研报摘要|元宇宙:下一代互联网启程( 附元宇宙深度报告PDF )

元宇宙报告

 元宇宙 (Metaverse)出自于 1992 年出版的科幻小说作家尼尔·斯蒂芬森的《雪崩》,书中构思了一个脱胎于现实世界并与之平行的 元宇宙 。现实世界中的人们可以打破时空界限,以数字化身(avatar)的形式在其中生活,且永不下线。1999 年的《黑客帝国》、2018 年的《头号玩家》将对于 元宇宙 解读和想象搬到了大银幕上。2020 年,疫情加速了线上数字化活动的趋势。

本报告由申万宏源研究发布(SWS RESEARCH),从元宇宙的布局方向、元宇宙的技术底座、元宇宙应用层、海外巨头在元宇宙( meta元宇宙 ) 方面的布局,以及投资分析意见这几个方面作出了详细报告。当前元宇宙发展仍处于探索阶段,技术奇点形成的跃变仍需等待,我们对报告进行了关键解读,相信能为想深入了解元宇宙的朋友提供帮助。

文章目录

1 元宇宙 的概念特征

(1)元宇宙特征:社交体系+沉浸体验+内容丰富性+经济系统

元宇宙是一个与现实世界平行的,可提供游戏、购物、社交等沉浸体验的开放虚拟世界。参照Roblox对元宇宙八大元素的概括,元宇宙的核心特征为:社交、内容丰富性、沉浸体验、经济系统。

  • 社交:社交关系突破了物理局限,隐含了大规模用户基础(社交天然集中)和虚拟身份,是社会连接的基础;
  • 内容丰富性:开放自由创作、持续产生内容,提供丰富的工具(引擎等)降低 UGC门槛,推动自我进化。
  • 沉浸体验:需要建立在VR/AR/MR成熟的基础上;
  • 经济系统:去中心化,本质上是虚拟与现实的连接、是跨平台、创造性以及持续性的来源。经济系统在虚拟世界中并非新鲜事物,如 MMORPG 游戏大多有自己的经济系统,当前 UGC 社区的用户激励体系也较为成熟,如打赏、直播间礼物、带货、网赚等均是从虚拟世界变现的方式,此外 NFT(非同质化代币)等区块链技术亦将在经济系统中扮演重要角色。比如林俊杰在网上宣布,自己在Decentraland购买了三块虚拟土地,据估算共花费约12.3万美元,约合78.4万人民币。
元宇宙 林俊杰推特截图

(2)互联网巨头入局元宇宙 ,旨在寻求新入口

新的内容消费场景革命有望开启互联网新的红利期。移动互联网流量红利接近尾声,深挖用户价值以及寻找新的入口是新的增长驱动。

移动互联网较为发达的中国,网民渗透率达到约 70%,移动互联网日均时长约 6 小时,但已经有明显的放缓迹象。在用户数增长乏力的阶段,追求更高时长以及更高的 ARPU (每用户平均收入)成为重点突破指标,元宇宙即为科技公司当前重点布局的方向。

元宇宙作为现实世界和虚拟世界的结合体,虽然初期会从线上起步,但未来一定会通过创造各种线下沉浸式的体验,把线上线下的世界从局部打通变为全面连通。这种沉浸感会从游戏、社交等泛娱乐体验逐步延伸到各种现实场景的线上线下一体化,满足对极致娱乐体验和效率提升的需求。

巨头争相入局,意图抢占先机,点燃市场对元宇宙热情。海外市场,3 月元宇宙第一股游戏 UGC 平台 Roblox 上市,10 月,Facebook 不仅发力 VR 社交平台,甚至直接更名为Meta;11 月初微软 Ignite 大会上,公司宣布正式入局元宇宙,同步公布元宇宙办公场景解决方案 MeshforTeams。英伟达推出了 NVIDIA Omniverse。国内,社交巨头腾讯提出“全真互联网”,并通过投资 Epic Games、Roblox 等公司布局元宇宙赛道;字节跳动入股 UGC 游戏社交平台代码乾坤、投资 PICO。

梳理各厂商在元宇宙上的布局,主要集中在 3 个方向:

  1. VR/AR 技术和产品开发(对应沉浸感)
  2. UGC技术和产品的打造(对应经济系统和内容丰富性)
  3. 社交元宇宙构建(对应社交)

2 元宇宙 的六大支撑技术(BIGANT)

