1. 導言

全球科技發展在近幾年來到達了前所未有的轉折點。元宇宙（Metaverse）這一概念最先是於1992 年由美國科幻作家尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）在其著作《雪崩》中提出。自 2000 年代初以來，元宇宙就以多人在線角色扮演遊戲的形式存在。這些遊戲都包含「元宇宙」的基本特徵，包括遊戲內高度互動的玩法。2006 -2020 VR和AR技術的發展，不斷將元宇宙的概念付諸現實。

並且在2019年之後全球正面臨著前所未有的挑戰，新冠疫情驅動各個行業進入虛擬世界，以應對疫情下市場結構、旅客心理、消費模式的改變。現如今來到2021年隨著Facebook改名Meta，開啟了元宇宙全面發展的新紀元。先是「元宇宙第一股」Roblox在紐交所上市。其次隨著英偉達（NVIDIA）向數百萬新用戶開放全球首個爲元宇宙提供基礎的模擬和協作平台Omniverse，量公司有機會進入元宇宙發展的行列。

元宇宙的發展過程是一個循序漸進的過程。首先元宇宙創造出未來人類的數位化生存模式、將重塑數位經濟體系、將實體經濟在虛擬世界中進行重塑。並且在此過程中相關技術進步與商業模式創新將會層出不窮。

2. 元宇宙暢想

元宇宙是一個大規模、可交互、即時渲染的3D虛擬世界，可以為無限數量的使用者提供同步的、持續的體驗。

—— Matthew Ball（元宇宙控股公司 Epyllion CEO / 廣受好評的元宇宙意見領袖）

 元宇宙可以描述爲全部由計算機生成或合成的世界

—— Evelyn R. Miralles （ NASA前首席工程師/ VR/AR先鋒/ 董事）

元宇宙是3D呈現的網路，我們可以接入和現實世界一樣繁複的虛擬世界。

—— Rev Lebaredian（英偉達Omniverse和模擬技術副總裁）

元宇宙是連接全世界公民思想和心靈的現代交通系統 （Transportation System）。

—— Thomas A. Furness III（虛擬實境之父/ 華盛頓大學教授）

元宇宙在用戶體驗方面包括個人擁有更多體驗比如觸覺、嗅覺可持續使用的數據，比如身份、歷史、權利、道具、通信和支付等。並且在元宇宙中可以通過VR等沉浸式技術體驗讓人們可以獨立參與其中，並與他人、與周圍的環境交互。

元宇宙是互聯網的下一代革命，是物理世界與虛擬世界的延伸。 我們把元宇宙看作網絡交互與互聯網基礎設施的共同革命。

元宇宙是多種技術的彙聚、整合和融合，包括無線通信（例如互聯網）、擴展現實（包括虛擬、增強和混合現實）、空間計算、人工智慧／機器學習、價值交換的數位媒介（例如區塊鏈等）和數字資產（包括虛擬世界、NFT、知識庫）等。

預期之元宇宙發展

虛實相生是元宇宙的關鍵特徵，多元融合是元宇宙的演變趨勢，成熟階段的元宇宙目前仍充斥的大量不確定的想像 。

元宇宙萌芽階段（2016-2020）

元宇宙在萌芽階段發展主要分為基礎技術突破、應用及設備產品開發、技術單點的線上化與虛擬化的嘗試。比如將線下活動擴展至線上舉行並且結合虛擬現實（VR）、體感技術、增強現實（AR）等科技，打造超強體驗感。並且利用元宇宙空間將其打造成獨特的場景。並且在應用場景方面進行大規模嘗試，開發配套產品。

元宇宙起步階段（2021-2030）

基於全息投影、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等技術的發展，不同的平台基建的發展將連結這些設備。各個行業在元宇宙中的應用將垂直性持續深化，並且形成各自單獨的元宇宙，形成多個小生態中心。各個平台之間的發展呈現出競爭與成長的互相成就。形成龍頭公司帶動行業升級的效果。

