中交流、互动和创造，为现实社会带来全新的体验和发展可能。除此之外，元宇宙也可以应用于教育、工作等领域，创造更加丰富、真实的学习和工作体验。元宇宙社交平台截图学习情境一：理论基础三、虚拟现实与元宇宙的相关应用领域第9章虚拟现实与元宇宙

虚拟现实和元宇宙都是基于数字技术的新兴领域，两者之间存在紧密的联系和互补性。虚拟现实作为一种模拟真实环境的技术，可以为元宇宙中的用户提供更加真实、沉浸的体验，让人们感受到身临其境的感觉。在元宇宙中，虚拟现实技术可以应用于游戏、体验馆、培训、医疗、旅游、社交等各个领域，为用户创造高质量、高度定制、个性化的数字体验学习情境一：理论基础三、虚拟现实与元宇宙的相关应用领域第9章虚拟现实与元宇宙虚拟现实和元宇宙的应用涵盖了许多不同领域，包括以下几个方面：游戏和娱乐：虚拟现实技术可为玩家提供更加真实和沉浸式的游戏体验，元宇宙的构建则能为玩家提供更加广阔的游戏空间和更多的游戏选择。教育和培训：虚拟现实技术可为学生提供更加身临其境的学习体验，例如模拟实验、历史事件和环境等，元宇宙的构建则可为学生提供更加多样化和互动的学习资源。医疗和康复：虚拟现实技术可为患者提供更加轻松和愉悦的治疗过程，例如减轻疼痛和焦虑，元宇宙的构建则可为医生和患者提供更加便捷和高效的医疗服务。社交和交流：虚拟现实技术可为用户提供更加真实和直观的社交体验，元宇宙的构建则可为用户提供更加多元化和全球化的社交网络。工业和制造：虚拟现实技术可为制造商提供更加精确和高效的设计和生产流程，元宇宙的构建则可为制造商提供更加全面和精准的市场研究和预测。学习情境一：理论基础四、虚拟现实与元宇宙在数字商业中的应用场景第9章虚拟现实与元宇宙

虚拟现实和元宇宙技术将改变传统的商业模式，对数字商业领域带来极大的影响。具体的应用场景简单描述如下：在线购物体验：利用虚拟现实技术，消费者可以更加立体地了解商品的外观和质感，增加购买的信心和满意度。通过元宇宙，消费者还能够在线上商城中进行虚拟购物，并进行社交和互动。数字营销：利用虚拟现实和元宇宙，企业可以创造更加生动、视觉效果更佳的广告，增强企业品牌知名度和忠诚度，提升用户参与度和购买意愿。虚拟演出和活动：通过虚拟现实技术，艺术家和音乐家可以在虚拟空间中进行演出和活动，观众可以通过虚拟现实技术参与其中，感受到真实的演出和活动体验。虚拟购物：虚拟现实技术可以让消费者在虚拟商店中浏览商品，选择购买，而无需亲自到店铺。这种方式可以提高购物体验，方便消费者，同时也可以为商家节省成本。学习情境一：理论基础四、虚拟现实与元宇宙在数字商业中的应用场景第9章虚拟现实与元宇宙虚拟展览：利用虚拟现实技术，大型展览和博物馆可以在线上进行虚拟展览，访客可以在家中或遥远地方便捷地体验和了解展览内容。通过元宇宙，艺术家和创意人士还可以在虚拟展览空间中展示作品。虚拟旅游：虚拟现实技术可以让人们在虚拟空间中旅游，感受到真实的旅游体验，而无需亲自到旅游地点，这对于身体有残疾或无法亲自旅游的人来说非常有用。虚拟教育：虚拟现实技术可以用于教育，比如在虚拟空间中模拟实验室或场景，让学生进行学习和实践。远程培训和工作：利用虚拟现实和元宇宙，企业可以开展远程培训和工作，为员工提供更加灵活、便捷的学习和工作经验，同时节省大量的时间和成本。个性化服务：利用虚拟现实技术和元宇宙，企业可以为用户提供更加个性化的服务，根据用户的需求和偏好，提供个性化的产品和服务，增强用户使用体验和忠诚度。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台一、secondlife游戏相关第9章虚拟现实与元宇宙SecondLife（翻译为第二人生，英文缩写为SL）是一个在美国非常受欢迎的网络虚拟游戏。通过由Linden实验室开发的一个可下载的客户端程序，用户，在游戏里叫做"居民",可以通过可运动的虚拟化身互相交互。

这套程序还在一个通常的元宇宙的基础上提供了一个高层次的社交网络服务。居民们可以四处逛逛，会碰到其他的居民，社交，参加个人或集体活动，制造和相互交易虚拟财产和服务。在游戏中，玩家可以在游戏中做许多现实生活中的事情，比如吃饭，跳舞，购物，卡拉OK，开车，旅游等等.通过各种各样的活动，全世界各地的玩家可以相互交流。SecondLife是一个网络游戏+社交网络+Web2.0的组合.第二人生。

