北大计算机中心主任陈宝权:元宇宙是未来发展的必然趋势

2022-01-18 金色财经 17639浏览

“元宇宙就像社会。它处于不断进化的状态。你可以说它已经进入了元宇宙的原始社会发展阶段,但你不能说有什么东西可以代表元宇宙。”

元宇宙最近成为热门话题。这种融合了无数技术领域前沿研究的新兴社会形态,引起了人工智能、区块链、机器视觉等不同领域学者和专家的关注。不少互联网公司也纷纷公布了元宇宙的布局。但是,要打造一个源自现实世界但高度平行的虚拟空间,能够为用户提供身临其境的体验,离不开计算机图形学的发展和突破。可以创建三维数字内容。

北京大学前沿计算研究中心执行主任陈宝权教授,计算机图形学、3D视觉与可视化专家,IEEE Fellow,IEEE可视化研究院Fellow,中国计算机学会Fellow。

陈宝权(李英武 摄)

2021年12月5日,作为论坛主席主持计算机图形学领域“元宇宙”专题讨论,重点关注3D建模、增强现实、物理仿真、角色动画、机器人控制等前沿研究等等。讨论部分以闭门方式进行,来自相关领域的学者和从业者参加了讨论。

在接受本刊专访时,陈宝权与我们分享了他和其他参会专家对元宇宙形成的一些共识和看法,并强调:“虽然元宇宙有很多噪音,但它是未来发展的必然。趋势,我们需要足够的关注和早期的讨论。“

什么是元宇宙?

三联生活周刊:元宇宙引起了很多热议,但很少有人能清楚地告诉我们元宇宙是什么。如何理解这个新概念?

陈宝权:最近关于元宇宙的讨论很多,闹得沸沸扬扬。如果跳出市场炒作的范畴,首先要明确的是,没有所谓的“元宇宙”官方解释。因为这原本是科幻小说《雪崩》中的一个概念,每家公司可能会根据自己的产品线或未来的发展,做出不同的解读。

如果要我说,未来元宇宙应该是现实世界和虚拟世界的融合。您可能听说过“增强现实”(AR),但这可能不足以表达元宇宙的世界。“增强现实”是指通过移动设备在现实世界中叠加现实空间中的数字文本、图像、场景等信息。它的落地点依然是现实,是现实的增强,具有很强的连续性。但是元宇宙,它包含现实世界并包含功能非常等效的数字空间。

如何理解功能对等?我们可以想象现实空间中发生了什么。所谓真实空间不仅仅是一个空间,它有社区、产权、法律、金融等各个方面。那么我个人认为元宇宙是一个发展阶段的体现,将数字空间物化到几乎等于甚至超越现实空间的阶段。

三联生活周刊:为什么说它甚至可以超越现实空间?

陈宝权:元宇宙与现实世界有一定的功能对应,但会有更高的实现度。例如,它可能实现更高的效率,或者实现更强的功能。

例如,与现实世界相比,元宇宙可以数字化、即时存在。在虚拟世界中建造房屋更快。如果社区需要运营,世界各地的很多人都可以瞬间来,但实际上,每个人都必须飞。这样的传统方式,与交易的安全性和效率是不一样的。

我认为这正是需要强调的。一旦到了我们想象中的元宇宙时代,它真的可以扩展现实世界的生存空间,所以我们现在必须引起足够的重视。

我们离元宇宙还有多远?

三联生活周刊:我觉得你对元宇宙的态度还是比较乐观的。现在很多人也在说元宇宙是未来移动互联网的一个发展方向。

陈宝权:不乐观,我认为这是必然趋势。但元宇宙并不是像移动互联网这样的单向技术发展,它是多种技术的结合。

三联生活周刊:对,这也是我的一种感受。近两年,我们听到了很多新的科技概念,比如虚拟现实、增强现实、社交网络、加密技术、可穿戴技术、人工智能、5G等等,似乎都在元宇宙中被概括了。事实上,现在每一种单向技术都有很多困难,但未来元宇宙必须将它们全部整合起来。那么我们离元宇宙还有多远?

