什麼是元宇宙?元宇宙基本概念與6項關鍵技術!

photo of outer space

自從Facebook(現更名為Meta)宣布投入5000萬美金於元宇宙開發後,元宇宙討論度也大幅提升。不過你知道什麼是元宇宙嗎?元宇宙相關技術又有哪些呢?讓我們一起來了解元宇宙吧!

什麼是元宇宙?

首先我們來看看什麼是元宇宙!元宇宙這個詞最早出現於1922年出版的《雪崩》這部作品,作者為美國小說家Neal Town Stephenson[1]。而如今元宇宙用來描述一種與現實沒有隔閡的虛擬空間,人們可透過虛擬身分在各種虛擬環境中與虛擬角色或物品互動,現實世界與虛擬世界的界線也將變得模糊。

決定元宇宙成敗的8個要素

儘管上述說明聽起來相當科幻,卻已是現在進行式,各大龍頭為了爭奪元宇宙商機,也紛紛開始布局,其中Roblox CEO Dave Baszucki提出元宇宙的成敗共有8個關鍵要素,如圖1所示。

從Fig.1可知我們在元宇宙裡面同樣需要身分(Identity),如同我們在現實世界有身分證一樣,並同樣具有社交(Friends)、經濟(Economics)、旅遊(Anywhere)等活動,進而構成多樣性的元宇宙文化(Variety and Civility)。更重要的是,這種沉浸式體驗必須讓人身臨其境(Immersive),使用者也能迅速穿梭於各個虛擬世界(Low Friction),達成這8個要素才能真的享受元宇宙帶來的便利與樂趣。

元宇宙8個要素
圖1 元宇宙8個要素[2]

元宇宙6項關鍵技術

看完元宇宙的概念後,那麼要如何實現元宇宙呢?能夠建立起文明多樣性的虛擬空間,背後隱含的技術肯定是難以計數,因此主廚統整出元宇宙不可或缺的6項關鍵技術,一起來看看這些技術與元宇宙有哪些關係吧!

延展實境XR

其中第一項就是延展實境XR,XR又分別包含VR(虛擬實境)、AR(擴充實境)、MR(混合實境)[3]。這三種技術皆可透過穿戴裝置與數位內容互動,可說是實現元宇宙概念的基本技術。那這三種技術的差異在哪呢?

簡單來說,VR技術能夠打造完全的虛擬世界,讓人如臨其境,好比HTC的VIVE頭戴式顯示器,使用者穿戴後能夠與遊戲內的數位內容互動;而AR技術則是在現實世界的基礎上添加虛擬物件,例如Google Maps的實景導航功能[4],能在手機顯示的現實街景添加虛擬物件,替使用者帶來更好的導航體驗;而MR則為AR的加強版,除了在現實世界添加虛擬物件外,更加強調使用者與虛擬物件的互動體驗。

Google Maps的AR導航
圖2 Google Maps的AR導航

人工智慧AI

相信各位對於人工智慧並不陌生,自從DeepMind的AlphaGo擊敗頂尖圍棋職業棋士後,人工智慧可說是聲名大噪。而人工智慧能實現具有人類思維的邏輯與行為模式,通常是藉由大量資料來訓練數學模型,讓該模型能執行特定任務,例如遊戲策略推演、視覺辨識等等[5]。

在元宇宙內部必然包含大量圖像資料與使用者活動紀錄,便可藉由這些資料來訓練人工智慧,替使用者打造更好的體驗。例如讓NPC虛擬角色的互動更像真人,或者根據不同場景向使用者提供所需資訊等等[6]。

物聯網IOT

物聯網指的是各種物品都具備連線能力,資料能藉由網際網路互相流通,簡單來說就是從現實生活中蒐集資訊的管道,而這些資料也能回傳至處理中心運算,並提供運算結果給使用者,如圖3所示。因此,物聯網能作為現實世界與元宇宙的橋樑,收集使用者行為的數據來幫助決策,以提供更好的使用者體驗。

物聯網運作4大步驟
圖3 物聯網運作4大步驟

通訊技術(5G/6G)

通訊技術如今已發展至5G,從最早1G的傳送類比聲訊至4G的行動網路,5G能夠實現更高的傳輸速率、更低的延遲以及數台設備連接等特性。而通訊技術發展能帶給元宇宙4個好處[8]:

  1. 擁有足夠頻寬的5G通訊能讓使用者從各處進入元宇宙
  2. 藉由無線通訊技術縮小元宇宙登入裝置尺寸並減少外接線纜
  3. 5G的高速低延遲特性能滿足大量渲染圖像傳輸需求
  4. 提升擴增實境的泛用性,緊密連結現實與元宇宙