中国也有一些类似于SecondLife的软件也在开发中，其中比较著名的有HiPiHi、uWorld以及Novoking。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台一、secondlife游戏相关第9章虚拟现实与元宇宙

玩家可以随意制造一切自己愿意制造的东西，营造一个与现实社会平行的虚拟社会。

宇宙社交软件与传统社交区别就是在于一个是隔着屏幕，另一个是在于共处于元宇宙的虚拟世界当中，你仿佛就在我的身边，可以一起畅谈欢笑。与传统的封闭式聊天软件不同，它基于用户的兴趣图谱和社交画像，搭建一个无压力的虚拟社交空间。它还利用大数据和人工智能匹配一些兴趣和性格都相似的用户，让人们体验到线上低成本、无压力并且高效的沟通模式。

你制造的东西可以在游戏中出售，游戏币可以通过官方兑换成美元，长久以来官方都严格控制着美元与游戏币的汇率，从而保证游戏经济平衡，而避免玩家的游戏币价值减少。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台二、广州南沙新区元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙

近年来，为提高工作效率，方便民从办事，我国大力推进电子政务。广州南沙新区元宇宙政务平台（见图9-8）是我国最早的基于元宇宙技术的政务平台之一，也是我国研究元宇宙技术与电子政务的首个研究试点。广州南沙新区元宇宙政务平台学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙

广州南沙政务服务中心元宇宙政务大厅基于多传感器融合的高精度三维重建技术，对线下政务大厅进行实体1:1模型制作与引擎渲染，搭建具有极高还原度的实景三维仿真场景，同时搭载顶尖的三维感知交互技术和丰富多彩的数字化内容，旨在打造全国第一个可实现全套感知交互服务的元宇宙政务平台任务：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙1、下载“元宇宙政务大厅”：打开华为应用市场（或其他应用市场）搜索“元宇宙政务大厅”，单击下载。2、安装“元宇宙政务大厅”。任务：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙3、问询台任务：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙4、确定场景导航任务：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙5、前往大厅任务：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙6、选择云坐席预约任务：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙7、港澳身边办预约任务：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙8、综窗语音连线学习情境二：切身体会元宇宙政务平台二、广州南沙新区元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙

政务元宇宙是现实世界和数字空间虚实共生的政府治理新模式和新体系，即利用虚拟现实、数字孪生、人机协同等新型数字技术，以沉浸式、交互性、场景化方式创新政府决策、管理和服务，建立形成高效、互动、开放、参与的政府治理新模式，打造泛在可及、智慧便捷和公平普惠的数字政府新体系。

政务元宇宙中可分为：模型实体模块、模型数据模块、模型问题模块、数据协同模块、模型技术模块等五个模块。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙（一）模型实体模块

模型实体模块包括数据主体、数据获取平台以及数据来源部门。其中，数据主体是推动数据协同过程、维系元宇宙政务模型的关键。1、数据主体（1）根据存在形态，数据主体可以分为生物人、电子人、数字人、虚拟人。2Ｄ环境下由计算机技术构建的数字政务人员，主要作用于元宇宙政务初始界面的引导元宇宙政务情境下的政务办公者，主要作用包括提供政府数据、指引政务工作、完成数据交接等线下参与元宇宙政务的真实公众以及平台幕后的执行人员公众佩戴元宇宙设备后所呈现出的电子意识的交替及其存在形式生物人电子人数字人虚拟人学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙（2）根据行为模式，数据主体可以分为政务人员、技术人员、社会公众；（3）根据协同过程，数据主体可以分为公众、政务人员以及虚拟政务人员。其中，虚拟政务人员作为核心执行者，将由全息影像等技术塑造其虚拟影像，由机器学习等技术完善其交互过程。不同环节的虚拟政务者均由公安部门进行统筹，由真实的政务人员赋予权限，经过调配与引导，陆续完成数据传递、信息疏通、知识核验等工作，服务于公众，反馈于公众。

在元宇宙政务模型中，不同类别的主体紧密相联，或是实体的聚合，或是技术的渗透；不同层面的人员皆与服务相关，或为服务提供者，或为被服务者，最终以主体的形态贯穿整个模型。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙2、模型数据获取平台

模型数据获取平台包括微博、知乎、百度等。结合平台可以定向获取频次较高的词汇，利用Gephi所构建出的网络结构化图谱能够获悉“痛点”数据间的关联程度，通过检索，可以进一步明确“痛点”词汇的来源部门。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙（二）模型数据模块

