2022-01-12 17:01

元宇宙与现实并不对立,算力基础设施迎来爆发期丨元宇宙产业观

未来元宇宙的体验以及创作将对算力资源形成天量需求,巨量的算力基建,支撑元宇宙天量级的计算需求。此外,元宇宙,尤其是产业元宇宙也将带来计算部署方式的结构性变革,围绕智能(异构)计算的 “云-边-端”协同模式将成为元宇宙计算升级的主要趋势。

作者:杨燕 封图:图虫创意

来源:经济观察报

元宇宙这个概念的起源是西方小说《雪崩》,在小说设定的环境下,人们通过虚拟化身生活在虚拟世界中。元宇宙象征着人们精神世界的那片“绿洲”,与小说中苟且的现实形成鲜明对比。著名科幻小说作家刘慈欣在其短篇科幻小说《不可共存的节日》中将虚拟现实技术的突破比作人类文明末途的起点。跳出小说回到现实。

不过,最近有微博大V认为元宇宙会降低结婚率和出生率。这些本质上都是将元宇宙的“虚拟”和现实世界的“真实”当作了彼此的对立。

那么,元宇宙与现实之间真的是“有你无我”的未来吗?

首先我们来看元宇宙到底是什么。我们认为元宇宙本质上是计算/存储、通信网络、交互媒介等信息基础设施迭代所引领的又一场互联网革命。随着智能计算、边缘计算,更大容量更低延时的5G通信网络,还有VR/AR等智能交互终端的逐渐完善,将引发互联网的再次升级,开启一个崭新的元宇宙时代。

这一轮互联网变革主要有两大特点:一是信息维度的升级——从二维平面视图升级为三维全景视界,信息层次更加丰富,信息总量也将呈现指数级增长;二是用户体验的沉浸感更强,人机交互更加自然和直接。


web3.0


既然元宇宙是下一代互联网形式,那么理论上,它与现实之间就不应该是对立的关系,而是可融合、可共存的关系。我们引用移动互联网与经济的关系,分成两个维度:

移动互联网(上)/元宇宙(下)和经济的关系 来源:商汤智能产业研究院

一是从与线下关系来看,可分为虚拟经济和线上线下融合,也就是“互联网+”经济。前者包括游戏、社交网络、长短视频等,后者则包括新零售、新金融、新制造等。

二是从围绕对象不同来看,分为以消费者为中心的消费互联网和以生产者为中心的产业互联网。前者大家体感比较深刻,主要是交付和体验端的互联网化应用;后者则是互联网在供给侧的应用。

如果说元宇宙是移动互联网的升级,那么它与现实之间的关系就不应是对立的存在。况且这个时代,人工智能技术的成熟与应用,将会带来效率的进一步提升。因此,理论上元宇宙与经济的关系也应该分成两个维度来看:

一是与现实世界的关系,可以是独立于现实的平行元宇宙。譬如沉浸式游戏、影视、社交网络等,也可以是与现实发生交互的融合元宇宙。其中,数字孪生可作为融合元宇宙的子集。

二是依据对象不同,也可分为以消费者为中心的消费元宇宙,和以生产者为中心的产业元宇宙。

因此,元宇宙不只是娱乐导向的,也不是与现实对立的,我们可以将其认为是数字经济发展的下一个阶段。而现实中,元宇宙也正在产业、科研等各个领域进行“碎片化”的实践,为人们生活和生产带来价值。

譬如,Unity作为一款游戏引擎,已经被很多工程类公司、汽车企业用来实践工厂规划、物流培训;或在科研领域中被用来模拟气候变化对地球环境影响,来预测极端天气事件以及对环境政策的影响等;在人文精神方面,元宇宙也不止娱乐应用,它所提供的虚拟数字体验也被用来作为心理精神疾病的治疗手段。譬如加拿大12岁小学生就开发了一款《我们好起来》的游戏,帮助更多儿童了解抑郁症。

早在30年前,钱学森先生就将虚拟现实取了一个非常东方的名字,叫做“灵境”,他指出灵境技术(虚拟现实技术)不仅可以带来文艺大发展,也能促进科学大发展,带来科学革命。

所以,如果你是《黑客帝国》的男主,当你被给予红蓝两颗药丸时,你会选择红色药丸继续沉浸在虚拟世界中,还是选择蓝色药丸回到现实?成年人不做选择,我们两颗都要。因为元宇宙既可以极大丰富我们的精神文明生活,也可以提升物质文明的发展效率。