元宇宙成熟階段（2030-）

在進入成熟階段後，數據與標準逐步實現統一後，跨平台合作將會出現將推動不同行業的融合。此時跨行業應用功能將持續開發並深化。曾經各自獨立却相似的元宇宙將會進行融合。届時圍繞產業和個人的雙中心元宇宙生態系統將會形成。

元宇宙終局階段

在元宇宙的發展過程中持續增加和完善產業的佈局，完善個人的融入，逐步形成元宇宙的終局形態。實現在一個完整體系之下，各個行業發展自己的虛擬產業，並且實現數據完全共享。伴隨區塊鏈構建的加密元宇宙不僅是在互聯網構建遊戲、社交、娛樂等虛擬體驗，並開始將滲透至工作、消費、工業等較為「嚴肅」的場景。 而去中心化的虛擬資產體系和技術平台將依託智慧合約實現了元宇宙的可程式設計化，為元宇宙經濟和治理結構指明瞭方向。

無論是誰，現階段對於元宇宙的認知均只是現階段的認知，認知是隨著事物的發展及科技的進步進行階段性變化的。 在放飛想像的同時，也需要腳踏實地、需理性看元宇宙待元宇宙。 瞭解商業科技，不被時代拋棄。

3. 元宇宙的發展層次

未來3-5年，元宇宙將進入雛形探索期，並且逐漸形成對元宇宙發展方向和其價值鏈構成的共識，普遍認爲元宇宙可分爲七個層次：

體驗層，是我們實際參與的社交、遊戲、現場音樂等非物質化的體驗。 例如現在的直播平台、沈浸式體驗這些給人帶來不同觀感的項目。

發現層，是人��瞭解到體驗層的途徑，包括各種社區、多數好友在用APP、應用商店、評論、評分系統、內容分發、廣告等形式。

創作者經濟層，幫助創作者製作並將成果貨幣化，包括設計工具、貨幣化技術等。例如NFT的發展，帶動虛擬經濟產業。 

空間計算層，3D化層，包括3D引擎、VR/AR /XR等。 

去中心化層，包括邊緣計算、區塊鏈等幫助生態系統構建分布式架構，進一步實現數據交流與保障數據安全。

人機交互層，指硬件層，包括手機、智能眼鏡等可穿戴設備，實現人更多觀感溝通。

基礎設施層，包括網絡設施與芯片建設，作為元宇宙發展的基石。

從生態環境上，首先需要建立起元宇宙產業，保證基礎設施層的完備，才能進行其餘層次建設。此次是通過空間計算層、人機交互層、去中心化層進行相關應用的開發實現元宇宙生態技術開發與應用產生。

從參與者的角度，開發人員在元宇宙生態基礎上進行包括各種社區、多數好友在用APP、應用商店、評論、評分系統、內容分發、廣告內容的開發。消費者在發現層以及體驗層使用以上功能。

從經濟發展角度，元宇宙實現了實體經濟虛擬化，在創作者經濟層帶動了虛擬創作者在元宇宙生態中將成果貨幣化，從而使得經濟產業蓬勃發展。

3.目前借力元宇宙相關科技的項目分析

作為空間維度虛擬而時間維度真實的數位世界，元宇宙能打破時空的制約，為旅客提供虛實結合的全新旅遊、 娛樂、購物、會展體驗，這是目前比較多見的元宇宙應用場景。基於虛擬現實（AR）、增強現實（VR）、擴展現實（XR）、人工智慧（AI）、5D沉浸式人機交互、數字虛擬人等技術，元宇宙旅遊和消閒的構想有助於打造「臨場感」、「沉浸式體驗」的新型數字旅遊消費體驗。同時，元宇宙旅遊結合區塊鏈、非同質化代幣（NFT）等概念，推出數字藏品，賦予旅遊服務新的價值。

元宇宙的目標是實現萬物的資訊化和智能化，創造一個資訊充分包圍人的虛實融合空間，演化生成時空無界的新型社會形態。元宇宙是資訊技術蓬勃發展的集大成應用環境，著名的元宇宙七層價值鏈圖上包含了許多當下先進的IT技術，如5G/6G、穿戴、眼鏡XR、AI、區塊鏈、3D引擎等。 其中很多技術已經有具體專案落地實施。