陈宝权:这并不奇怪。现代社会是怎样建成的?中国也是从几千年来的农耕时代慢慢发展起来的。它不是一蹴而就的,但它继续朝着这个方向发展是不争的事实。就像我刚才提到的社区建设、金融体系和产权治理一样,早期的社会也可能存在,但在发展过程中不断演变。

那么在元宇宙的原始时期,通信可能没有那么快,安全性没有那么高,治理也没有那么好,问题很多。就像现在游戏中的虚拟资产一样,如果玩家死亡,资产是否有继承权,法律上并没有很好的规定,需要进一步完善。但未来必然会朝着越来越完美的方向走,这不是一个人决定的。

三联生活周刊:其实比特币也是一种数字资产。一方面,许多国家都在想办法在某种程度上与它共存,但另一方面,也有一些国家不承认这种新的货币体系。

陈宝权:现实世界中美元的类似游戏还有很多。但只要大势不变,这个世界就需要一个货币体系才能发挥作用,而哪种货币在虚拟世界中会发挥多大的影响则是另一回事。比特币不能代表元宇宙,可以有其他类型的数字货币。

然而,这种发展的趋势和方向是必然的,即除了娱乐和社交之外,在数字世界从事类似的职业活动,在我们的现实生活中所占的比例越来越大。当这个比例上升到一定程度时,就会发生质变,开始发生物理化学转化。我所说的物化是指当人们开始承认它并不再将其视为一时的、孤立的事物时。比如你现在玩一个游戏,如果你不玩,你的账号一被淘汰就就没了。但物化之后,意味着它会继续进化,产生自己的历史,现实社会中的所有权、空间治理等概念和问题开始出现。

三联生活周刊:最近我确实看到一些游戏已经开始表明,玩家在其中进行所谓的劳动活动后,所产生的虚拟资产可以变现。

陈宝权:是的,这是一个类似的情况,但它的功能比较简单,只是一个游戏。很多有元宇宙概念的产品,其实都是很单一的存在,比如某个游戏,某个软件。但在未来,可能会有一种公共的、更全面、更多样化、更具功能性的虚拟空间。

在沙盒的世界里,土地是世界的基础,人们可以在土地上自由规划自己的内容,比如游戏、游乐园,甚至是美术馆。

三联生活周刊:谈社区治理问题。最近还有一个非常流行的与元宇宙相关的概念:“DAO”(去中心化自治组织)。去中心化曾经是早期互联网的重要生命力,但这个最初的想法似乎已经逐渐偏离,现在人们觉得元宇宙似乎为去中心化提供了新的可能。如何理解这个问题?

陈宝权:去中心化确实是人们一直在强调的事情,因为早期的互联网确实有一个概念,互联网的结构应该是非常扁平的,任何人都可以从至少一个节点连接到它,然后继续互联。理论上它没有所谓的“层次结构”(hierarchy)。

但是,随着互联网的发展,一些巨头开始出现,比如Facebook和腾讯。尽管有所有的规定,但作为这样的巨头,他们确实有一些规则,比如用户在使用他们提供的软件时必须接受的隐私政策。

去中心化是互联网早期的生命力,尤其是在西方,很多人希望继续强化这个概念。但元宇宙最终能否实现去中心化?我不这么认为。数字世界的治理,就像现实生活中的治理一样,最终由人来治理。那么在这个元宇宙空间里,有人想去中心化,有人想去中心化,总会有这两种角力。现在有人通过区块链等方式构建其底层技术或服务,强化去中心化特性,让交易更加隐蔽。这是他们努力的方向。

3D数字内容

不能量产有什么困难?

三联生活周刊:如果您的研究领域是计算机图形学、3D视觉和可视化,那么从技术角度来看,我们在元宇宙的发展可能处于什么位置?