元宇宙的三原力


第一种原力是创造力,就是我们如何来构建元宇宙的虚拟世界。

一方面我们可以基于3D创作引擎,围绕“人”、“物”、“场”三个基本要素形态进行三维数字建模,并通过渲染和物理等仿真引擎技术使得模型的形态和感官体验更加逼近于真实,再结合交互引擎技术来创造VR/AR的体验。换句话说,我们通过3D创作工具来打造一个平行于现实的虚拟数字空间。

另一方面,除了创作工具外,我们也可以结合人工智能来提升虚拟世界的创造效率。譬如自动化生成虚拟内容,增强内容质量和丰富内容细节,或是提升创作工具使用效率,降低创作门槛、加速创作进程。举例来说,结合生成网络技术,我们可以通过英伟达的画布(Canvas)功能,简单的几笔涂鸦就能快速生成高逼真场景;利用人工智能,商汤科技可以实现视频驱动三维卡通形象同步跳舞,或是通过几张照片的输入快速生成高逼真的人物立体形象,将CG制作时间从原先以月计量缩短至以周计量,大幅提升了数字内容的创作效率。

第二种原力是连接力,包括要素间的连接、虚实间的连接和时空间的连接。

首先是要素间的连接。主要通过算法的方式来激活虚拟世界中人、物、场之间的互动关系。举例来说,我们发现这几年游戏里的NPC变得越来越“聪明”了,不仅是和玩家的交互越来越自然,而且和玩家对抗起来也越来越有策略。这背后其实是强化学习算法技术的赋能,让游戏虚拟世界中人、物、场之间产生了关联和互动。

其次是虚实间的连接。我们通过创作引擎等方式构建的虚拟数字空间本身不与现实世界产生直接联系,我们需要将现实世界中的信息“搬迁”到虚拟的数字空间中,这样虚拟世界可以同步反映出真实世界的运行状态。这个过程其实就是今天人工智能技术正在如火如荼展开的工作,即真实世界的数字化。这一过程将会产生对感知算法的海量需求。

再次是时空间的连接。我们知道元宇宙其实本质上还是具有网络属性,子宇宙之间通过建立互认互信的网络标准和协议进行连接。我们在任何子宇宙中所拥有的数字资产都可以与数字身份绑定在一起,然后随着虚拟化身在不同的子宇宙间自由穿梭和使用。那么我们如何进入不同的数字空间呢。我们在PC互联网时期,通过“搜索引擎+点击超级链接”的方式浏览不同网页;我们在移动互联网时期,通过移动搜索/智能推荐机制,在不同APP间切换体验。那么,元宇宙我们也可以利用空间搜索,或者结合用户画像推荐我们想去的子宇宙,并利用“数字虫洞”的方式进入其中。所谓“数字虫洞”,也许是希壤的形式,也可能是哆啦A梦的“任意门”。

第三种原力是融合力,包括数据融合、虚实融合和生态融合。

首先是数字融合。我认为数字融合能力在打造融合元宇宙或是产业元宇宙方面是非常关键的技术能力。对于产业来说,资产是价值的底座。我们通过数字化将资产“搬迁”到虚拟世界中,但是如果这些只是一个一个简单的模型,即使做的再视觉逼真,它的价值是不大的。但是如果这个三维数字模型同时能够携带丰富的数据信息,那么它对于产业发展而言意义就大不一样。譬如,我们构建一个三维数字工厂,里面有各种设备模型,通过这些模型我们可以直观的展示真实设备的时空位置信息、规格、型号、供应商等信息,以及实时加载动态的运行状态数据,那么基于这个模型和数据,我们就可以重构我们的业务流程。而这些数据的叠加和展现,本质上即对多源异构数据融合能力提出了较高的要求。

我们看到像Unity这样的游戏引擎,以及英伟达的Omniverse平台,当它们进入产业领域时,首要事情就是做数据融合。Unity收购了法国一家做数据融合的公司PiXYZ,以及与工程类软件Autodesk战略合作来推动不同软件数据格式的打通。工业元宇宙平台Omniverse在一开始就采用了皮克斯通用的USD格式来接入不同软件数据。因此,多源异构数据融合对于融合元宇宙或者产业元宇宙意义重大。