模型数据模块作为模型中的协同客体，包含数据类别以及当代政务视域下的各类数据问题。该模块以公众“办事难”等词汇为检索条件，以政府数据为衡量标准筛选所采集到的各类词汇，数据类别涉及养老保险等方面，并统称为“痛点”数据。

在当代政务情境中，不同类别的“痛点”数据分别由不同政府部门的数据库进行储备，数据存储格式主要以纸质、电子为主，数据由不同地区政府进行管理，提取困难、存储零散，在元宇宙政务情境中，结合网络层可以将政府数据进行云储存，届时，数据格式由纸质的、电子的逐步转换为云数据。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙（二）模型数据模块

鉴于公安部所涉及的“痛点”数据种类最多，将公安部作为元宇宙政务模型下的核心协同主体，统一调配所有部门的数据处理人员。数据处理人员利用5G/6Ｇ网络等技术将数据上传至元宇宙后台，政务部门人员利用区块链等技术可以随时呈现任务进度，在共享数据的同时，对彼此数据加以串联。

之后，利用数据服务视角下的数据聚类手段可以尝试探索不同“痛点”数据间的协同路径，过去需要公众奔跑于不同场景才能够获取的政务数据在被逐步转换为云数据之后共同存储于相同的数据库中，该过程追溯了数据间的多元协同效应，结合分布式存储技术，在拓展数据存量同时延展数据的储备类别。模型数据模块可以持续为模型提供数据支撑，以云数据库为存储方式，以数据协同为具体路径，加速元宇宙政务针对数据的利用与提取。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙（三）模型问题模块

模型问题是数据协同效用的解决目标，而元宇宙则是数据协同的架构情境，它包含数据性问题和非数据性问题两种类别。

数据性问题从宏观视角看包含数据零散、数据过载等方面，从微观视角分为数据存储类、数据获取类问题等。其中，数据获取类问题又细分为数据获取方式问题、数据获取场所问题、数据获取部门问题、数据获取距离问题。笔者所总结的数据性问题主要以当代政务为向度，将“整体一局部”思维代入，分析不同视角下的数据痛点，为后续的协同过程提供目标。

非数据性问题是指当代政务存在的、与数据关联性较弱的各种问题。它提取于特定范围下的舆情数据，包括政务部门人员懈怠等。模型问题模块能够较为清晰地展示问题的挖掘路径，结合元宇宙现有技术及其实际应用情况，可以厘清元宇宙政务模型问题的技术鸿沟与解决方向，围绕问题去尝试探索新型政务体系下的协同规律。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙（四）数据协同模块

数据协同模块是模型的中心架构，它由实际问题出发，站在不同视角分析数据间的协同靶向。利用“痛点”所承载的特定数据库、数据类别、数据性问题以及非数据性问题，结合元宇宙情境下的不同技术以及数据协同思维模式下的部门管理与推荐算法，分别探索存储等视角下的数据协同。在这一过程中，各种协同路径之间由数据作为相连媒介彼此间交互反馈、耦合联动，共同构建元宇宙政务模型下的模块分支。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙（五）模型技术模块

模型技术模块是支撑元宇宙情境稳固运行的核心要素，通过打造元宇宙去中心化“清一结一算”数据治理模式与数据传递机制，支撑数据的协同与存储，保障数据的归属与流转，从整体实现元宇宙数字系统运行的持续性、高效性、精准性。

在元宇宙政务模型中，业务内嵌的实现基础并非仅仅依靠单一的技术,而是由复合、交错的技术体系所支撑，通过将不同技术彼此关联、层层递进来维系元宇宙政务情境的日常运作。学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙

利用元宇宙政务模型，可以以各省现阶段重点业务模块为依据，利用集响应性、咨询性、预测性于一体的“思维框架”以及人工智能等技术，逐步探索元宇宙政务情境下具体的业务结构与业务流程。如：1、元宇宙政务模式下数据虚拟人的构建：3D建模技术：设计虚拟形象AR增强现实技术：增强形象观感计算机引擎技术：更改环境布局MR混合现实和脑机交互技术：完善交互桥段全息影像和实时渲染技术：拉升立体感与真实感应用层技术：赋予传递和收集数据的权利共识机制：维持较高的保密性与安全性学习情境二：切身体会元宇宙政务平台第9章虚拟现实与元宇宙2、针对元宇宙政务模式下部门数据平台的构建：网络层技术：将数据上传至云端分布式存储技术：将数以万计的数据集进行保存、数据传播验证机制：为元宇宙中的数据传输及验证提供支撑智能合约技术：将数据的传递过程变得安全和可靠分布式账本技术：保障数据传输的合法性与可追溯性共识机制：保障数据访问过程的安全性边缘计算技术：加速公众提取数据的速率学习情境二：切身体会元宇宙政务