【3D 建模】

3D技術可以將真實世界中的物體進行數位化，僅簡單的幾何模型到複雜的角色模型。3D技術在平面裏顯示三維圖形，不像現實世界裏，真實的三維空間，有真實的距離空間。電腦裏只是看起來很像真實世界，因此在電腦顯示的3D圖形，就是讓人眼看上就像真的一樣。人眼有一個特性就是近大遠小，就會形成立體感。湖北省博物館推出「越王勾踐劍」文物數字藏品，利用3D技術，使文物每一處細節在消費者面前再現。讓人們在參觀博物館文物時有身臨其境之感。

【數字孿生技術】

元宇宙中，以區塊鏈粘合不同系統，可以支持以區塊鏈實現自主身份的相關協議。元宇宙系統中使用虛擬身份的場景主要包括兩個大類：一方面，虛擬世界中模擬和展示現實的投影；另一方面，將虛擬世界中創建的虛擬身份反應到現實中來。數字孿生是以分佈式身份驅動多系統數字孿生技術，應用到元宇宙之中，將物理世界的動態，通過感測器精准、即時地回饋，通過數位化之後經網路化實現由實入虛到元宇宙世界；在元宇宙世界交互運算之後經網路化智能化由虛入實，再回饋到現實世界。張家界景區利用VR/AR、 裸眼3D、全息影像、數字虛擬人等元宇宙領域前沿技術，專項將張家界景區的核心區域鏡像到線上元宇宙平台，並擬將之打造成一個開放、沉浸、交互的元宇宙虛擬景區和互動娛樂社區，並結合加密藝術數字藏品等形式，構建新的文旅消費和變現模式。

【人機交互技術】

元宇宙是面向終端用戶的，所以人機交互是核心關鍵技術。人機交互研究人機之間高可用的資訊交換原理和技術，建立起電腦多種模態的輸入輸出軟硬體交互介面，及其構成的用戶終端介面，形成特定的交互模式。計人機交互也是元宇宙系統的基礎能力，其性能水準直接決定了人在元宇宙中的能力邊界，進而決定了元宇宙對人類的價值。

XR技術

XR（Extended Reality，擴展現實）是挃通辯電腦將現實不虛擬相結合，創造一個人機交於的虛擬環境，是 VR（Virtual Reality，虛擬現實）、AR（Augmented Reality，增強現實）、MR（Mixed Reality，混合現實）等多種技術的統稱。

VR 是模擬一個虛擬世界，利用電腦生成一種模擬環境，利用設備沉浸到該環境中，讓人有種身臨其境的感覺，強調用戶與虛擬世界的即時交互，帶來封閉式、沉浸式的虛擬世界體驗，這個虛擬世界不是我們直接就能看到，而是利用設備（比如戴上VR 眼鏡）才能看到���故稱為「虛擬現實」。澳門經濟及科技發展局通過虛擬現實（VR）/智慧手機應用程式技術採用「引流－體驗－打卡－消費」線上線下互動模式舉辦關前薈AR打卡潮點。澳門文化局通過線上360度體驗世遺和展品舉辦了東望洋砲台及鄭家大屋線上VR虛擬導覽。

AR 是一種將現實丐界俆息和虛擬丐界俆息「無縫」集成的新技術，它把原本在現實世界一定時間空間範圍內很難體驗到的實體資訊（視覺、聽覺、味視、觸覺、嗅覺等資訊），通過電腦等科學技術，模擬仿真後再疊加到現實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗，現實的環境和虛擬的物體即時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在，從而實現對現實世界的「增強」，故稱為「增強現實」。2021年海昌海洋公園打造「海底奇幻萬聖季——打開年輕社交元宇宙」主題活動，將夢幻的海底世界連接進了社交元宇宙中，該活動上線後48⼩時就有超14萬年輕⽤戶參與互動。

