云游戲、VR、AI，云計(jì)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(xué)新聞學(xué)院教授、博士生導(dǎo)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(tuán)隊(duì)也給元宇宙下了一個(gè)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(shí)相融的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和社會形態(tài)，它基于擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供沉浸式體驗(yàn)，基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建經(jīng)濟(jì)體系，將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合，并且允許每個(gè)用戶進(jìn)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(gè)層面：體驗(yàn)；發(fā)現(xiàn)；創(chuàng)作者經(jīng)濟(jì)；空間計(jì)算；去中心化；人機(jī)互動；基礎(chǔ)設(shè)施?！?/p>

體驗(yàn)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(yàn)層面開展工作。著名游戲 《Second Life》 尤為經(jīng)典。在這個(gè)游戲里，用戶叫做"居民"，可以通過可運(yùn)動的虛擬化身互相交互。這套程序還在一個(gè)通常的元宇宙的基礎(chǔ)上提供了一個(gè)高層次的社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。居民們可以四處逛逛，會碰到其他的居民，社交，參加個(gè)人或集體活動，制造和相互交易虛擬財(cái)產(chǎn)和服務(wù)。而典型《頭號玩家》則是人們對于元宇宙在體驗(yàn)層面的自由暢想。

發(fā)現(xiàn)層面是用戶了解到體驗(yàn)層的重要途徑，其中包括各種應(yīng)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(jì)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(jì)工具 、 貨幣化技術(shù)、動畫系統(tǒng)、圖形工具等；

空間計(jì)算層 (Spital Computing): 對創(chuàng)作者經(jīng)濟(jì)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(gè)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(jī)交互層 (Human Interface): 人機(jī)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(jī)、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(dǎo)體芯片、新型材料、云計(jì)算和電信網(wǎng)絡(luò)等。基礎(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(gè)人類經(jīng)濟(jì)體未來需求的一個(gè)集中出口，包含了用戶對新體驗(yàn)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(shí)現(xiàn)路徑，說到底，我們最想搞清楚的是，究竟該如何實(shí)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(yàn)設(shè)備 (Hardware)、網(wǎng)絡(luò)與算力 (Networking and Computing)、內(nèi)容及應(yīng)用生態(tài) (Content)、區(qū)塊鏈和 NFT(Blockchain)，數(shù)字孿生（Digital Twin）。當(dāng)然，這些核心技術(shù)在不同人眼里可能有細(xì)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(yīng)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(shí)都存在一個(gè)統(tǒng)一的承載形式，就是云計(jì)算。

明眼人早已看出，如果排除因商業(yè)競爭而重復(fù)造輪子的問題，其實(shí)實(shí)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(wù)。在元宇宙的發(fā)展過程中，如果每一家應(yīng)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(wù)、數(shù)字孿生服務(wù)、機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)，那成本將是不可想象的。

而當(dāng)下階段的云計(jì)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(gè)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(jìn)入了游戲世界，這其實(shí)是典型的云游戲場景。

目前大型游戲采用服務(wù)器 + 客戶端的實(shí)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(yùn)算。隨著 5G 時(shí)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(wù)及時(shí)擴(kuò)展容量并支持遠(yuǎn)程創(chuàng)建者。Amazon G4 實(shí)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(fù)雜的云游戲。Amazon G4 實(shí)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(shí)時(shí)光線追蹤的 GPU 實(shí)例。

而元宇宙的體驗(yàn)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(yīng)用的局限性主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，其中包括：購置主機(jī)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(jì)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(jì)變得更加輕便與高性價(jià)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(jìn)行快速的內(nèi)容迭代發(fā)布，用戶即點(diǎn)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)，可直接在 Web 瀏覽器中創(chuàng)建沉浸式體驗(yàn)，并可通過簡單的 URL 在幾秒鐘內(nèi)進(jìn)行訪 問，同時(shí)能夠在適用于 AR/VR 的主要硬件平臺上運(yùn)行。

除了云游戲和 VR，元宇宙的實(shí)現(xiàn)還有一個(gè)關(guān)鍵變量，就是 AI。AI 可以縮短數(shù)字創(chuàng)作時(shí)間，為元宇宙提供底層支持，主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)視覺、智能語音語義、機(jī)器學(xué)習(xí)。三者都需要巨大的算力和存儲，云計(jì)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(shí)例，將定制化 AI 模型處理時(shí)間從幾天縮短為幾小時(shí)，使訓(xùn)練模型的速度提高了兩三倍，從而提供各類遠(yuǎn)程醫(yī)療、診斷服務(wù)。

AI 在虛擬形象上的價(jià)值更明顯，亞馬遜云科技的 AI 服務(wù)在此領(lǐng)域有很多的應(yīng)用實(shí)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(jī)器人（游戲 AI NPC、文本交互、語音驅(qū)動口型動畫、動作補(bǔ)抓、表情遷移）、偶像營銷運(yùn)營（聊天觀察、流行搭配、反外掛）等。

云計(jì)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(xì)看看頭部云計(jì)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(shí)。

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(gè)來源（如設(shè)備傳感器、攝像機(jī)和業(yè)務(wù)應(yīng)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(gè)知識圖譜，對現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境進(jìn)行建模，是實(shí)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(kuò)展容量以支持更多設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)流量，重點(diǎn)服務(wù)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(jī)器學(xué)習(xí)模型，做模型預(yù)測，保證在脫離數(shù)據(jù)工程團(tuán)隊(duì)的情況下，依然可以提供服務(wù)，進(jìn)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(wù)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(bǔ)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(jì)算、存儲、數(shù)據(jù)庫和安全服務(wù)，獲得云端更好的隱私保護(hù)、可靠性和擴(kuò)展性，包括將在亞馬遜云科技上運(yùn)行第三方合作應(yīng)用，并使用云服務(wù)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(jì)算服務(wù)來加速 Meta AI 部門人工智能項(xiàng)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(yùn)行深度學(xué)習(xí)計(jì)算框架 PyTorch 的性能，并助力開發(fā)人員加速構(gòu)建、訓(xùn)練、部署和運(yùn)行人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)模型的機(jī)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(rèn)為，這是云計(jì)算可以大量賦能的一個(gè)領(lǐng)域。她表示：“我們認(rèn)為元宇宙一定是云計(jì)算可以大量賦能的一個(gè)領(lǐng)域。元宇宙本身需要的就是計(jì)算、存儲、機(jī)器學(xué)習(xí)等，這些都離不開云計(jì)算?！?/p>

未來仍在描繪中

未來元宇宙的技術(shù)棧是否會擴(kuò)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(jī)普及以前，我們完全無法想象 4G 生態(tài)下主要的應(yīng)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(shí)間的路程要走。

但萬變不離其宗，關(guān)注云計(jì)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(jìn)展的重要方法。