云游戲、VR、AI，云計算給元宇宙提供了哪些想象力？

2021 最火的新概念，莫過于元宇宙。2021 年 10 月 29 日，F(xiàn)acebook 宣布改名 Meta；2021 年 11 月 1 日，“元宇宙第一股”    Roblox 經(jīng)過短暫調(diào)整，宣布重新上線。接下來關(guān)于元宇宙的線下 / 線上討論如火如荼，元宇宙概念的熱度可見一斑。

逐層拆解元宇宙

清華大學新聞學院教授、博士生導師沈陽教授在一場活動中分享道，元宇宙，英文是 Metaverse，從字面來理解，由 Meta（超越） 和 Universe（宇宙） 兩部分組成。而沈陽教授團隊也給元宇宙下了一個相對精確的定義：

元宇宙是整合多種新技術(shù)而產(chǎn)生的新型虛實相融的互聯(lián)網(wǎng)應用和社會形態(tài)，它基于擴展現(xiàn)實技術(shù)提供沉浸式體驗，基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建經(jīng)濟體系，將虛擬世界與現(xiàn)實世界在經(jīng)濟系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合，并且允許每個用戶進行內(nèi)容生產(chǎn)和世界編輯。

Beamable 公司創(chuàng)始人 Jon Radoff 則在產(chǎn)業(yè)層面對元宇宙的概念做了拆解：“元宇宙構(gòu)造的七個層面：體驗；發(fā)現(xiàn)；創(chuàng)作者經(jīng)濟；空間計算；去中心化；人機互動；基礎(chǔ)設(shè)施。”

體驗層面相對最容易理解，目前我們常見到的游戲、社交等領(lǐng)域企業(yè)，都是在體驗層面開展工作。著名游戲 《Second Life》 尤為經(jīng)典。在這個游戲里，用戶叫做"居民"，可以通過可運動的虛擬化身互相交互。這套程序還在一個通常的元宇宙的基礎(chǔ)上提供了一個高層次的社交網(wǎng)絡(luò)服務。居民們可以四處逛逛，會碰到其他的居民，社交，參加個人或集體活動，制造和相互交易虛擬財產(chǎn)和服務。而典型《頭號玩家》則是人們對于元宇宙在體驗層面的自由暢想。

發(fā)現(xiàn)層面是用戶了解到體驗層的重要途徑，其中包括各種應用商店，主要參與者是大型互聯(lián)網(wǎng)公司；

創(chuàng)作者經(jīng)濟層 (Creator Economy): 幫助元宇宙創(chuàng)作者的成果貨幣化，其中包括設(shè)計工具 、 貨幣化技術(shù)、動畫系統(tǒng)、圖形工具等；

空間計算層 (Spital Computing): 對創(chuàng)作者經(jīng)濟層的賦能，具體包括 3D 引擎、手勢識別、空 間映射和人工智能等，主要參與者是 3D 軟硬件廠商；

去中心化層 (Decentralization): 這個層面的公司主要是幫助元宇宙生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建分布式架 構(gòu)，從而形成民主化結(jié)構(gòu)；

人機交互層 (Human Interface): 人機交互層主要是大眾接觸元宇宙的媒介工具，主要體現(xiàn)在 觸覺、姿勢、聲音、神經(jīng)等層面，其中產(chǎn)品包括 AR/VR、手機、電腦、汽車、智能眼鏡等可穿戴設(shè)備，主要參與者是 3D 軟硬件廠商 ;

基礎(chǔ)設(shè)施層 (Infrastructure):5G、半導體芯片、新型材料、云計算和電信網(wǎng)絡(luò)等?；A(chǔ)設(shè)施層大概率是巨頭之間的游戲，大部分是基礎(chǔ)硬件公司。

可以說，元宇宙是整個人類經(jīng)濟體未來需求的一個集中出口，包含了用戶對新體驗的渴望，資本對新出口的渴望，技術(shù)對新領(lǐng)域的渴望，它是科技發(fā)展到一定階段的必然新構(gòu)想。即便 2021 沒有出現(xiàn)“元宇宙”，可能也會出現(xiàn)“元世界”、“元矩陣”等其他概念。

元宇宙的關(guān)鍵支撐技術(shù)

以上關(guān)于元宇宙概念和產(chǎn)業(yè)分層方面的定義，是最近被很多人所熟知的概念，但這仍然沒有解釋元宇宙的實現(xiàn)路徑，說到底，我們最想搞清楚的是，究竟該如何實現(xiàn)夢想中的元宇宙。