XR 關鍵技術主要包括近眼顯示技術、感知交互技術、網路傳輸技術、渲染計算技術、雲內容製作與分發技術等。韓國虛擬旅遊體驗平台「K-Travelog」利用基於擴展現實(XR)技術實現的元宇宙平台，讓人們在實地到訪韓國之前先在各城市旅遊景點，進行一場「虛擬」的線上之旅。澳門永利通過模糊現實與虛擬邊界，即時動作捕捉和現場音樂表演，增加互動性和儀式感，舉辦了沉浸式虛擬演唱會。

全息影像

全息影像技術成像機理是利用光波干涉法同時記錄物體光波的振幅與相位，然後再利用衍射原理再現物體的光波資訊，僅而達到成像的效果。早期的全息技術僅用於處理靜態的照片，隨著電腦運算速度的不斷提升，處理和傳輸動態全息影像已經得以實現。全息影像技術在立體電影、電規、展覓、軍事偵察監規、水下探測、金屬內部探測、歷史文物藝術品保存、資訊存儲、顯微術、遙感等各方面獲得廣泛應用。金沙中國澳門倫敦人利用全息影像技術開展混合型會展演播空間，即時互動體驗，打造身臨其境的會議體驗。

交互技術

眼控交互開發的原理就是在開發引擎中，將視線範圍設置為一條射線狀或圓錐狀物體，和VR/AR中的各種物體進行碰撞檢測，當程式一旦檢測到碰撞，則視為用戶的視線落到了這個物體上，由此進行眼控交互。語音交互作為更趨近於人與人之間最自然的交流方式，近年來有許多發展的突破點。在虛擬世界發展主線上，語音交互趨向更自然、更人性化、更個性化。從GUI(Graphical UserInterface，圖像交互) 到VUI(Voice UserInterface，語音交互) 再到DUI(Dialogue UserInterface，對話交互)，不依賴觸摸屏，只需通過簡單的語音交流就能完成繁複的操作，將來可能替代現有的UI介面。手勢交互借助能夠感知深度資訊的攝像頭，手機可以更好地讀懂用戶的手勢語言，諸如滑動、切換、截屏、選擇、確認、取消、刪除等。VR應用目前還需要手柄設備進行控制交互。但是，就像觸屏手機取代按鍵手機一樣，VR手勢交互取代手柄按鍵交互將成為未來趨勢。腦機交互技術是BCI(Brain-Computer Interface) 或者BMI(Brain-Machine Interface) ，是腦機介面，指在有機生命形式的腦或神經系統與具有計算或處理能力的機器之間，創建用於資訊交換的連接通路，實現資訊交換及控制。腦機介面技術朝著「腦到機」、 「機到腦」、 「腦到腦」和「腦機融合」方向發展，極有可能顛覆傳統的人機交互模式。未來，凡是大腦可以操控的現實場景，都可以通過腦機介面進行操控(比如用意念控制機器和腦控開關)，實現人與萬物的互聯。

人機交互技術在元宇宙中的應用

如果說未來社會的終級形態就是元宇宙，那麼人機交互技術無疑是元宇宙實現升維的關鍵技術之一。人機交互技術在元宇宙中的經典應用可以說是2022北京冬奧會開幕式。開幕式上很多AR應用效果都堪稱世界頂尖水準。根據開幕式總導演創意需求，AR 團隊進行了技術上和美術上的雙突破，AR引擎渲染的畫面和現場表演完美地融為一體，讓全球觀眾觀賞到虛擬世界與現實世界相結合的美輪美奐的視覺效果，感受到無與倫比的沉浸感，讓世界看到了中國的美。

【區塊鏈技術】

元宇宙擁有的屬於自己的經濟系統以及數字資產的構建，需要區塊鏈技術的大力支撐。DeFi 具有去中心化、規則透明、開放、高效、可靠、公平、安全的特點，使得元宇宙中的價值歸屬、流通、發現和虛擬身仹的認證成為可能。NFT 由於其獨一無事、不可複製、不可分割的特性，天然具有收藏屬性，因此可以用於記錄和交易數字資產，如藝術品、遊戲道具等。澳門元宇宙產業協會舉辦藝術展覽體驗，以數字藏品為載體，助力文旅業。DFS環球免稅店發佈美妝產品及其衍生品的限定數字藏品。