其次是虚实融合。这是虚实连接的下一步。我们构建一个可以实时反映真实世界运行状态的虚拟数字空间不是目的,最终我们希望通过在虚拟世界中调试、模拟得出最优的决策方案来指导现实世界的运行。譬如,可以在虚拟场景下进行交通管控的科学推演,预测车流、人流的变化情况,进而对交通管理预判提供科学依据。

再次是生态融合。移动互联网生态系统由硬件、软件(OS)、应用和内容构成,彼此之间是相互依存、螺旋推进的关系。元宇宙生态亦是如此,好的内容和应用推动终端软硬件生态的发展,而终端销量的增加也将进一步带来内容和应用的大爆发。


构建元宇宙的四大基础


基础一:低门槛的创作环境,向上集聚创作者生态,向下兼容更多终端。

我们将创作引擎中的技术能力进行模块化的封装,再通过低门槛、开源开放式的创作环境面向更广泛群体,形成创作者生态。我们看到目前主流的几款3D创作引擎(Unity、UnrealEngine、Roblox)的开发者已经超过700万。英伟达工业元宇宙平台Omniverse也正在基于芯片技术的开发者社区构建创作者生态。

此外,创作引擎也正在通过建立跨终端的“移植”能力来覆盖更广泛的用户群体。例在Unity上创建的内容可以一次创建并部署到 20 多个交互终端,包括 Windows、Mac、iOS、Android、PlayStation、Xbox、Nintendo Switch 以及增强和虚拟现实平台等。商汤科技的SenseMARS火星混合现实平台不仅可以兼容app、小程序及H5等不同应用形式,还支持超过200款手机、平板电脑、AR/VR眼镜、智能电视及无人机等多种终端设备,为用户创造交互式的元宇宙体验。

基础二:高效的算法基建,加速“创造”、强化“连接”、推动“融合”。

元宇宙的创造、连接和融合需要大量的人工智能技术支持,从而加速内容“创造”,强化虚实“连接”,并推动虚实“融合”。尤其是在虚实连接这一环节,也就是真实世界数字化过程,会涉及大量的AI感知算法。我们推算如果要实现整个真实世界的数字化,大概需要百万量级的算法模型。这种算法需求水平,难以通过作坊式生产方式快速响应。

因此,我们需要搭建工业级的算法生产工厂,从数据存储、标注、训练、推理到部署整个过程实现流水线、标准化,这样才能够缩短算法创新的周期,提升算法生产效率,满足场景数字化的需要。此外,真实世界中大量的场景属于低频、长尾,可用于训练算法的数据量不足。那么,我们需要通过练“大模型”的方式来建立通用人工智能力,结合少量数据形成解决长尾数字化需求的规模经济。

基础三:巨量的算力基建,支撑元宇宙天量级的计算需求。

未来元宇宙的体验以及创作将对算力资源形成天量需求。根据IDC预测,到2030年,元宇宙总算力(包括AI、VR/AR、物联网、区块链等)需求将是当前规模的百倍之上,甚至更高。所以,我们要大建算力基础设施。

此外,元宇宙,尤其是产业元宇宙也将带来计算部署方式的结构性变革——一是,产业应用需要对产生的超高并发的海量非结构化数据进行实时处理和分析,传统以CPU为核心的计算架构将无法满足需求;二是,产业应用往往对延时性要求很高,受限于网络技术发展及网络带宽成本,需要通过边缘侧部署来填补短板。因此,围绕智能(异构)计算(简称AIDC)的 “云-边-端”协同模式将成为元宇宙计算升级的主要趋势。

基础四:科技发展要遵守伦理底线,做到可持续发展、以人为本和技术可控。

元宇宙正“碎片化”的出现在我们的身边。正如时光倒流十年,我们无法预估移动互联网对人们生活带来颠覆性变化一样,今天站在元宇宙元年,我们也很难为大家描摹出一幅元宇宙的未来全景。但可以确认的是,科技发展的趋势是有迹可循的,也是可以被预测的。元宇宙的大门已经打开,在政策、产业、科研、资本、市场的共同推动下,随着底层技术和相关规则制度的建设和完善,一个开放开源、丰富多彩、创新涌现的元宇宙“大航海时代”即将到来。

(作者系商汤智能产业研究院战略研究主任)

本文链接:https://www.8btc.com/article/6721884
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