從技術(shù)維度來看，元宇宙的各部分關(guān)鍵支撐可以簡稱為：“HNCBD”，分別是硬件體驗設(shè)備 (Hardware)、網(wǎng)絡(luò)與算力 (Networking and Computing)、內(nèi)容及應用生態(tài) (Content)、區(qū)塊鏈和 NFT(Blockchain)，數(shù)字孿生（Digital Twin）。當然，這些核心技術(shù)在不同人眼里可能有細微區(qū)別，但總體相差不大。

在“HNCBD”中，H 屬于硬件，不在軟件開發(fā)者的常規(guī)討論范圍內(nèi)；C 依賴百花齊放的應用社區(qū)；而網(wǎng)絡(luò)與算力、區(qū)塊鏈和 NFT、數(shù)字孿生，其實都存在一個統(tǒng)一的承載形式，就是云計算。

明眼人早已看出，如果排除因商業(yè)競爭而重復造輪子的問題，其實實現(xiàn)元宇宙最好的通路就是云。某種意義上講，云不光承載的是元宇宙對于算力和基礎(chǔ)設(shè)施的空前龐大的需求，更是各類在基礎(chǔ)設(shè)施之上的 PaaS 、SaaS 服務。在元宇宙的發(fā)展過程中，如果每一家應用提供商、內(nèi)容提供商，都要重構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施，包括基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)湖倉服務、數(shù)字孿生服務、機器學習服務，那成本將是不可想象的。

而當下階段的云計算，除了提供基礎(chǔ)的算力支撐，最關(guān)鍵的就是在游戲、AI 算法及 VR 三個方向上，提供了足夠成熟的技術(shù)產(chǎn)品，其中最具代表性的就是亞馬遜云科技。

回顧《頭號玩家》的電影畫面，演員們戴上眼鏡，即進入了游戲世界，這其實是典型的云游戲場景。

目前大型游戲采用服務器 + 客戶端的實現(xiàn)模式，對客戶端硬件要求比較高，尤其是 3D 圖形的渲染，基本完全依賴于終端運算。隨著 5G 時代的到來，游戲?qū)谠贫?GPU 上完成大規(guī)模渲染，游戲畫面壓縮后通過 5G 高速網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶。

在客戶端，用戶的游戲設(shè)備不需要任何高端處理器和顯卡，只需要基本的視頻解壓能力。從游戲開發(fā)角度來看，游戲平臺可以更加快速地部署新游戲功能，減少啟動游戲所需的構(gòu)建和測試工作量，滿足玩家需求。

2020 年 9 月，亞馬遜云科技就推出了自己的云游戲平臺 Luna，兼容 PC、Mac、Fire TV、iPad 和 iPhone 和 Android 系統(tǒng)，知名游戲和平臺廠商 Epic Games 也在利用 Amazon EC2 等 亞馬遜云科技 服務及時擴展容量并支持遠程創(chuàng)建者。Amazon G4 實例就是通過 GPU 來驅(qū)動云游戲渲染，通過 NVIDIA Video Codec SDK 傳輸最復雜的云游戲。Amazon G4 實例所搭載的 NVIDIA T4 GPU，也是云上第一款提供了 RT 核心、支持 NVIDIA RTX 實時光線追蹤的 GPU 實例。

而元宇宙的體驗又不僅限于云游戲，云游戲只是場景，VR 才是路徑。

傳統(tǒng) VR 應用的局限性主要體現(xiàn)在四個方面，其中包括：購置主機和終端硬件成本高、設(shè)備使用率低、內(nèi)容分散、移動性受限。

云計算和 VR 的結(jié)合，可以將 GPU 渲染功能從本地遷移到云端，從而使得終端的設(shè)計變得更加輕便與高性價比，降低了用戶購買硬件設(shè)備的成本。VR 開發(fā)者可以 在云上進行快速的內(nèi)容迭代發(fā)布，用戶即點即玩、無需下載，解決內(nèi)容不集中問題。

以 Amazon Sumerian 為例，開發(fā)者可以輕松創(chuàng)建 3D 場景并將其嵌入到現(xiàn)有網(wǎng)頁中。Amazon Sumerian 編輯器則提供了現(xiàn)成的場景模板和 直觀的拖放工具，使內(nèi)容創(chuàng)建者、設(shè)計師和開發(fā)人員都可以構(gòu)建交互式場景。Amazon Sumerian 采用最新的 WebGL 和 WebXR 標準，可直接在 Web 瀏覽器中創(chuàng)建沉浸式體驗，并可通過簡單的 URL 在幾秒鐘內(nèi)進行訪 問，同時能夠在適用于 AR/VR 的主要硬件平臺上運行。