当前元宇宙走向成熟所需六大支撑技术为 BIGANT,即区块链技术(Blockchain)、交互技术(Interactivity)、电子游戏技术(Game)、人工智能技术(AI)、网络及运算技术(Network)和 物联网技术(Internet of Things)。

  • 区块链技术看作是元宇宙运行的核心,完成生态的搭建和运行并实现经济系统的重塑;
  • 交互技术通过提供更好的沉浸感帮助用户在元宇宙内进行探索;
  • 需要电子游戏技术为元宇宙各类素材和场景提供技术支撑,虽然元宇宙不仅仅是游戏,但当前其重点落地方向和形式就是游戏;
  • AI 能够通过优化流程和方式,降低用户创作门槛,提升元宇宙的可延展性;
  • 网络支撑技术以及物联网技术能够支撑大规模用户在线,提升游戏可进入性。

(1) 区块链技术:元宇宙运行的核心

区块链技术:元宇宙运行的核心技术,并塑造元宇宙内部经济系统。

区块链在元宇宙的价值具体体现如下:

1)不可篡改:可有效提供支付和清算系统。区块链的不可篡改特性通过共识机制实现,共识机制能够解决并保证每一笔交易在所有记帐节点上的一致性和正确性问题,并使得修改交易数据的成本极高。一般情况下旧的交易数据只能通过被认可的新交易来修正,且修正过程会留痕。这种不可篡改的特性解决支付和清算所需的信任问题,保证了交易过程的公平有效

2)唯一性:NFT 实现数字资产的自由流通。代币分为同质化币(如比特币、以太坊等)和非同质化币(如 NFT)两类,元宇宙内采用 NFT 进行流通。NFT 和同质化币的区别在于:1)每个 NFT 都拥有独特且唯一的标识,不可两两互换,而常见的代币可以互换;2)NFT 的非同质化和唯一性确保了 NFT 的不可分割性(最小单位是 1),而常见的代币可分割。因此,NFT 的优点体现在:1)每个 NFT 可绑定持有者的收藏品(包括数字资产)且无法被复制;2)NFT 相当于一个公共账本,可验证资产的真实性和所有权。结合上述分析可知,NFT 提供了一种标记原生数字资产所有权的方法,且该所有权可以存在于中心化服务之外,从而确保元宇宙中基础资产的有效确权和自由买卖。

3)智能合约:确保系统规则透明执行,降低金融系统风险。基于区块链技术的智能合约,具备公开透明、不可篡改、可验证、永久运行等特点,无需第三方验证平台即可完成。建立在智能合约之上的元宇宙内部经济系统可以将契约以程序化、非托管、可验证、可追溯、可信任的方式进行去中心化运转,从而大幅降低金融系统中可能存在的寻租、腐败和暗箱操作等有害行为。

4)去中心化:实现元宇宙共治属性,避免平台垄断。区块链技术通过采用分布式储存与算力,使得整个网络节点的权利与义务相同,系统中数据由全网节点共同维护,从而不再依靠于中央处理节点,实现数据的分布式存储、记录与更新,即去中心化。元宇宙在流量上具备自然垄断性,若采用中心化平台模式,则会导致更大规模的垄断,不利于元宇宙的长期发展,且无法契合元宇宙共治的价值观。而区块链技术能解决平台的去中心化价值传输与协作问题,解决中心化平台的垄断问题。

不可篡改、不可复制的唯一性、智能合约、去中心化作为区块链的四大基本特征,有 效助力元宇宙内部经济系统搭建。元宇宙不是简单的虚拟世界,而是类现实的平行世界,这意味着元宇宙内部需要一套完整并可独立运行的经济系统,且元宇宙内部产生的数字资产能在现实世界自由流通,而区块链的不可篡改、不可复制、智能合约、去中心化的特点能让这种想法真正落地。

(2)交互技术:VR/AR 作为入口或将明显加速

沉浸感是元宇宙强调的特点之一,而沉浸感的实现需要依托于一个终端设备接口来实现,当前大部分游戏需要借助手机、PC、键盘、手柄等外设进行操作,但无法实现元宇宙所需的拟真与沉浸,而具备 3D 显示、大视角高分辨率的 AR/VR 有望成为元宇宙世界的重要接入方式之一。

(3)物联网技术: 元宇宙 连接核心工具

元宇宙强调实时互动,信息互联互通,主要靠物联网提供技术支持。物联网是指通过
信息传感设备,按约定的协议,将任何物体与网络相连接,物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能,核心在于传感技术和嵌入式技术。考虑到元宇宙本身作为一个数字平行世界,通过庞大用户进行参与、制作、分享以及实时交互等完成日常运行,因而需要保持各种物理实体的连接和感知,以及数据信息的传递,而这部分功能的实现需要依靠物联网技术。

