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胡延平 连接3.0,未来场景不是元宇宙而是虚实互联网——虚拟世界、数字世界与现实世界的融合发展

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胡延平,信息社会50人论坛成员、FutureLab未来实验室创始人、DCCI互联网数据中心创始人、未来智库专家。

连接1.0是信息/通信的人机连接,连接2.0是感知/智能的泛在连接,连接3.0是虚实世界的场景化融合连接。

互联网1.0是信息/通信/关系网络,互联网2.0是万物互联的智能网络,互联网3.0是真实世界与虚拟世界的交融网络。

交互1.0是基于键盘/屏幕/鼠标的人机交互,交互2.0是传感意义上的智能交互,交互3.0是以多维交感为基础的自然交互。

综上所述,本文的1.0相对泛指已经过去的经典互联网时代,2.0相对泛指正在到来的智能互联网时代,3.0相对泛指2030年前后才会大致成形的虚实互联网时代。

一、虚实互联网:基本定义

由于无法用其他既有词汇来准确概括下一个代际网络的发展阶段,我只好自创一个词语——虚实互联网。虚实互联网并非虚拟现实互联网,而是虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)及投射或叠加在现实之上的各种虚拟数字场景应用与连接所共同构成的包含基础设施、规则秩序、形同生态的融合世界。

虚实互联网的英文为Virtu-ality Internet,请注意,其中Virtu-ality不是Virtuality,因为后者在大部分情况下容易被理解为虚拟现实,尽管Virtual的英文原意并非“虚拟”,而是无限逼近真实,但在绝大多数时候,它都被理解为“虚拟”。虚实互联网不是过去比特世界/物理世界意义上的分界与连接,而是虚拟/数字场景与现实场景的交融,“场景”是最有助于直观理解虚实互联网的思维角度。另外,虚实互联网的本质不在于互联网,而在于虚拟/数字场景与现实场景投射、叠加、融合式的连接。

二、现实世界、数字世界、虚拟世界

现实世界、数字世界、虚拟世界,是虚实互联网所交融连接的三个世界。现实世界自不待言。数字世界是真实世界的数字化(有时被称为数字孪生,尽管并不准确),以及万物互联场景下所有传感/数据/网络/智能的有机组成。虚拟世界是真实世界的人、数字世界与虚拟世界的创造者所创造出来的虚拟事物及其投射向现实世界和数字世界的虚拟部分。

在很多时候,数字世界和虚拟世界是交织、叠加在一起的,以至于难以分辨它们的差别,但更多时候,虚拟世界和现实世界交织、叠加在一起,它们如此密不可分,就像数字世界的相当一部分始终是现实世界的数字映射一样。

虚实互联网起始于VR/AR/MR的引入。用户通过游戏产业最先接入虚实互联网。但是,虚实互联网虽然起于游戏,却不会终于游戏。在娱乐之外的生活、商务等领域,虚实互联网都将产生非常广泛的应用。可以说互联网3.0就是虚实互联网,智慧科技未来所构建的各种应用场景,就是虚实互联网。

三、虚实互联网与元宇宙

进入2021年,虚实互联网进一步浮现。在元宇宙(Metaverse)概念中,虚实互联网若隐若现,但虚实互联网是一个远比元宇宙范畴更大的概念。元宇宙还比较远,但虚实互联网的种种形态已经开始呈现。

2021年,对虚实互联网最有力的一推来自Facebook,其不仅是全球最大的社交网络的运营者,也是销量占比最大的VR产品Oculus的出品者。扎克伯格称Facebook要从社交公司转型为一家元宇宙公司的消息广泛传播,将2020年升温、2021年大热的元宇宙概念进一步加热,就连2021年是元宇宙元年的说法都出现了,Facebook这个角度的一系列行动由此被推到了宇宙中心一般的玄幻高度。

如果说英伟达加入这个赛道是因为其在图形、计算、人工智能方面的优势,要做虚拟创作平台、计算系统意义上的元宇宙创建者甚至平台运营者,成为元宇宙最核心的基础设施,那么Facebook的深层考虑是什么?元宇宙具备生态化条件了吗?元宇宙真的会成为一个“世界”吗?它和虚实互联网是什么关系?

