微课6-2 元宇宙技术

微课6-2元宇宙技术著名科学家钱学森将虚拟现实（VR）命名为‘灵境’，并预言其将引发震撼世界的变革；学界普遍认为，这一译名及其思想被视为今天元宇宙（Metaverse）概念的重要雏形。元宇宙是一个在线可与现实世界交互的虚拟空间，其中所有事件都是实时发生的，且具有永久的影响力。百科中这样定义“元宇宙”：是通过虚拟增强的物理现实，是呈现收敛性和物理持久性特征的、基于未来互联网的具有连接感知和共享特征的3D虚拟空间。图6-10元宇宙示意（AI作图）微课6-2元宇宙技术元宇宙是由虚拟技术增强的物理和数字现实融合而成的集体的虚拟共享空间，它包括所有虚拟世界、增强现实和互联网的总和。这个概念通常被理解为一个持续、实时、无界限的多人虚拟世界，用户可以通过虚拟化身在这个世界中进行社交互动、娱乐、工作和其他活动。换句话说，它独立于设备而存在，作为独立的虚拟经济，使用数字货币和NFT进行交易。元宇宙需要多种技术和趋势协同运作，包括AR、XR、灵活办公、头戴式显示器、AR云、物联网、区块链、5G/6G、数字孪生、AI和空间技术等，是这些技术的概念具化。可以把元宇宙看作是未来互联网的重要组成部分。6.2.1元宇宙的定义2022年9月13日，全国科学技术名词审定委员会对“元宇宙”等核心概念的名称、释义形成共识——“元宇宙”被释义为“人类运用数字技术构建的，由现实世界映射或超越现实世界，可与现实世界交互的虚拟世界”。元宇宙中最核心的技术是沉浸式交互技术，其中常用的技术包括VR、AR、MR及XR，在XR上实现了三种“现实”（AR、VR、MR）。6.2.1元宇宙的定义XR技术是元宇宙的关键组成部分之一，它为用户提供沉浸式和交互式体验。（1）沉浸式体验。VR使用户沉浸在虚拟环境中，AR在现实世界上叠加虚拟信息，MR将虚拟物体与真实环境融合，实现用户与虚拟对象互动。（2）交互方式。XR可以捕捉和识别用户手势动作，使用户能够与元宇宙中的虚拟对象进行自然交互。XR可以追踪用户的眼球运动。（3）内容创作。XR中的3D建模工具可以用于创建元宇宙中的虚拟环境和对象；场景识别工具可以自动分析和理解现实环境中的场景结构，用于创建混合现实体验，增强元宇宙的互动性和动态性。6.2.2扩展现实与元宇宙SR与元宇宙之间存在密切联系。SR技术是一种高度逼真和沉浸式的体验技术，而元宇宙则是由多个虚拟空间组成的互联世界。（1）沉浸式体验：在元宇宙中，SR技术可以用来创建极为真实的虚拟环境，如模拟城市、自然景观等。（2）交互方式：通过SR技术，用户可以与元宇宙中的虚拟对象进行真实的互动，如触摸、抓取等。（3）内容创作：SR技术中的3D建模、场景识别等工具可以用于创建元宇宙中的虚拟环境和对象。如模拟天气变化、季节转换等。6.2.3拟真现实与元宇宙在元宇宙中，VR和AR技术发挥着至关重要的作用，它们为用户提供了一个沉浸式的体验环境，从娱乐和游戏到教育和培训，再到医疗健康和企业应用，这些技术为用户提供了一个全新的互动和体验方式。（1）游戏与娱乐。沉浸式游戏、虚拟音乐会与演出。（2）教育与培训。虚拟实验室、远程学习、职业培训。（3）远程工作与协作。虚拟办公空间、协作设计。（4）旅游与文化体验。虚拟旅游、历史重现。（5）医疗健康。虚拟康复训练、手术模拟，提高手术技能。（6）艺术与设计。数字艺术创作、产品设计。6.2.4元宇宙的应用场景（7）社交互动。虚拟聚会、虚拟约会。（8）体育与健身。虚拟健身教练、运动模拟。（9）虚拟房地产。虚拟看房、虚拟装修。（10）购物体验。虚拟试穿、虚拟购物商场。（11）媒体与新闻。沉浸式新闻报道、虚拟新闻发布会。（12）城市规划与建筑设计。虚拟城市规划、建筑设计模拟。（13）企业应用。虚拟产品展示