(4)网络及运算技术: 元宇宙 运行底层基础

元宇宙的运行要求实时、低延迟、高承载。当前大部分大型在线游戏的运行过程
都在本地完成,运行速度和画面效果受到用户终端性能的限制,因此影响了游戏可触达用户范围,另外终端服务器的承载能力也限制了游戏可支撑的在线用户人数。而元宇宙是一个大型在线交互平台,需要支撑的用户达到上亿量级,元宇宙内部需要保持用户数据的实时更新,同时为了实现现实世界和虚拟世界的自由切换,达到两个世界时间同步的目的,需要保持系统的低时延。因此元宇宙需要具备实时、低延迟、高承载等特性,而这些特性需要 5G 网络、云计算和边缘计算等网络运算技术来解决。

通过结合 5G、云计算和边缘计算技术,元宇宙一方面能够承载更多在线用户,提供 给用户低时延、流畅的使用体验;另一方面能够降低对用户终端的要求,不断扩大用户规模,加快元宇宙生态建设。

(5) 算力(含配套软件):元宇宙的引擎

算力成为元宇宙焦点。

算力刺激 AI 处理器大量投入。第一方面,AI 处理器的种类逐渐丰富,主要是下游多元化应用刺激了不同的方案组合。第二方面,软件生态才是 AI 算力真正的竞争力。第三方面,当AI 应用在 2021 年开始更加成熟,就刺激了更多的算力。AI 商业化落地需要算法/产品/系统/解决方案的整体交付。因此算法远非解决问题的完整答案,所谓“软件定义一切”的思路将不可避免被证伪。

AI 商业化落地是系统性工程,从需求分析到方案设计,再到软硬件开发和方案闭环, 各环节都对 AI 的实际应用效果产生重要影响。AI 创新业务的落地通常难以一蹴而就,工程化能力决定项目成败。

算力,即 AI 化的计算,是元宇宙的一大引擎。但是由于 AI 算力与软件生态有关,也与下游行业应用有关。实际空间和方案差异化情况往往大幅超过开始的市场预期。

3 元宇宙 的应用层面:C 端提升体验,B 端提升效率

(1)元宇宙应用概括

相比于移动互联网时代,元宇宙时代可以超越二维的限制,不仅可以在 C 端娱乐社交场景实现更强的沉浸感,还在更多虚拟化的现实场景中推广应用,如 B 端的企业办公、生产等。

以下是几个应用场景的概括:

  • 社交:探索游戏类交互场景、商业会议等事件类交互场景、跨物理限制的现实世界场景等。
  • 娱乐:个人娱乐的极致沉浸式体验,模糊传统线上线下娱乐的界限。如演唱会等。
  • 消费:提升沉浸感,继而提升购买体验;同时 NFT 为代表的加密资产,是元宇宙世代的主要资产。
  • 企业级应用:提升精密机械制造业的生产监控能力,如宝马在英伟达Omniverse 打造数字工厂,提高规划阶段、组装阶段、整车制造阶段的效率;提升商务和医疗场景沟通效率,建立共情连接等,如Facebook 推出 VR 会议 APP Horizon Workrooms。

(2)游戏:最接近元宇宙的内容形态

  1. 作为元宇宙雏形的游戏内容产品有四个特征:可编辑性、社交和经济系统、去中心化。
  2. 开放世界 MMORPG、沙盒游戏、UGC 游戏平台都是元宇宙的雏形,UGC 最为接近。
  3. 未来 XR+引擎+AI+UGC 等助力游戏向元宇宙不断升级。UGC 游戏平台是目前最接近元宇宙的内容产品,但在沉浸感方面有所欠缺。XR 技术提升沉浸感,设备的清晰度、沉浸感、流畅性、交互感、舒适度等决定了普及程度。AI、引擎升级助力 UGC:AI 可自动生成并编辑补充相关的内容,引擎为内容生产者提供各种编写内容所需的各种工具,大幅压缩了未来内容的生产周期和成本。

(3) 虚拟人:现实世界与虚拟世界的连接点

虚拟人的生产门槛近年来逐渐降低,动态捕捉、建模的技术发展,推动了虚拟人的类型细分和应用场景上的探索。未来随着技术进步,虚拟人有望走向保真度高、智能化和工具化的发展趋势,并应用在多种场景中。