腦機介面(Neural Interface)

腦機介面顧名思義就是大腦與裝置間的連結介面,透過腦機介面,能將大腦訊號用來控制外部裝置,或是反過來讓大腦接受外部刺激,早期用在神經系統失能的輔助工具發展,近期也開始拓展至娛樂方面[9]。對於元宇宙而言,這項技術具有加強沉浸式體驗的潛力,藉由外部刺激的方式讓大腦產生對應感覺。儘管腦機介面要能實際應用在消費性電子產品仍有一段距離,但不可否認這項技術成熟後,將會讓元宇宙更上一層樓。

區塊鏈(Block Chain)

區塊鏈為一種共用的數位分類帳,任何資產交易在區塊鏈中會被存儲成一個區塊,而當區塊發生交易或所有權變更時,便會產生新的鏈結區塊。藉由區塊鏈來保存的資產交易紀錄,具有不可逆、高安全性、效率提升等優點。近年經常聽到的虛擬貨幣,如比特幣與以太幣等等,都是區塊鏈的一種應用。簡單來說,可以將區塊鏈視為一種新的記帳方式[10][11]。

光是這樣說明可能還有些模糊,我們實際來看看圖4的例子。圖4為Amazon將區塊鏈技術運用於產品管理的案例,從圖4可知從供應商、製造商、零售商以及最終的消費者,每項產品在不同階段的狀態都被保存在區塊鏈,這也方便公司追蹤每項產品狀況,必要時還能與消費者共享資料,保證產品安全性的同時也提升顧客信賴度。

Amazon的區塊鏈技術應用
圖4 Amazon的區塊鏈技術應用[12]
前面提到元宇宙的8大要素包含經濟與文明,為了鼓勵使用者在元宇宙創作並得到回饋,一個安全有效的交易機制絕對不可或缺,而由區塊鏈延伸出來的虛擬貨幣,不僅能搭建元宇宙的金融服務,還能藉由IOT與現實生活連結,達成現實世界與虛擬世界無邊界的目標。

主廚結語

元宇宙是個龐大的技術概念,可謂各種熱門技術構成的綜合概念,也因為這樣,此次只有簡單介紹各項技術與元宇宙的關聯。而近期Meta底下Oculus公司發布的Horizon Workrooms,便是讓使用者們藉由虛擬角色在虛擬會議室開會(如下方連結影片),相較以往的視訊會議,與會者們更有面對面討論的感覺,也可視為元宇宙一個小小的開端。儘管元宇宙的發展仍需要一段時間,卻也讓人類對於未來科技發展多了份期待,就讓我們一起來見證新科技時代的到來吧!

參考資料

  1. 元宇宙是什麼?為何臉書搶進投資?我們的生活會有什麼改變?,https://www.womenshealthmag.com/tw/mental/relationship/g38206317/metaverse/
  2. Roblox CEO Dave Baszucki believes users will create the metaverse,https://venturebeat.com/2021/01/27/roblox-ceo-dave-baszucki-believes-users-will-create-the-metaverse/
  3. The Technology of the Metaverse, It’s Not Just VR,Doug Antin,https://medium.com/swlh/the-technology-of-the-metaverse-its-not-just-vr-78fb3c603fe9
  4. 路癡救星!Google地圖推「AR實景導航」 3招密技超實用,https://dailyview.tw/Popular/Detail/9043
  5. 什麼是人工智慧(Artificial Intelligence)?,Hsinlan Chen,https://www.inside.com.tw/article/6750-what-is-artificial-intelligence-%EF%BC%9F
  6. Into the Metaverse: 6 Next-Gen Technologies Shaping the Future of Reality,https://www.wizeline.com/into-the-metaverse-6-next-gen-technologies-shaping-the-future-of-reality/
  7. 何謂物聯網(IoT)?,https://www.sap.com/taiwan/insights/what-is-iot-internet-of-things.html
  8. Four Ways 5G Enables the Metaverse,Cathy Hackl,https://www.linkedin.com/pulse/four-ways-5g-enables-metaverse-cathy-hackl/
  9. 腦機介面趨勢發展分析,陳柏中,https://portal.stpi.narl.org.tw/index/article/10227
  10. 什麼是區塊鏈技術?,https://www.ibm.com/tw-zh/topics/what-is-blockchain
  11. 不懂技術沒關係!圖解告訴你區塊鏈可以這樣用,https://www.cw.com.tw/article/5090842
  12. AWS 上的區塊鏈,https://aws.amazon.com/tw/blockchain/

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