元宇宙八大核心之【硬件】

对于元宇宙来说，以下8个技术基本构成其主要的框架：硬件、网络、计算、虚拟平台、交换工具和标准、支付、内容服务和资产，以及最后的用户行为。

这篇文章主要介绍其中的硬件部分，首先硬件的定义如下：“用于访问、交互和开发元宇宙的物理技术和设备的销售和售后”。其中包括但不限于面向消费者的硬件，比如VR眼镜、触觉手套及非消费硬件，比如用于操作和创建虚拟或者基于增强现实的工具，例如工业级的相机、追踪和投影设备。

因此硬件部分我们将分为两个部分来解释——消费硬件和非消费硬件。

消费硬件

消费硬件，指的是面向未来元宇宙消费者的硬件，其中最常见的就是手机，你可能会觉得手机也算是元宇宙设备，其实换个思路，我们每天花在虚拟互联网上的时间已经超过了5个小时（见下图），并且随着疫情的发展，人们越来越倾向于待在家里，这样每天花在“虚拟世界”上的世界更多了。

因此对于初始阶段的“元宇宙”来说，手机毫无疑问将是一个访问元宇宙的工具。

当然，访问元宇宙的工具有很多，首先来介绍一款Facebook前两天刚刚发行的元宇宙工具，这是来自Facebook的虚拟现实实验室（Meta Reality Labs）触觉研究部门（ Haptics Research）开发的触觉手套。

这款手套解决了“如何接触元宇宙”的难题：当你从桌子上拿起一块虚拟拼图时，你能感觉到它已经在你手里面了，从而停止移动你现实中的手。

这毫无疑问是个难题，因为你的触觉是真实的，但拼图却是虚拟的，真实的手如何去接触虚拟的拼图并产生真实的触觉？

因此作为虚拟与现实的交互工具——触觉手套，就诞生了。

单单这一个手套，就包含了很多尖端的人机交互科学（Human-computer interaction）的很多项开创性的成果。比如：

感知科学：由于当前的技术无法在 VR 中完全重现现实世界的物理特性，因此将听觉、视觉和触觉反馈相结合，使佩戴者的感知系统感觉到物体的重量。

软体机器人：目前大多数的制动器（比如马达）会产生过多的热量，长时间佩戴这种手套会很不舒服。因此多个微小的软体机器人协同驱动，既可以具备同样的驱动效果，同时还可以极大的减少佩戴者的不舒适感。

微流控芯片：是一种精确控制和操控微尺度流体，尤其特指亚微米结构的技术，又称为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技术。是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。部署这种芯片意味着为其他原件留下了更多的空间。

手部跟踪：先进的手部跟踪技术，使其能够准确识别手在虚拟场景中的位置、是否与虚拟对象接触以及如何与交互。

触觉渲染：触觉渲染器是基于对手的位置和手接触的虚拟对象的属性（例如纹理、重量和刚度）等事物的理解，向手上的执行器发送精确的指令。

除了之前提到的手机和手套之外，当然还有以前特别火的VR眼镜，VR头盔等。

市面上有众多的VR设备，毫无疑问的是初代元宇宙需要这些设备作为访问端，它们的性能也都将越来越好，有更强大的传感器、更长的电池寿命、更复杂/更多样化的触觉、更丰富的屏幕、更清晰的摄像头等。

但不得不说，目前的VR设备研究与开发并没有让人很满意，它们还有很多的缺陷，比如分辨率依旧不高，是因为需要牺牲分辨率去做卡通化的人物形象。

另外人类的平均视野为210°，但现在的设备大多只有不到30°的视野，我们需要更广泛的视野范围，这些主要是硬件的面临挑战。

更重要的是，我们需要在取得这些进步的同时提高可穿戴设备内部其他硬件（例如扬声器、处理器、电池）的质量——最好也缩小它们的体积。

最后对于消费端的硬件，最大的挑战就是如何把强大性能的各个组成部分塞到一个小小的仪器中，毕竟要随时随地访问元宇宙，可携带性与强大的性能是唯一的解。

非消费硬件

非消费硬件主要针对的是平台提供方，也就是商家。相比起消费端硬件对价格更具敏感性，价格太高的话往往会劝退很多潜在消费者。

但在商家这边，他们更讲究的是性能，所以非消费端硬件的价格可能会很夸张。比如说徕卡现在售价40多万人民币的3D激光扫描器，能以远远超过人眼细节的精度扫描商场、建筑物和室内环境。

这对于元宇宙的创建是非常重要的，因为元宇宙不可能是虚无的，起初的内容场景必定有一部分是现实场景的映射，那么这部分工具就显得非常重要。

强大的工具可以使得生产高质量的“镜像世界”或者“孪生世界”更为高效，例如十几年前，谷歌街景刚出现的时候我还赞叹不已，但随着现在技术的提升，人们对于“沉浸式体验”的需求变得越来越高。

沉浸式是元宇宙绕不过去的一个目标，越强的沉浸感就需要越强的硬件设备。
最后，对于元宇宙的硬件方便，不论是消费者使用的硬件，还是商家用于生产的硬件，都面临着很长的路要走。

未来将会是小型便携化和性能极其强劲的消费端硬件，和性能比现在翻N倍的非消费端硬件的双线发展。