隨著國產首款3A游戲《黑神話:悟空》火爆出圈,一種名為“空間計算”的技術隨之引發人們關注并迅速點燃資本市場,相關公司備受市場矚目。
《黑神話:悟空》在全球收獲無數擁躉,背后離不開強大的科技支撐。毛發分明的妖怪,逼真形象的佛像,身臨其境般的寺廟……《黑神話:悟空》制作團隊運用空間計算-定位捕捉技術,復刻出一個栩栩如生的虛擬世界。打造出接近真人級別的圖形和畫面,空間計算技術功不可沒。
熱度漸起 空間計算有望進入新階段
空間計算并不是一個新概念,這項技術的應用前景也遠不止游戲領域。
空間計算技術其實源自計算機科學領域,它是一種智能感知物理空間、用戶和物體的行為,并將數字信息無縫融合到物理環境,實現虛實融合并與用戶進行自然交互的技術。
Apple Vision Pro于今年2月在美上市,讓整個空間計算領域迎來新一輪紅利期。蘋果公司CEO蒂姆·庫克將空間計算定義為“計算技術新時代的開端”。他說,“如同 Mac將我們帶入個人計算時代,iPhone將我們帶入移動計算時代,Apple Vision Pro將帶我們進入空間計算時代。”
蘋果所指的空間計算更多是與AR、VR以及MR的相關技術,然而自動駕駛、空間遙感定位等很多新興領域其實也是空間計算的一部分。
“三維立體空間計算技術是相對于二維平面移動計算的巨大變革。”教育部長江學者、北京郵電大學網絡與交換技術全國重點實驗室喬秀全教授表示,隨著新一代輕薄化、智能化XR眼鏡終端成熟,將推動二維平面互聯網向三維立體互聯網應用形態轉變,為元宇宙的沉浸式應用奠定基礎。
中赫集團副總裁、工體元宇宙GTVerse創始人葛頎也表達了相同觀點。他認為,過去70多年,人類生活在兩個空間:一個是遵循物理規則的三維現實世界,一個是千變萬化的二維數字世界。空間計算是新一代人機交互的范式革命,正在將這兩個空間打造為沉浸式數實融合的新空間。
繼生成式AI之后,2024年也被一些業界人士視為“空間計算元年”。在近期出版的《空間計算 人工智能驅動的新商業革命》一書中,來自元宇宙和沉浸式空間領域的兩位海外作者將空間計算看作是“繼手機之后的下一代人機交互平臺”。
根據研究機構的預測,全球空間計算市場規模將從2023年的1246億美元增長到2032年的6202億美元,預測期間的復合年增長率達18.2%,預示著未來發展空間非常廣闊。
應用場景廣泛 推動數實空間融合
在《黑神話:悟空》游戲中,大量采用空間計算技術,一定程度上做到了“真實世界的虛擬化”和“虛擬世界的真實化”。
通過精準掃描文物、古建筑等,應用到游戲場景構建中,讓沉睡多年的文物“火”起來。通過人物動捕技術,讓游戲人物的動作更自然流暢。同時,利用強大的三維渲染引擎,畫面更加逼真,光照更加自然。
作為利亞德旗下專注空間計算方向的子公司,成立于2017年的虛擬動點為《黑神話:悟空》提供了動作捕捉技術服務。據公司負責人介紹,為保證游戲中虛擬形象的實時交互,通過動捕方式1:1記錄真實人物神態、身姿及行動細節,對2D圖像快速進行3D重建,并通過準確識別標記點,運算輸出標記點質心數據,反饋系統通過算法計算實時驅動動畫形象。
“在游戲空間中,空間計算主要用于復刻‘人、物、環境’三類對象。”據商湯智能產業研究院院長田豐介紹,目前利亞德、商湯科技等國產3D技術,能通過攝像頭采集360度的2D照片,進行3D建模,小物體建模誤差在毫米級精度,大環境建模精度誤差在厘米級,如人臉的微妙表情變化就是通過機器視覺建模獲得。展望未來,當積累了足夠多的人體運動模式、環境素材庫,就能從真人驅動升級到AI驅動游戲人物,進一步降低游戲制作成本。