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什么是元宇宙 meta元宇宙 工作机制

4 巨头入局元宇宙 :硬件流量入口起步,应用及底层技术逐级深入

(1) Roblox Meta:UGC游戏平台

Roblox 成立于 2004 年,是集合娱乐、学习等不同类型内容于一体的全球化跨平台虚拟社区,用户可以使用移动终端、PC 电脑、游戏主机以及 VR 设备登录 Roblox 平台。公司平台主要由Roblox Studio(面向开发者的Roblox自研3D内容引擎)、Roblox Cloud(云服务器)和Roblox Client(供玩家体验 Roblox  3D 世界内容的平台)组成。

凭借目前同类沙盒类游戏中的最佳体验以及开放世界的创作驱动,公司营收和流水持 续高增,Roblox 平台长期维持在美国 iOS(游戏)畅销榜前 5 的位置。

总结 Roblox 的成功,我们认为主要归结于 1)Roblox 以 Robux 为基础构建出了一套连接虚拟世界和现实世界的合理商业闭环;2)开发者和用户共同构成的元宇宙世界的身份归属感。

  • 用户端:Robux 为 Roblox 平台统一流通虚拟币,用户注册后购买 Robux,可以体验平台各式各样的内容(部分免费),付费模式包括一次性充值 Robux,也可按月订阅
  • 开发者端:开发内容,赚取 Robux 实现变现或者购买其他服务(广告位推广、开发工具等)。赚取 Robux 的方式有 4 种:1、出售内容体验或增强内容体验,用户打赏;2、基于参与度的支出,平台根据高级订阅者在体验中花费的时间来奖励开发者;3、在开发者之间销售内容和工具;4、通过 Avatar Marketplace(头像、服装等装饰)向用户销售商品。

(2) Meta(Facebook):押注 元宇宙 ,硬件内容均突破

10 月 29 日,Facebook 正式宣布改名 Meta,继续加大元宇宙相关投入,战略发展重心由广告向更多维度拓展。主要从硬件、应用、底层技术来看:

  • 硬件:从 VR 设备起步,布局元宇宙流量入口。逐步完善显示技术,低价终端促进消费普及。高端 VR/AR 产品持续研发,致力于极致沉浸式体验。
  • 应用:游戏、教育、办公多端发力,链接真实与虚拟世界。游戏方面,VR 应用数量不断增长,动作游戏占比最高,游戏互动持续提升。游戏沉浸感有望进一步提升,商业化能力持续释放。教育及办公方面:完善现实生活和虚拟世界的连接,提供沉浸式的教学和办公体验。Facebook 希望在 meta元宇宙 中建立一个强大的学习生态系统,并为此设立了一个 1.5 亿美元的专项基金。
  • 底层技术:加大交互层技术研发投入。公司持续加大底层系统及交互层动捕技术投资。

(3)微软:企业元宇宙战略,赋能产业

2021 年 7 月,Microsoft Inspire 中明确提出“企业元宇宙”的概念,试图通过构建资产、产品的数字模型,实现物联网、混合现实的整合。微软将通过 HoloLens、Azure、Mesh、Dynamics 等工具结合为企业客户提供现实和虚拟世界的交互。

  • 硬件:布局 AR 显示设备,率先切入 B 端产业。Hololens 主打 B 端产品,交互技术不断迭代。

  • 技术及应用:以 AR 游戏试水,深入办公及工业场景。技术方面布局企业云平台,推出开发者通用工具。应用方面在游戏应用试水,深入办公、制造等产业场景。近期 Ignite 大会上,微软宣布推出 Dynamics 365 Connected Spaces,允许用户造访虚拟重现的现实商店与场景。如医院的新冠病房、丰田汽车工厂以及国际空间站等地。

元宇宙 微软Mesh应用
微软Mesh应用

(4)英伟达:Omniverse加速构筑 元宇宙 软件生态基石

11 月 9 日,英伟达 GTC 大会上,英伟达发布 Omniverse 新功能及底层技术更新,其中涵盖机器学习、图形处理、语音及自然语言处理,核心是通过技术迭代,创造可适配于AI 的数字孪生世界的底层平台,促进元宇宙软件底层生态持续完善。GTC 大会上,英伟达发布了两项新功能 Omniverse Avatar 和 Ominiverse Replicator。(1)Omniverse Avatar:连接了 NVIDIA 的语音 AI、计算机视觉、自然语言理解、推荐引擎和模拟方面技术。(2)Ominiverse Replicator:能够生成用于深度神经网络的合成数据的强大引擎。