除了云游戲和 VR，元宇宙的實現(xiàn)還有一個關(guān)鍵變量，就是 AI。AI 可以縮短數(shù)字創(chuàng)作時間，為元宇宙提供底層支持，主要體現(xiàn)在計算機視覺、智能語音語義、機器學習。三者都需要巨大的算力和存儲，云計算為人工智能提供了無限的算力和存儲支持。有一家叫做 GE Healthcare 的公司，就是使用 Amazon P4d 實例，將定制化 AI 模型處理時間從幾天縮短為幾小時，使訓練模型的速度提高了兩三倍，從而提供各類遠程醫(yī)療、診斷服務。

AI 在虛擬形象上的價值更明顯，亞馬遜云科技的 AI 服務在此領(lǐng)域有很多的應用實踐包括圖像 AI 生成（自動上色、場景調(diào)整、圖像二次元化）、模型自動生成（動畫自動生成、場景道具生成）、游戲機器人（游戲 AI NPC、文本交互、語音驅(qū)動口型動畫、動作補抓、表情遷移）、偶像營銷運營（聊天觀察、流行搭配、反外掛）等。

云計算企業(yè)在元宇宙領(lǐng)域的核心工作

如果說，以上拆解更多還屬于理論分析，那么，如果我們仔細看看頭部云計算企業(yè)的近期動態(tài)，就會發(fā)現(xiàn)關(guān)于元宇宙的種種技術(shù)支撐正在云端成為現(xiàn)實。

2021 亞馬遜云科技 re:Invent，亞馬遜云科技發(fā)布了 Amazon IoT TwinMaker 與 Amazon Private 5G。

前者讓開發(fā)人員可以輕松匯集來自多個來源（如設(shè)備傳感器、攝像機和業(yè)務應用程序）的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)結(jié)合起來創(chuàng)建一個知識圖譜，對現(xiàn)實世界環(huán)境進行建模，是實現(xiàn)工業(yè)元宇宙的組成技術(shù)之一。

后者則可自動設(shè)置和部署企業(yè)專有 5G 網(wǎng)絡(luò)，并按需擴展容量以支持更多設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)流量，重點服務了以工業(yè) 4.0 為主的龐大傳感器和端側(cè)設(shè)備集群，前文提到的工業(yè)元宇宙、車聯(lián)網(wǎng)自然也在同一序列。

更不用說 Amazon SageMaker Canvas，用無代碼理念構(gòu)建機器學習模型，做模型預測，保證在脫離數(shù)據(jù)工程團隊的情況下，依然可以提供服務，進一步降低了未來元宇宙內(nèi)容生產(chǎn)的門檻，保證了內(nèi)容的多樣性。

同樣在 2021 亞馬云科技 re:Invent 全球大會期間，元宇宙公司 Meta 宣布深化與亞馬遜云科技的合作，將亞馬遜云科技作為其戰(zhàn)略云服務提供商。

據(jù)介紹，Meta 使用亞馬遜云科技可靠的基礎(chǔ)設(shè)施和全面的功能，補充其現(xiàn)有的本地基礎(chǔ)設(shè)施，并將使用更多亞馬遜云科技的計算、存儲、數(shù)據(jù)庫和安全服務，獲得云端更好的隱私保護、可靠性和擴展性，包括將在亞馬遜云科技上運行第三方合作應用，并使用云服務支持其收購的已經(jīng)在使用亞馬遜云科技的企業(yè)。

Meta 還將使用亞馬遜云科技的計算服務來加速 Meta AI 部門人工智能項目的研發(fā)工作。另外，亞馬遜云科技和 Meta 雙方還將合作幫助客戶提高在亞馬遜云科技上運行深度學習計算框架 PyTorch 的性能，并助力開發(fā)人員加速構(gòu)建、訓練、部署和運行人工智能和機器學習模型的機制。

亞馬遜全球副總裁、亞馬遜云科技大中華區(qū)執(zhí)行董事張文翊認為，這是云計算可以大量賦能的一個領(lǐng)域。她表示：“我們認為元宇宙一定是云計算可以大量賦能的一個領(lǐng)域。元宇宙本身需要的就是計算、存儲、機器學習等，這些都離不開云計算。”

未來仍在描繪中

未來元宇宙的技術(shù)棧是否會擴展，元宇宙的呈現(xiàn)形式是否會出現(xiàn)大幅變化？

答案幾乎是肯定的，就像在 4G 手機普及以前，我們完全無法想象 4G 生態(tài)下主要的應用類型。從建設(shè)到成熟，僅在算力層面，元宇宙也至少還有十余年時間的路程要走。

但萬變不離其宗，關(guān)注云計算領(lǐng)域關(guān)于元宇宙支撐技術(shù)的更新迭代，可能是我們拋開泡沫，觀察元宇宙生態(tài)進展的重要方法。