澳門元宇宙賦能旅遊業發展先已有產業落地雛形，未來將繼續加大力度支持元宇宙技術發展，推動澳門旅遊產業的發展。第一開展元宇宙應用試點，政策鼓勵琴澳娛樂旅遊業者投資元宇宙生態建設和使用元宇宙技術，推動成立琴澳元宇宙聯盟，加強政府、市場、企業、高校資源的整合。第二推動成立元宇宙研究中心 ，鼓勵琴澳科技公司與高校合作開發元宇宙解決方案和底層技術，如芯、AI和區塊等策劃舉辦元宇宙相關活動、國際會議等。第三鼓勵元宇宙娛樂旅遊業資本化保持對元宇宙技術轉移的優惠政策與環境支持。第四建設元宇宙算力基礎設施、元宇宙網路基礎設施，加快建設5G網路。第五展開產業佈局設計、發展戰略設計和資助政策設計。第六引進海外和培育本地技術人才並舉，引進元宇宙領域龍頭企業，夥同大學共建創新和人才培養基地，配合琴澳元宇宙發展方向，引進元宇宙細分領域頭部企業。第七建設元宇宙產業孵化基地，培育一批元宇宙科技「小巨人」，舉辦元宇宙相關創業賽事等。

4. 琴澳共同推動官產學研合作建議

借助琴澳擁有獨特垂直產業 – 娛樂、旅遊、休閒的優勢，琴澳有機會成爲元宇宙最佳落地地區之一，元宇宙虛擬世界亦可協助琴澳突破地理限制，開拓新的休閑產品。籍發展元宇宙科技產業的契機，可激發和推動官產學研合作，協助琴澳的數字轉型。

政府系統性地和持續地進行元宇宙科技產業的戰略研究，深化對元宇宙的認知和跟踪全球元宇宙產業的發展動態；有針對性地進行琴澳元宇宙產業發展的布局，圍繞其構建相關的創新生態系統、開發相關的核心技術和IP，培養相關的人才；政府以政策鼓勵業界投資建設元宇宙開發平; 給予資金支持，推進元宇宙技術的發展和普及度，加強企業間的合作；加強元宇宙監管和引導，加快法規制定。

園區內社會載體與駐區高校、企業合作，圍繞元宇宙產業集聚建設特色示範空間；協助琴澳將元宇宙發展模式從起頭的提供服務，逐步走向高附加價值的元宇宙技術創新驅動的產業上下游；琴澳擁有多所高校和研究機構，可鼓勵高校進行相關專業的開設，開展元宇宙人才培養，整合現有資源，逐步開設元宇宙專業，設置人工智能、大數據、腦機交互等多種課程; 鼓勵企業和高校聯合設立相關的元宇宙綜合實驗室，從而進行更加專業化的元宇宙人才培養，為未來元宇宙人才儲備打下基礎。

琴澳是內循環外循環連接點，地理位置優越。10所大學能提供科研支援和人才培養；合作區攜手長隆集團試點打造長隆元宇宙超級試驗場，已有雲宇宙應用的初步嘗試；也有軟件開發企業和初創企業搭建元宇宙基礎設備和設施。推動成立琴澳元宇宙聯盟， 加強政府、市場、企業、高校資源的整合。

設定人才和技術引進

配合產業布局政策，設定人才引進的技術領域範圍和類型。比如硬體交互類主要集中在 VR、AR、MR、全息影像技術、腦機交互技術、體感感測技術等專業領域人才; 技術應用類包括虛擬平台、電子遊戲技術、人工智慧技術、區塊鏈技術等來監管和維護元宇宙的運轉體系等相關人才; 協同構建類包括法律、金融、支付方式、內容、服務等共同構建和維持元宇宙的社會形態完整穩定。

