元宇宙即是指通过科技技术在现实世界基础上搭建一个平行且持久存在的沉浸式虚拟空间，用户可在其中进行文化、社交、娱乐活动。其起源于科幻小说，或指向互联网的“终极形态”。元宇宙产业链分成上游基础设施、中游要素服务集成以及下游的应用及用户。其中XR设备是元宇宙产业的主要硬件基础。元宇宙的产业核心技术包括区块链技术、AI技术、游戏引擎技术、网络和算力技术及显示技术。在元宇宙产业的商业模式中，内容创作者是驱动元宇宙经济发展的主要动力，用户通过买卖的虚拟产品获利，而元宇宙企业现阶段的主要盈利方式是游戏。元宇宙的产业上、中、下游市场规模逐步扩大。目前还在雏形期的元宇宙生态成为热门赛道，国内外企业纷纷押注元宇宙产业链。针对元宇宙全产业链来说，国内政策上对于元宇宙相关硬件设施和技术发展的支持明显。元宇宙应用将使人类活动在一定程度上打破时空限制，满足在现实生活难以满足的大量需求，提高人们生活的满足感。元宇宙产业的发展仍然面临着技术设备、经济以及与现实世界交互等多方面问题的挑战，但其所带来的机遇也不可忽视。元宇宙将根本上改变我们与数字和虚拟世界互动的方式，随着不同技术、产品、功能的融合，越来越趋近于未来的元宇宙世界会随着时间的推移慢慢到来。
一、元宇宙产业概述
1.1什么是元宇宙？
1.1.1云宇宙的定义
元宇宙即Metaverse，由Meta（超越）、Universe（宇宙）两部分组成，是指通过科技技术在现实世界基础上搭建一个平行且持久存在的沉浸式虚拟空间，用户可在其中进行文化、社交、娱乐活动。从功能上来看元宇宙是一个承载虚拟活动的平台，用户能进行社交、娱乐、创作、展示、教育、交易等社会性、精神性活动。元宇宙的核心在于对虚拟资产和虚拟身份的承载。这种对现实世界底层逻辑的复制，使元宇宙可以成为一个坚实的平台，任何用户都能参与创造，且劳动成果受到保障。一言以蔽之，元宇宙就是与现实世界平行的虚拟世界。当前，无论是产业界还是资本市场，对元宇宙都没有形成一致性的定义（如表1-1所示）。
表1-1元宇宙定义的多方解释
资料来源：搜狐网，《-年元宇宙发展研究报告》，中泰证券研究所
1.1.2元宇宙的起源与发展
元宇宙起源于科幻小说，或指向互联网的“终极形态”。Metaverse一词来源于年作家NealStephenson的科幻小说《雪崩》，描述了一个人们以虚拟形象在三维空间中与各种软件进行交互的世界。元宇宙与通信网络的同步演进历程如图1-1所示。
图1-1元宇宙演进历程
资料来源：太平洋证券
1.2元宇宙如何运作？
虚拟世界的基础运行，处于元宇宙原始阶段的最初形态。首先要对参与者、对人类行为活动、经济等生活所需要素禀赋进行网络虚拟化，为虚拟世界的建设打造基础设施与规则，想要虚拟世界线完整运行，不可或缺的要素有真实玩家、人物虚拟角色、数字基建负责虚拟世界存在、交互平台、主导经济物（虚拟货币）、和内容生产，除此之外，对于虚拟世界的虚拟文明规定，还需要有超级平台或规则制定者存在管理虚拟世界秩序。具体的运行方式如图1-2所示。
图2-1虚拟世界与现实世界交互运行流程
二、元宇宙产业链剖析
2.1元宇宙产业链概述
元宇宙产业链分成上游基础设施，包括软硬件设备技术和网络基础设施，有芯片、头显设备等；中游为要素服务集成，包括平台分发、渠道销售、内容运营，核心要素包括NFT、虚拟货币等经济系统交易及一些独立身份、社交场景等要素；下游分为应用及用户，可以应用在游戏、房地产、教育等一些领域（如图2-2所示）。
图2-2元宇宙产业链概述
资料来源：行行查产业研究中心
2.2元宇宙产业硬件基础