陈宝权:前段时间,我们实际上举办了一个专业领域的元宇宙主题论坛。这是一个小型的闭门会议,涉及的内容非常狭窄。论坛参会人员主要来自学术界,也有来自学术界到企业的部分学者专家。应该说,讨论的角度比较全面。

首先,元宇宙需要代表一个有形的、可见的数字世界,对3D数字化的要求应该越来越高,这是元宇宙的基础。就像建立一个社会一样,你需要先找到一块地来建造一座房子,然后才能规划这是一个博物馆,那个是图书馆。我们制作 3D 数字内容的人就像在元宇宙中开垦土地的人。

如果真的涉及到一个人人生活、都能体验的数字世界,那么每个人都有数字内容创作的需求,所有的内容创作都需要在瞬间完成。这个要求很高,离实现还很远。这一点。

现在市场上的虚拟偶像、虚拟主播等很多,但每个虚拟角色背后都有一个团队参与制作,才能做好。这有点像过去的手表生产。起初,它是手工制作的。它非常精致,非常好,但也非常昂贵。后来工业化量产以后,人人都买得起手表了。事实上,3D 数字内容的创作有点像制作手表。它还需要一个流线型的生产流程,从最初的手工车间式生产到大规模生产。

三联生活周刊:现在3D数字内容无法量产的主要难点是什么?

陈宝权:手表进入量产,依托整条工业化流水线,需要电子设备、自动化等基础。要创建数字内容,可能需要艺术家的远见来构建这种非常相似的三维数字内容。但从技术上讲,这涉及到很多人类经验。

我们接下来要做的就是不断地将这些经验转化为计算机算法,让计算机自动实现这样的创作,提高3D内容的量产效率,让制作更快、更大、更大。高端作坊式的内容创作已经成为消费级产品,让每个人都可以随意创作数字内容。

当效率达到时,人们可以轻松创建自己的头像,快速换妆,换衣服,甚至每天设置自己不同的性格和职业……虽然产品的形状未知,但核心思想是,做什么你想到了,很快就会有办法帮你做到。

三联生活周刊:除了效率之外,我们现在比较关心但一直没能解决的元宇宙3D数字内容的重要需求或问题是什么?

陈宝权:我不愿意说现在有什么事情没有解决,因为元宇宙不是静止的,不说它本来应该是什么样子,然后根据那个来判断我们现在是不是元宇宙。

未来需求呈螺旋上升趋势。当能力提高时,每个人都可以享受到一定的服务。在现有服务的基础上,他们会往前走,想象更多的需求。人的想象力是无限的,需求也是无限的。原来,人们只需要有房子住。后来,他们需要照明和绿化。数字内容的结构也是一个类似的动态过程,将继续被驱动。

你甚至可以说现在有一个元宇宙,但是当我这么说的时候,可能听起来有点像社会上的人在炒作和营销,比如他们会说现在我们已经进入了元宇宙的时代,我们将开始在元宇宙中出售硬币。很容易让人们感到困惑。这个问题需要认真对待,因为元宇宙就像社会一样,处于不断进化的状态。你可以说你现在已经进入了元宇宙的原始社会发展阶段,但你不能说有什么东西可以代表元宇宙。

一个可能确实值得关注的问题是 3D 数字内容的资产管理。其实我刚才提到了一个“物化”的概念。当元宇宙似乎在功能上与现实世界等价时,如何管理其中与现实生活相对应的资产概念就变得非常重要。过去,我们可能只关心生产,但管理涉及法律、技术等问题,不仅需要内容创作者参与。如何记录所创建的数字内容,并确保其不会被随意篡改、复制或滥用,我们并没有太多的技术可以保证。

歌手林俊杰在推特上称自己在“元宇宙”游戏 Decentraland 中购买了三块土地

但就目前而言,最大的问题是效率。现阶段,大众可以想象的需求是有限的,因为这不是民用级别的消费产品,数字内容的建设还掌握在少数人手中。如何将这些服务快速、扁平化地应用到消费者层面是现在的主要矛盾。只有做到了这一点,人们才会提出更多的需求,那时的需求与今天高端设备上的应用会有很大的不同。

例如,如何将世界数字化是未来 10 到 20 年不一定能解决的问题。需要不断地使用新的方法来优化它。现在我们还是需要一些笨重的机器人或者其他设备先做原始数据采集,再做3D内容制作,这需要一些人工调整。这需要专业的设备和专业的人员,无法做到对现实变化的瞬时3D数字更新。现在去想象未来的需求是没有意义的,因为如何挖掘消费者的需求本身就是一个不断感应和创新的过程。

我们克服了“恐怖谷效应”吗?