致力底层技术构建虚拟世界,为元宇宙构筑软件基础。综合而言,英伟达很早即提出“数字孪生”概念,Omniverse 被描述为“数字虫洞”,核心展望为将现实物理世界连接至 3D 虚拟数字世界。公司专注于人工智能、边缘计算、显存技术等各方面基础技术的更新迭代。相较于其他平台化、内容化的元宇宙发展方向,英伟达定位技术基石,奠定元宇宙软件基础。

(5)腾讯:社交流量为基,内容技术持续拓展

腾讯拥有中国最大社交平台,同时 QQ 和微信已经具备 元宇宙 生态。腾讯现有庞大社交流量,目前微信用户规模为 12.5 亿,在社交、游戏、企业服务等领域已有国内强大基础。虚拟身份方面,最早做到 Avatar(虚拟化身)的国内应用是 QQ 秀。QQ 秀具有成长为Metaverse 门票的潜质,QQ 空间则是这个远大目标的突破点。虽然目前只可供 QQ 用户DIY 设计的“迷你个人网站”,但是却已经具备基础的个性化 UGC 自定义的部分。

云与金融方面,腾讯已构筑元宇宙底层基础设施。腾讯云、微信支付、AI 开放平台、云游戏平台腾讯即玩以及区块链构成了腾讯在元宇宙方面的基础设施布局。

硬件方面布局 AR 设备与感知交互技术,2016-2017 年腾讯投资了两家 AR 眼镜公司,Meta 和 Innovega;2021 年 6 月腾讯投资Ultraleap,布局感知交互技术。软件方面重点投资 Epic 和 Roblox,腾讯在 2012 年以 3.3 亿美元买入 Epic Games48.4%的股权,在 2020 年 2 月投资元宇宙第一股 Roblox,在 2021 年 1 月投资元象唯思(致力于打造互联网与现实世界相融合的无缝生态)。

技术层进行虚幻引擎投资,天美自研持续推动引擎底层架构。腾讯早在 Epic Games首轮融资时进入,持有 Epic Games 42%股份。目前 Epic 的 Unreal 引擎具备强大的实时 3D 内容创作能力,而天美 F1 工作室自身目前也已储备引擎技术,并处于不断优化过程中。

(6)字节跳动:积极布局硬件、内容及底层技术

早期布局人工智能,近期布局 VR 硬件。字节跳动 从 2019 年开始,先后投资深极智能、机器人 3D 视觉技术服务商、视觉及人工智能服务商等多家元宇宙相关技术公司。2021 年4 月字节跳动投资 1 亿人民币给主打元宇宙概念的游戏公司代码乾坤,并于 8 月正式上线《重启世界》。字节跳动于 2021 年 8 月收购 Pico,收购金额为 90 亿元人民币。Pico VR产品走低价路线,Pico G2 及 Pico Neo3 仅售价 2499 元,低价头显具备普及潜力。

元宇宙的两类投资机会

1)基础设施:从产业发展顺序来看, 元宇宙 有赖于基础设施的完善,因此 XR 交互设备(Facebook,苹果,PICO 等),网络建设以及 AI 算力(如英伟达、高通)和引擎(如Unity)等技术底座创造第一轮投资机会 

2)完全符合元宇宙设定(社交体系+沉浸体验+内容丰富性+经济系统)的应用仍有距离,但是 UGC 游戏平台最为接近元宇宙的雏形(如 Roblox),此外拥有社交和娱乐内容入口的互联网巨头(如 Meta、Epic、腾讯控股、字节跳动、米哈游等)也有望抢占先机

但同样可能出现以下风险

1)5G 基建不及预期和算力资源供给不足的风险,如何保障云计算稳定性、低成本算力资源等诸多问题仍有待解决。

2)过度沉迷元宇宙世界的风险,过度沉浸元宇宙有可能加剧社交恐惧,造成社会疏离等心理问题。

3)伦理和道德风险:如何在去中心化的框架中构建元宇宙的伦理框架共识,仍需从多视角去进行探索。

4)政策不确定性风险:元宇宙中的经济体系能否与现实的经济体系打通,国内政策和监管保持密切关注。

5)数据安全和隐私风险:当前进入元宇宙产业的公司和主题较多,如何保证用户的数据和隐私安全是重要事项。

6)知识产权纠纷风险:多主体协作与跨越虚实边界的改编应用有可能会引发产权纠纷。

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