XR设备是元宇宙产业的主要硬件基础（如图2-3所示）。XR即扩展现实，是指通过计算机将真实与虚拟相结合，打造一个可人机交互的虚拟环境，这也是AR、VR、MR等多种技术的统称。通过将三者的视觉交互技术相融合，为体验者带来虚拟世界与现实世界之间无缝转换的“沉浸感”。元宇宙对沉浸式、拟真体验要求较高，现有的PC、手机设备不能完美还原真实世界的感官体验，而具备3D显示、大视场角、直观体感交互的XR头显设备将成为现实世界与元宇宙的硬件接口。XR的实现涉及大量的计算，为避免眩晕和实现实时显示，其对计算过程时间有较高要求（一般不超过20ms）。
图2-3XR头显设备是现实和虚拟交互的重要硬件设备
2.3元宇宙产业核心技术
2.3.1区块链技术
区块链搭建经济体系。区块链是指通过智能合约，提供去中心化的清结算平台和价值传递机制，保障价值归属与流转，从而实现虚拟世界里经济系统运行的稳定、高效、透明和确定性（如图2-4所示）。区块链技术能为元宇宙提供价值传递的解决方案，支撑身份、保障公信力，是构建元宇宙经济体系的核心要素。元宇宙跨越实体和数字世界的属性，天然适宜与区块链技术相结合。区块链技术将数据存储在分布式账本（链）上，能解决数字稀缺性、唯一性、真实性、数字产权、跨虚拟环境大规模协调等问题，保证了虚拟资产的流转能够去中心化地独立存在，通过代码开源保证规则的公平和透明。区块链技术使得用户数据、数字物品、内容以及IP可以在元宇宙流通，更重要的是能够在元宇宙中创造一个完整运转且和现实世界相联系的经济系统。
图2-4现阶段区块链技术可涉及的相关产业生态
2.3.2AI技术
AI技术提供场景支撑。在游戏开发过程中，通过人工智能技术可以为元宇宙的大量的应用场景提供技术支撑，其中设计的技术有计算机视觉、机器学习、自然语言处理和智能语音等大量先进技术（如图5所示）。计算机视觉是现实世界图像的数字化关键技术，为元宇宙提供虚实结合的观感。机器学习为元宇宙中所有系统和角色达到或超过人类学习水平提供技术支撑，极大地影响元宇宙运行效率和智慧化程度。自然语言处理技术保障元宇宙主体与客体之间以及主客体与系统之间进行最准确的理解和交流。智能语音则为元宇宙用户与用户之间、用户与系统之间的语言识别和交流提供技术支撑。
图2-5AI技术处理流程
2.3.3游戏引擎技术
电子游戏提供交互机会。游戏是元宇宙的呈现方式，它的加护灵活，信息丰富，为元宇宙提供内容创作平台，交互内容和社交场景并实现能量聚合。在游戏开发过程中，有一些较为通用需求，例如通用渲染、地形、模型导入与生成、动画、调试、构建等，早期的一些开发者将这些技术抽象成通用功能并集合推出，成为最早的引擎。随着技术的不断发展，引擎的功能不断完善，其配套的开发工具、可用性、易用性逐渐提升，逐步成为游戏行业的底层基础。我国现阶段常用游戏引擎如表2-1所示。
表2-1我国国内常用游戏引擎
2.3.4网络和算力技术
网络和算力技术实现应用创新。网络和算力技术包括空间定位算法、虚拟场景拟合、实时网络传输、GPU服务器、边缘计算，降低成本和网络拥堵。网络与算力技术的升级保障了信息的传输与计算能力，5G为次时代应用创新打下了坚实基础（如图2-6所示）。算力方面，硬件计算能力和云计算及边缘计算能力的发展将进一步升级用户低延时和高拟真的体验。硬件计算能力尤其是GPU计算能力的不断提升，可以进一步升级元宇宙和云游戏的显示效果，并增强渲染能力降低元宇宙的延迟感；另一方面GPU的升级也有望推动机器学习、人工智能领域的探索和应用落地。随着通信和算力技术的不断提升，元宇宙的技术门槛将不断得到降低，同时实现更大范围的渗透有望成为可能，并且进一步提升用户的沉浸式使用体验。