三联生活周刊:高端设备扫描现实世界,在虚拟世界中完成建模需要多长时间?

陈宝权:这不仅仅和人力有关,因为背后需要有人做一些建模等操作,还取决于建模的准确性。有时,模型可能只有一张大脸,然后对其进行纹理处理以使其看起来像一个物体。

比如桌子上有一本书,桌子是三维的,而这本书可能只能通过纹理来绘制,那么在这个场景中,这本书永远不能被拿起,只是作为背景。

比如这张桌子的腿断了,断了之后里面会是什么样子?有些人似乎不需要这样的技巧,但在现实中,桌子有可能被打破,所以要实现一个与现实等价的虚拟世界,你必须考虑这些问题才能感觉真实。所以这是一个不断完善的过程,取决于这个场景要实现多远。

三联生活周刊:如果世界如此真实,我们会有“恐怖谷效应”吗?还是这么多年后这个问题解决了?

陈宝权:所谓“恐怖谷”,是指虚拟的数字人物与真人非常相似。可能有 90% 的相似度,但仍有 10% 的相似度,这会产生视觉上的“恐怖谷”。

2004年,汤姆汉克斯有电影《极地快车》,这是一部使用动作捕捉和计算机图形的动画。与迪斯尼的卡通人物不同,这部电影中的人物非常接近真实的人,但他们可能只是陷入了“离奇”的境地。山谷”地带,让人感觉不舒服,最后的票房也不是很顺利。

但现在我们实际上可以制作非常真实的角色,更不用说静态的了。对于动态表情的表达,deepfake等技术基本可以达到造假的程度。因此,从技术发展趋势来看,我认为“恐怖谷”其实已经越过了。

但如何称其为 90% 喜欢呢?不同的应用有不同的规模。是达到 90% 的视觉相似度,还是 90% 的功能相似度?产品设计有问题,不一定要表面上看起来很真实。就像有些人喜欢写实,有些人喜欢抽象一样,在数字世界中可能会有不同的呈现和表达方式。那是另一个故事。

虚拟世界可以帮助我们生活得更好吗?

三联生活周刊:如果你看Facebook对元宇宙的介绍,真的很容易想到这几年热议的虚拟现实和增强现实。为什么这两项技术发展到现在,似乎还很难有好的产品真正落地?

陈宝权:其实也有好的产品,只是没有那么受欢迎。我也看过一些不错的虚拟现实电影,他们的创作就是利用这种形式,利用它的技术特点来创作故事。

李安的《比利林恩的中场战》采用了每秒120帧的新技术标准。虽然不是特别成功,但不代表这个技术不好。只是导演可能还没有掌握如何善用这项技术进行艺术表现的关键,但李安却勇敢地探索。所有新技术在应用层面都会面临类似的问题,这需要一个过程。

三联生活周刊:那么与我们刚接触这些概念时相比,虚拟现实、增强现实等技术取得了哪些进步?

陈宝权:简单来说,早期的虚拟现实,就是给人们创造一种身临其境的体验,把人与现实隔离开来。比如最早的所谓洞穴虚拟现实系统,使用的是英文单词“cave”,因为它实际上创造了一个像房间一样的洞穴结构,并在你面前展示了四个墙壁、天花板和地板的六个面,让你看不到现实。

一旦有了这样的体验,自然会涉及到互动。当眼睛转动或人移动时,视角会发生变化,因此它进一步涉及如何跟踪人的位置。但是Cave只能服务于一个视点,并没有真正创造出一个三维世界,而只是投影一个三维世界,并不能改变一个视点来生成一个新的视点关系。所以后来出现了一个行之有效的方法,就是戴上眼镜,蒙上眼睛,把虚拟世界展现在我们眼前,这是一种非常方便的方法。之后,就涉及到如何交互的问题了。

硬件很重要,数字内容的制作相对简单。如何在虚拟空间中实现交互,甚至产生触觉等视觉和感官体验,可能需要更先进的传感器等各种设备,而这些研究仍然滞后。但是,因为当前的内容是先到先得的,所以会回过头来驱动这样的交互欲望,而这种需求本身启动的时间相对滞后。

当然,所谓的滞后是一个相对的概念,完全取决于服务是怎么设计的,这个技术是在什么场景下使用的。一个好的产品设计师可以通过任何时代的现有技术设计出伟大的产品,并将技术发挥到极致。

三联生活周刊:有一段时间,博物馆虚拟游其实很火,但后来还是选择回到实景去体验。我常常在想,虚拟世界的出现真的能帮助我们更好地生活吗?