對於擁有國際領先的核心技術或IP的元宇宙技術領域相關人才和團隊，優先推薦人才計劃及相關待遇；支持有影響力的元宇宙企業或機構來琴澳設立總部、研發中心、創新平台、孵化基地等。

加強初創企業孵化和技術投資

加大對元宇宙初創企業和其技術的宣傳，協助其進入市場，協助其和上下游企業合作 ；舉辦元宇宙相關創業賽事等；設立琴澳元宇宙專項母基金和政策，吸引投資者；鼓勵建立相關元宇宙論壇、構建琴澳元宇宙企業交流平台，從而促進元宇宙類企業的共同發展。 

優先支持圍繞區塊鏈、虛擬引擎開發、雲計算、VR/AR內容製作、人工智能、網絡安全等元宇宙重點領域的科研的技術轉移，琴澳政府鼓勵採用本地科技成果並得到應用，以吸引資本的資金投入。可設立琴澳元宇宙專項基金，吸引投資者；設立琴澳元宇宙專項基金，吸引投資者；鼓勵元宇宙娛樂旅遊業資本化。

元宇宙產業創新聯盟

推動成立琴澳元宇宙產業創新聯盟；建設展示交流平台。謀劃建設城市元宇宙概念館、展示體驗中心或主題公園，集合元宇宙產品技術類、娛樂類體驗項目，按照「網紅打卡地」的理念營造整體氛圍，打造爆款潮流基地。支持建設企業級元宇宙展示廳或綫下體驗店，策劃舉辦元宇宙相關活動、會議、賽事等，支持組建成立元宇宙研究院，推動成立元宇宙產業創新聯盟。

強化科研和和技術轉化

強化高校的核心技術研發能力，創建元宇宙綜合實驗室，持續支持高校科研成果、新知識和人才的溢出效應；以澳門大學爲例，澳門大學在腦機交互、自然語言處理、力回饋、芯片開發、基礎材料的創新等技術研究方向均有研究，並已取得一定成果。對在這方面做出突出研究成果的實驗室進行資金鼓勵，並牽頭和公司將技術轉換爲應用實踐；琴澳作爲國際交流的重要點，可以組織國內外研討會，開設技術論壇，爲技術創新和科學研究提供重要平台支撐；在琴澳定期舉辦技術論壇，邀請三地高校及相關企業交流技術發展，發表研究成果。

擴大應用場景

針對現有的企業如Barra等，擴大應用場景，從官也街走出，放眼到整個琴澳。比如將琴澳著名景點拉入虛擬空間，在AR，VR等強感知方面創建琴澳自己的數字IP，利用琴澳特色創建虛擬人物，創建虛擬世界，推動元宇宙的普及。將元宇宙技術應用於實體生產的研發和銷售環節，為澳門人民的生活賦能。

5.總結

虛擬世界作爲物理世界的孿生仿真，同樣遵循物理世界底層邏輯，對虛擬宇宙進行再創造，藉技術演變爲 「元宇宙」， 構建以人爲本智能互動平台載體。結合以物聯網、5G/6G網絡，WiFi6等通信網絡基礎設施爲虛實融合及交互提供平台載體，運用雲計算、人工智能、區塊鏈等爲代表的數字化新技術，將真實宇宙數字化，生成虛擬宇宙，虛擬宇宙具備真實宇宙的所有特性。最後在大數據中心、智能計算中心、邊緣計算中心等算力基礎設施上，對虛擬宇宙進行再創造，達到以人爲本智慧虛實結合。 

在機遇與壓力並存的環境之下，澳門在發展元宇宙技術與產業的方向選擇成爲當今需要解决的問題。元宇宙概念賦予了澳門產業創新的可能，澳門需要爲今後的發展確定方向。短期著眼於人才與技術引進，推動初創公司發展。長期著眼於產業鏈的穩定與長期經濟發展。相信在政策與技術配合之下，共同推進澳門元宇宙產業並取得最後的成功。

新聞來源：澳門大學人工智能與機器人研究中心
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