图2-6元宇宙需求和云计算特性
图2-7利用“数据+算法+算力+网络”形成的智能制造体系架构
2.3.5显示技术
显示技术增强沉浸体验。显示技术持续迭代升级，为元宇宙用户提供沉浸式虚拟现实体验接替，不断深化用户与用户、用户与系统相互感知（如图2-8所示）。为未来可涉及到的相关技术有：VR虚拟现实技术为元宇宙用户带来更加沉浸式体验；AR增强现实技术可辅助用户更好地探索现实与虚拟技术；MR混合现实技术可以使用户在现实世界与虚拟物品进行互动；全息影像技术可以不用佩戴任何设备，裸眼进行现实与虚拟的交互；脑机交互技术为用户提供更快捷地指令交互；传感技术更加真实的体感等一系列交互技术。
图2-8虚拟显示是元宇宙的技术基础
2.4元宇宙应用场景
元宇宙是通过数字技术对于现实的物理世界镜像构建的虚拟世界，这将使得人类在元宇宙内可以实现打破时间、空间限制的活动，将对各类场景进行颠覆式的变革，例如对于旅游而言，当前疫情阻碍出行使得居民无法实现空间上的自由活动，但在元宇宙环境中，可以实现在虚拟镜像内任何瞬间转移，通过极仿真的场景实现部分旅游观赏的需求，同时还能够遇到来自其他地方的游客，在景区实现消费如购买纪念品、特产等，景区将会在现实生活中寄出实物给游客，实现虚实的融合。类似的原理可以应用在教育（全球的优质教育资源可以在元宇宙类跨时空流动）、展览（虚拟展品对于真品部分功能的高精度还原）、购物（可以在元宇宙逛商场，用自身1：1虚拟形象试穿衣服等）、运动（在虚拟世界可以参与各类运动活动，不受场地器材限制，甚至可以修改自己的运动参数）等等。人类活动将在一定程度上打破时空限制，满足在现实生活难以满足的大量需求，提高人们生活的满足感。
图3-9元宇宙主要应用场景演变
资料来源：清华大学新媒体研究院
三、元宇宙产业市场解读
3.1元宇宙产业商业模式
3.1.1商业发展动力
内容创作者是驱动元宇宙经济发展的主要动力：元宇宙首先需要通过互联网驱动，所以消费者数量对元宇宙来说是非常核心的指标，元宇宙不是零和游戏，而是无限游戏，除了通过买卖虚拟游戏物品获利，用户还可通过内容生产或数字服务后进行虚拟货物产权交易，再通过虚拟货币资产化获得实际利益，可以说，未来在元宇宙里内容创作者是驱动经济发展的主要动力。元宇宙生产内容的分类如表3-1所示。
表3-1元宇宙生产内容分类
3.1.2用户获利模式
玩家通过少量货币或游戏发放获得低级虚拟游戏道具参与游戏内部活动，低级道具可升级为高级道具，或者玩家通过真实货币兑换获得游戏内部高级道具参与游戏竞争获得优势，然后通过游戏竞技和内容生产获得可用于买卖的虚拟产品，最终可以兑换真实的货币。
图3-1用户端通过元宇宙平台获利模式流程
3.1.3企业获利模式
元宇宙企业现阶段的主要盈利方式是游戏：元宇宙发展的初级阶段，必然以游戏平台作为虚拟与现实世界的链接，因此游戏平台将成为前期游戏发行商的一个重要盈利点，以Roblox为例，前期通过玩家线上付费，游戏付费模式可分为直接付费与月卡订阅，所获利润由游戏开发商、游戏平台、推广渠道与游戏发行成本等分配。游戏抽成属于较为传统的盈利方式。
图3-2玩家线上游戏付费利润分成示意图
3.2元宇宙产业政策背景
针对元宇宙全产业链来说，国内政策上对于元宇宙相关硬件设施和技术发展的支持明显（如表3-2所示）。
表3-2国内元宇宙相关政策
资料来源：东北证券，公开资料整理
3.3元宇宙产业市场规模
3.3.1上游产业规模：VR/AR设备