陈宝权:首先,这可以补充你在现实生活中得不到的体验。例如,现场观看大卫的雕塑,你可能只能从某个角度观看,但数字体验可能会让你360度欣赏它。

其次,在越来越多的情况下,这真的开始成为刚需。不是每个人都能买到卢浮宫的门票,有时不是钱的问题,而是时间和博物馆的容量。但人们对体验的需求可能会爆发。如果你以后有能力,你可能想一天行千里,一天看10个博物馆,一路当VIP。在这种情况下,数字化手段可以帮助我们从零开始满足这一需求。

三联生活周刊:所以元宇宙可能更多是对现实的补充,不太可能取代现实生活。

陈宝权:元宇宙并没有说它会取代现实世界。这是现实与虚拟的良好融合。比如,“00后”看视频,一定要开弹幕。这个现象刚出现的时候,我和视频平台交流过,他们的技术人员都不是像“00后”这样的年轻群体。这也是很不可思议的,但是当需求来了,他们就迅速开发了。尽管他们不了解现象,但他们被需求驱动着前进。

在真正的博物馆里,观赏体验当然很好,但很多时候人们需要社交。如果在元宇宙中,全世界的朋友可以在瞬间一起观看和交流,可能会推动这成为一种流行的观看方式。社交将是元宇宙非常重要的一部分。

三联生活周刊:听起来元宇宙只是一个非常概念化的存在。到底还是回归大家不同领域的研究?

陈宝权:是的,就像大家提出的Web1.0、Web2.0等等,这些都是概念。当没有人在研究某项技术或开发某项产品时,他们会说我必须根据Web2.0做出某项技术或产品。理念只是引导行业的一种发展趋势,让大家在研发过程中互相启发,讨论资产安全、社区自治等重要问题,然后回归到自己的产品中去体现。比如你做社交的时候怎么保护自己的隐私,我做游戏的时候你的资产怎么管理?

虽然这只是一个非常虚幻的概念,但国家和公众都需要关注它。为什么?因为它涉及到一个游戏规则。一旦元宇宙的社区建立起来,吸引了人,比如有100万,1000万,甚至1亿人,这个社区就有了权威,可以制定规则。那么这个规则是谁制定的呢?如何制定?从这个角度来说,我们必须很早就进入。

国外公司之间存在竞争,但合作也特别强烈。所以虽然 Facebook 提出了元宇宙的概念,但谷歌、微软等机构紧随其后,可能会自发成立民间组织来讨论此事,一些用于元宇宙发展的技术规范也逐渐浮出水面。比如如何表达世界,然后通过长期的相互合作慢慢形成所谓的标准。

事实上,IEEE(电气和电子工程师协会,Institute of Electrical and Electronics Engineers)的许多技术标准,如华为所涉及的HVE(美国电气和电子工程师协会标准),都是由非政府组织提出、讨论和实施的。政府组织,最终形成了上述商业指导。

仅仅依靠政策和法规的最终决定,并不能满足像元宇宙这样的新世界的复杂性所带来的要求和挑战。民间组织必须先行一步,在实践中探索游戏规则。只有这样,才能引入更权威的规范。立足实际。

所以我觉得更重要的是,国内企业也需要及时参与,在元宇宙前期规则还没有建立起来的情况下,要发出自己的声音。刚开始,这件事可能没有任何商业利益,看起来也没有那么权威,但西方文化传统是大家先组织起来,按照这个来做。孤立。因此,我们其实应该尽早开始关注和讨论,并在规则制定过程中发挥影响,而不是因为现在商业领域过于嘈杂的声音而忽视它。

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