四、元宇宙:早期概念、虚实互联网的部分雏形

美国计算机教授弗洛文奇于40年前在科幻小说《真名实姓》中构思了一个可以通过脑机接口进入并拥有感官体验的虚拟世界;美国科幻作家尼尔·斯蒂芬森于1992年出版的小说《雪崩》中首次造出Metaverse这个词,意指一个通过互联网等技术手段将现实世界投射其中的平行宇宙。《真名实姓》《雪崩》中描绘的元宇宙,2050年都未必能实现。

元宇宙概念头部公司Roblox的创始人兼CEO Dave Baszuck对这个概念的描述是,现实当中的人通过平台,在虚拟世界拥有身份、朋友,在此可以获得沉浸感、失去现实感知的极致体验,一切都是低延迟、随时随地可以接入的,内容多元化,有其经济系统、数字文明,与现实世界并行不悖、互相影响。

但是,Facebook的扎克伯格对元宇宙的定义明显超越了VR也超越了游戏。“可以将它视为移动互联网的继承者”,是一个“实体互联网”,“由许多不同的参与者以去中心化的方式共同运营”。“对于个人创作者和艺术家,对于想要在远离现有城市中心的地方工作和居住的人们,对于教育或娱乐资源较为有限的人们,元宇宙将为他们带来巨大机会。”“如果真能开发出瞬间移动设备,元宇宙大概会是它最大的舞台。但元宇宙不仅是虚拟现实。你可以在所有的计算平台上访问元宇宙,包括VR、AR和计算机,也包括移动设备和游戏机。说到这一点,很多人还认为元宇宙主要是用于玩游戏。娱乐显然会成为其中的重要组成部分,但我不认为游戏就是全部。我认为这是一个持久而同步的环境,让我们可以共处其中。这大概会是一种混合环境,它包含我们当今看到的社交平台,但可以让我们以具象化的方式置身其中。”

看得出来,Facebook所谓的元宇宙更贴近虚实互联网。即使如此,依然不够。所以这也是为什么本文提到了元宇宙,但重点并不是在阐述元宇宙,更不是在为这个狭窄局限、言过其实、距离实现还比较遥远的概念背书。AR/VR/MR等是虚实互联网在设备/应用意义上的第一个入口,元宇宙是虚实互联网业态/形态意义上的第一个入口,仅此而已。

元宇宙充满了局限性,它只是现实世界、数字世界、虚拟世界三个世界中的一个,但它有虚实互联网的雏形。所以,通过透视元宇宙的发展路径,探究其各种可能性,有助于分析、认知虚实互联网的样貌/形态。

五、虚实互联网雏形的三个基本判断和潜在预期

首先,虚实互联网是范畴更大也更为准确的新形态,元宇宙是最蛊惑人心但最不准确的概念,虚实互联网其实比言过其实、有独立存在意味但实际并不能独立存在的元宇宙更为准确。虚实互联网是各种广义虚拟与现实交融连接的互联网。

其次,元宇宙这一轮概念炒作,目前主要是资本驱动的概念抢注、资源圈地、业务布局过程,处于要素萌发、产品服务集聚阶段;而过度投资可能导致元宇宙相关产业在两三年后遇到类似2016/2017年VR泡沫破裂市场增速陡降的情形。

最后,虽然群聚效应的临界奇点已经初步显现,但这只会是这个领域的第二次短暂高潮,社交、娱乐、创作、展示、教育、交易意义上的生态形成期开始到来,但是要素就绪、充分连接、场景展开、应用融合的规模化市场启动阶段要在2030年前后才会出现;貌似数字世界由实入虚,其实这只是表象,之后会是由虚向实、融合现实,元宇宙不会止步于游戏娱乐、视觉内容,更不会止步于VR、AR、MR、XR、CR……

六、Facebook意义上的虚实互联网雏形的起步与路径

从连接人(社会网络1.0)、连接基于关系的信息内容服务(社会网络2.0)到连接世界(社会网络3.0),Facebook这次想要开始连接所有可虚拟、可增强、可混合的娱乐、内容、商务、生活等应用场景,本质是以连接虚拟实现连接世界。

Facebook想要构建虚拟增强现实世界的基础设施,并从虚拟现实通过投射、叠加,反向映射、进入现实世界,成为现实世界的数字基础设施的一部分。虚拟世界的基础设施和现实世界的基础设施都具有“云、管、端、感、网、智”的架构特征。现实世界的基础设施不仅是过去意义上的通信、连接,还是“现实操作系统”和“场景引擎”,因为在这个操作系统之上运行的不仅是软件,还包括人及其行为、现实世界及其活动。

另外,Facebook发行虚拟加密货币之心依然不死,只不过这次路径调整为游戏代币、场景代币。从虚拟加密货币到现实世界的通用数字货币,Facebook有可能走一条迂回的从局部突围之后反向覆盖到现实的货币发行之路。