显示技术VR+AR将迎来增长拐点：虚拟现实终端出货量稳步增长，AR与一体式增速显著,不同终端形态间的融通性增强。年为虚拟现实产业元年、年为云VR产业元年、年为5G云VR产业元年，-年会成为虚拟现实驶入产业发展快车道的关键时刻。目前全球多家科技巨头如三星、华为、小米、FaceBook等均已推出AR/VR头戴设备，年AR/VR头显设备年出货量达万台，同比增长超20%，随5G商用进程加快，VR/AR产业将迎来增长拐点（如图3-3、3-4所示）。
图3-3-年全球VR与AR市场规模变化及预测
图3-4-年全球VR头显设备出货量与增速
3.3.2中游产业规模：区块链+云计算
元宇宙基础技术规模增长迅速：随着区块链技术的普及，以及越来越多相关应用场景的落地，越来越多资本与企业已经意识到区块链的潜力并且计划在未来增加预算，因此全球区块链市场将迎来快速增长。云计算规模也随之增长，年全球云计算市场规模达到近亿美元，增速超过20%，年受经济大幅萎缩影响，增速放缓至13%，年我国云计算整体市场规模约为亿美元（如图3-5、3-6所示）。
图3-5-年全球区块链市场支出规模及增速
图3-6-年全球云计算市场规模及增速
3.3.3下游产业规模：云游戏
后疫情时代游戏规模增速较快：年受疫情影响，全球游戏行业规模增获得较高增长，未来元宇宙结合后规模增速将大幅增加。年当前云游戏产业格局与商业模式并未固定成型，市场潜在规模巨大。当前云游戏市场规模较小，市场渗透率不高。但随着5G技术的落地、产业投入力度的增强、云游戏普及范围的扩大和用户认知程度的提高，未来云游戏市场规模和用户规模都将保持高速增长（如图3-7、3-8所示）。
图3-7-年全球游戏市场规模及增速
图3--年全球云游戏市场规模及增速
3.4元宇宙产业竞争格局
目前还在雏形期的元宇宙生态成为热门赛道，如谷歌、腾讯、网易、英伟达、字节跳动等科技大厂，红杉资本、高瓴资本、五源资本等投资机构纷纷入局元宇宙领域。元宇宙的重要入口是AR/VR终端，VR领域是一个持续发展的领域，国内外企业纷纷押注VR产业或者通过资本方式入局VR领域（如表3-2所示）。
表3-3元宇宙企业、投资机构投融资情况
资料来源：公开资料整理
海外方面，Facebook通过Oculus设备布局VR领域，并且推出FacebookHorizon发力VR社交平台；Google则通过Stadia布局云游戏，同时通过YoutubeVR布局软件和服务；EpicGames融资10亿美元持续发力元宇宙，推进在《堡垒之夜》和虚幻引擎等领域的发展。
国内方面，腾讯提出“全真互联网”概念，并通过投资EpicGames、Roblox等公司布局元宇宙赛道，同时加大对于云、游戏和短视频内容领域的投入；字节跳动在人工智能和算法方面持续发展，并且入股UGC游戏社交平台《重启世界》厂商代码乾坤布局元宇宙。如表3-3所示。
表3-4互联网厂商布局元宇宙领域
资料来源：公开资料整理
四、元宇宙产业挑战与机遇
4.1元宇宙产业发展的挑战
4.1.1硬件设备技术尚不成熟，且配套成本高
元宇宙所需硬件设备主要是消费级和行业级的VR终端，一个真正沉浸式的平行世界，必然需要VR/AR设备的支撑。元宇宙的支撑技术虚拟现实（VR）及增强现实（AR）等技术，尚且处于开发阶段，目前的XR体验主要围绕视觉和听觉展开，而实现元宇宙机制的完全沉浸感需要接入更多感官体验，XR头显设备的视觉舒适度不高易晕也是长久以来尚未解决的痛点。现阶段XR显示头尚不能在市场普及，价格一直居高不下，综合市面上较为畅销的VR设备产品参数来看，配置较好的设备价格大多在左右或以上的价格，如若用户购置VR头显而非一体机的话，还需再搭配一台性能达标的主机设备，这又将增加额外的成本。VR、AR等技术的运用都需要经过媒介，而这些媒介设施的价格也可能较为高昂。若硬件设施价格无法趋向于平民化，元宇宙将无法快速打开群众市场。