作為一種深度交互技術,決定了空間計算的應用極為廣泛。除游戲制作外,醫學、工業、數字人都是重要應用方向,幾乎觸及每一個行業。
在地理信息系統(GIS)中,空間計算被用于分析地理數據,如地形、土地利用、交通網絡等,為城市規劃提供決策支持。空間計算在智能交通領域也展現出巨大潛力。例如,自動駕駛汽車通過空間計算識別道路、交通信號和其他車輛的位置,實現自主導航。在AR/VR/MR領域,空間計算實時感知用戶位置和動作,將虛擬對象準確疊加到現實世界中,提供沉浸式體驗。
喬秀全表示,空間計算打通線上線下,實現物理世界和虛擬世界無縫融合。通過精準掃描復刻物理世界,可以在數字空間打造數字孿生體,實現對物理世界實時感知和反饋控制,并能推演預測未來變化趨勢。
發展前景廣闊 助推數字經濟創新
放眼全球,蘋果、亞馬遜、英偉達等科技巨頭均在積極布局空間計算。國內市場,華為、阿里、騰訊等在建模引擎、數據庫、定位等方向開展探索,并與產業鏈企業形成生態。
從行業競爭看,盡管空間計算國際頭部企業較多,國內頭部企業較少,但國內也有自己的優勢。清華大學五道口金融學院科創金融研究中心的研究報告顯示,國內在傳感器、光學器件、顯示屏、開發工具等空間計算產業鏈的一些環節發揮著重要作用。報告認為,隨著元宇宙興起,以及meta在消費級空間計算上的商業成功,中國的空間計算市場迎來第二次風口。
Ganos是達摩院數據庫與存儲實驗室聯合阿里云共同研發的新一代位置智能引擎。兩年前,Ganos V5.0版本的推出,揭開了數據庫基礎軟件在3D全空間計算方向上的新篇章。阿里云Ganos產品負責人宋震認為,孿生全空間數據庫的發展,將助力傳統數字孿生系統實現全面升級,向全空間、可計算、真孿生系統演進。
在政策推動層面,北京市提出“采用設備廠商出題,企業揭榜方式,組織攻關空間計算、內容渲染等關鍵技術”,上海市提出“重點布局空間計算、智能編碼、分布式渲染分發等關鍵技術研發”。此外,貴州、安徽、河南、浙江等地也發布相關政策文件,旨在推動數字經濟、智慧城市和數據要素市場發展。盡管這些文件并未直接提及空間計算技術,但空間計算作為數字經濟創新的重要支撐技術之一,有望在這些政策的實施中得到進一步應用。
中國數實融合50人論壇智庫專家洪勇表示,雖然目前尚未有專門針對空間計算技術的單一政策文件,但這一領域的進展被納入到更廣泛的數字經濟和智慧城市發展戰略之中。這些政策不僅為技術創新提供了方向性指導,也為相關企業和研究機構創造了良好的發展環境。
從事虛擬現實技術研究30多年,北京航空航天大學新媒體藝術與設計學院院長沈旭昆深有體會。“虛實結合的技術總是處在不斷演變和進化過程中,技術的發展要突出使用的方便性,這樣才能創造新的使用場景。”他認為,空間計算還在不斷發展,未來不排除會誕生新的智能交互方式,但推動技術迭代和終端使用的便捷性,始終是需要提升的兩大關鍵。
從技術發展趨勢看,邁向基于輕薄化XR終端的空間計算時代未來可期。“6G將會是空間計算大放異彩的時代,沉浸式通信將成為我們的主流服務。”喬秀全說,未來“通信、感知和計算”將深度融合,真正實現數字信息與物理空間按需融合、自然交互。