七、虚实互联网的幼稚期:元宇宙技术要件的6个瓶颈

元宇宙技术要件不成熟、用户体验不够好等问题,主要集中在“入口”,也就是用户得以接入到虚拟世界的硬件设备,比如眼镜、头盔等。不过总体来说,目前关键环节不同程度都存在一定瓶颈。

(1)视觉。人眼分辨率为16K。若VR等视觉体验要产生真正的沉浸感,16K只是没有窗纱效应的起点,而要产生流畅、平滑、真实的视觉体验,刷新率至少需要达到120Hz,在色深色彩范围都相当“粗糙”、只有分辨率比较细腻的情况下,1s产生的数据量大约为15GB;对于运动画面,刷新率则需要达到180Hz左右。单就显示技术而言,乐观估计,2025年前后可能达到这个水平,但届时其他关键模组依然无法跟进、配套到这个水平。包括Oculus Quest2在内,目前市面上的大部分产品只支持双目4K,个别可达到单目4K水平,刷新率在从90Hz往120Hz挣扎,像素颗粒清晰可见,是非常简单、粗糙的玩具,甚至只是儿童级别的水平相当业余的玩具。未来视觉技术的另外两个路径更加遥不可及:视网膜投射方式是一条歧路;脑机接口方式可能2050年都无法真正用于视觉交互。

(2)算力。在消费级计算设备中,还没有显卡能够支持16K的显示分辨率,目前最高端的桌面级英伟达RTX3090只能支持到8K,16K总像素数相当于4个8K,而RTX3090体积硕大,因此不可能用于移动头戴式显示设备。元宇宙的移动设备要实现端侧引擎、端侧智能、端侧16K的支持,还要有光追、3D渲染、透视之类的功能的话,至少五年之内不会出现达到这种算力水平的系统级芯片(SoC)。2028—2030年才有可能出现达到这个算力水平的SoC,但仍达不到这类设备所要求的小型化、低功耗程度。裸眼3D显示、全息显示的VR、AR和MR设备,要真正达到让用户有沉浸感的较高级别的体验水准,对数据、算力的要求更高。和二维平面显示设备相比,这类设备技术难度较高,目前难以企及。基于ARM架构的移动计算SoC,开辟了小型化、低功耗、高算力的计算架构的可能,但目前主流AR/VR平台应用的高通XR2,实际水准只相当于中端手机中的SoC,最高支持90fps的3K×3K的单眼分辨率,流传输、本地播放支持60fps的8K、360°视频。请注意,这个8K只用于流传输、本地播放,可以简单理解为只支持8K视频播放,而不可以进行8K级别的VR引擎的计算处理。

(3)网络。即使WiFi6也无法提供实时远程交互或云到端沉浸体验所需的数据带宽,5G更不能,Starlink的卫星互联网则远远不能,遥遥无期的6G的实际下行/上行速率能不能超过10Gbps很难说,基础网络的代际演进不像智能设备迭代那样快,最乐观估计,元宇宙相关关键设备所需的基础网络也要在2030年前后才有可能就绪。设备之间的无线串流也只勉强支持目前的粗糙水准。

(4)云。对用户来说,要获得较好的体验,端侧成本就会高,云计算、从云到端的架构有助于改善这个问题,但除了网络带宽瓶颈,云平台本身的性能瓶颈也比较明显。当然,元宇宙要形成开放生态、提供良好位移体验、为创作者搭建生产系统、实现分布式系统之间的对接,则基础设施必须基于云平台。

(5)传感、时延、渲染。向真实、具有沉浸感的用户体验逼近,还有很多技术问题需要进一步解决,如空间感知、动作捕捉、面部捕捉、眼球捕捉。SLAM依然是儿童玩具级别的水平。头部 MTP时延、操作响应时延、肢体 MTP 时延的改善,需要传感器、算法算力、引擎、操作系统、显示等的协同改善。复杂场景、高精度、3D、高分辨率下的时延和渲染问题更为突出,一些号称元宇宙级别的游戏大作,其实也就是儿童动画片的即视感,与逼真、沉浸式相差甚远。

(6)能效。元宇宙入口设备必须既高性能又低能耗,既小体积又长续航,而在这些方面,英伟达、高通等的SoC不仅算力密度在线性增长,能量密度也缓慢地线性增长,因此其能效水平的提升曲线并不支持元宇宙瞬间“起飞”。2021—2025年,消费级不同级别的高端设备的功耗,即台式/桌面级设备、移动生产力设备、小型便携移动设备的功耗大致呈现为500W、50W、5W这三个阶梯。例如,桌面级英伟达RTX3090的功耗大致在300W,使用这个级别显卡的设备综合功耗为500~700W;高端笔记本电脑功耗为50W左右,苹果新一代Macbook Pro是其中的佼佼者,常规功耗为10~30W,部分情况下功耗更高;Facebook的Oculus Quest2电池容量为3640mA·h,功耗为7W左右,续航也就两个小时;粗略而言,在将桌面级设备算力性能提升2~4倍的基础上,将其体积和重量缩小到可便携的移动设备水平,再将功耗降低到桌面计算设备的1%,才可能从根本上解决元宇宙的入口体验问题,而且只是勉强达到基本起点而已。2030年前后,有可能做到吗?