4.1.2经济体系存在金融风险，NFT尚未立法约束
元宇宙独有的经济体系有可能会出现的货币安全、金融诈骗等一系列问题。维护好元宇宙内的经济体系，防止不法分子通过元宇宙内的经济体系洗钱、诈骗等也是需要解决的难题之一。且元宇宙依赖的NFT体系才处于发展初期，存在许多安全风险，当前全球监管环境中NFT未被明确约束，NFT还将存在一定的法律政策风险，这也是元宇宙目前面临的困境之一。
4.1.3经济和内容监管盲区以及监管权力控制问题
虚拟现实相关产业存在法律监管盲区，没有系统性的管理架构，发展可能有所限制。除了需要建立元宇宙金融相关监管体系，还需要对虚拟世界内容创作进行一定的监管，例如用户与用户之间进行虚拟服务、虚拟货物交易等一系列私下灰色交易。但同时，监管者在监管用户的同时，是否存在更高级别的监管平台控制监管权力滥用等问题，比如，以莫须有的名义限制、禁言、封号等。
4.1.4现实和虚拟之间的正面互动关系如何维系平衡
由于元宇宙，人可以同时栖息在真实与虚拟世界中，导致人的神经感知延伸，意识扩展。元宇宙的形成与发展，需要与现实世界互动，实现两个世界在理念、技术到文化层面的互补和平衡，形成新的文明生态。在元宇宙早期阶段，两个世界的互动关系还是通过现实人类不断改变存在身份，以及虚拟机和预言机作为技术性媒介实现的。两个世界虚拟身份的不断切换与交互，用户如何平衡两个世界带来的落差及影响，在未来将是一个巨大的挑战。
4.2元宇宙产业未来展望：下一站数字文明
4.2.1元宇宙空间下借助NFT可解决产权纠纷问题
数年以后，随着数字货币和基于NFT的数字信息资产话，经济系统开始建立。NFT能够映射到特定资产，将该特定资产的相关权利内容、历史交易流转信息等记录在其智能合约的标示信息中，并在对应的区块链上给该特定资产生成一个无法篡改的独特编码。NFT凭借区块链技术不可篡改、记录可追溯等特点记录产权，并确保真实性和唯一性。未来NFT将起到对标资产功能，如虚拟收藏品、虚拟资产、数字艺术品、房地产等，其可追溯的唯一性可以解决现实世界较为棘手的产权纠纷问题。
4.2.2数字分身或成为元宇宙永久性资产
真实用户通过数字化设备进入虚拟世界，在其内部形成数字化虚拟身份，并在元宇宙进行一系列内容生产与活动行为也将化为数据存储于云端，由此形成的虚拟资产或服务将一直留存于该空间，形成数字化记忆，完善数字分身。若玩家未来不再进入该空间，所形成的数字化行为与影响或将通过AI机器学习永远存在于该空间并继续提供相关服务，数字分身成为元宇宙永久性数字资产。
五、总结
人类距离元宇宙还有多远？技术常常会带来意想不到的惊喜，或惊吓。无论是什么，最先进的技术往往是提前几十年诞生的。例如，当下“流媒体大战”进入白热化，但第一个流媒体视频早在25年前就发布了。更重要的是，这场战争的许多属性已经被假设了几十年：追求无限的内容供应、点播播放、交互性、个性化广告等等。如今，已经被一一实现。自年代末和年代初以来，技术先驱们无数次设想互联网的未来状态，并称之为元宇宙。按照预设，元宇宙不仅会彻底改变数字世界的基础，还会影响现实世界的大部分行业，包括数据之上的所有服务和平台、人们的工作方式和物品的销售方式等。尽管元宇宙的完整愿景仍然难以定义，今天的元宇宙也未能达到如科幻电影那样史诗般的场景，但它将根本上改变我们与数字和虚拟世界互动的方式。至于它将在什么时候正在出现，或许我们将不会有纯粹的前元宇宙时代和后元宇宙时代，相反的，随着不同技术、产品、功能的融合，越来越趋近于未来的元宇宙世界会随着时间的推移慢慢到来。