八、告别元宇宙的玄幻,迎接虚实互联网的切实

2020年,VR/AR设备全球销量不到手机的1%,这个数据比什么都能说明问题。已售VR/AR设备的使用率、使用时长、用户活跃度更低。

综合来说,元宇宙这个并不准确的概念早来了至少10年。游戏娱乐圈追一追、捧一捧、玩一玩就可以了,其他圈层对此大可不必太当真。全球数字治理的疾风骤雨,对于一心想要构建数字理想国的元宇宙来说也不是什么好消息,数据、场景、社区支离破碎,虚拟货币更将受限。数字世界的版图是一回事,数字时代的世界地图是另一回事,主权国家与全球化数字平台的冲突才刚刚开始,超级平台的行为边界面临重新标定。现在是现实世界规则格式化数字世界规则的阶段,不是数字世界为虚实互联网制定规则的最好时机。而如果没有普遍的超越现实世界的数字规则、人人参与的虚拟世界秩序和广泛的智慧基础设施,元宇宙从何谈起?Libra作为世界货币的梦想已经破灭了,连接世界、元宇宙的理想国能实现吗?这是一场世纪博弈,主权国家与超级平台,用户更愿意把自己的未来交给谁,把数字权力赋予谁?

Facebook的野心背后,依然是平台+连接的思维,只不过过去成就的是社交网络,未来要成为的是Matrix母体。Facebook看到的是集聚机会、基于集聚的连接机会,将人、场景、应用综合考量,云、管、端、网、智形成一个体系,用户的娱乐、商业、生活都在这个生态中。社交是纽带,全球用户流量是基础,Facebook要做这些场景的Matrix,要做连接数亿人及其场景的现实操作系统。英伟达是计算意义上的赋能者/创造者,而Roblox、Epic等理解为游戏概念股就好了。

尽管如此,即使2030年前后才可能走出瓶颈,产品才可能真正成熟,市场才可能规模化热启动,元宇宙这个概念还是会一直火热下去,因为它是那么蛊惑人心,一如乌托邦、理想国,人人心中都有一个最想要去的彼岸世界,即使人永远身在现实,不可能真的到达那里。

虽然元宇宙如此迷人,令人迷离,它所带来的误导仍然需要被修正。由虚向实是生命本然,由实入虚是生命妄念。次生现实(Secondary Reality)、次生世界(Secondary World)、混合现实(Mixed Reality)都比元宇宙更为准确,但更准确的概念应该是虚实互联网,也就是本文最开始所提出的Virtu-ality Internet。Virtu-ality这个创造出来的词,对Virtuality的实质进行了还原,即并非虚拟。就本质而言,VR、AR、MR都是次生现实,它们彼此连接所构成的世界充其量只是次生世界,次生世界与现实世界的融合,是广义的混合现实;而元宇宙,是信念也是妄念,把它当成游戏世界惯常的一种“自我想象”就好了。现实世界始终是第一性的,面向现实世界的连接、交互、投射、融合是“虚拟世界”的正途,Metaverse永远不可能成为元宇宙。元宇宙无法独立存在,不是彼岸、另一个时空,更不是现实世界必须依附其上的“元系统”。

对持元宇宙观点的业者来说,虚实互联网这个概念并不入耳,但它真切恰当、符合现在和未来的实际状况,它能够将用户从元宇宙的玄幻、迷幻中引导出来,让他们清晰地知道数字世界和现实世界之间的真实关系:数字世界并非另一个宇宙,并非孪生,也并非平行世界,而是现实世界的次生和依存。虚实互联网意味着元宇宙其实依附于现实世界,本质上存在于现实世界中。以眼前的VR/AR/MR为例,所有虚拟情境、数字场景都不再是孤立的,它是虚拟与虚拟、虚拟与现实、虚拟与增强、虚拟与混合、增强与现实、增强与增强、增强与混合、混合与现实、混合与混合的交融互联。置身其中的用户也彼此连接为全球化社区,形成分布式系统,系统开放对接,场景和场景彼此融合、互相嵌入,虽然是一个网络世界,但终究是世界网络。