元宇宙是改变我们生活与工作方式的一个重要趋势,无论是虚实结合场景中的互动性娱乐与消费,还是数字孪生或者虚拟办公室这样的新工作空间,以及通过工业5.0将场景与服务型制造系统连接,都需要一些新的技术来搭建一个多感官沉浸式的、多场景交互的、具备数字支付能力和能够连接服务型制造的场景,当然也离不开AR/VR眼镜、4K大屏幕显示和类似于抬头显示这些工具及相应内容服务的进步。
虽然今天有很多人谈到元宇宙就离不开数字偶像和NFT等新生事物,但元宇宙要真正进入大家的生活,离不开支持以更低的成本带来更好娱乐、消费和交易体验,以及流畅地连接到服务型制造系统并完成支付和消费的技术创新。如果说真要用一句话来描述元宇宙,那就是元宇宙就是带来沉浸感的“科技+艺术+支付带动娱乐与消费“。
最终能够导入到消费对于元宇宙的成功至关重要,这也是华兴万邦一直在介绍服务型制造等新模式与元宇宙关系的原因。在上一篇研究文章中,华兴万邦曾经提出了服务型制造和自动驾驶汽车等元宇宙新场景,以及硬件数据处理加速器、基于硬件的安全与安全性技术、新一代通信基础设施和时空技术等支撑性技术,并推介了工业和信息化部及浙江省支持成立的服务型制造研究院等机构。
可支撑元宇宙实现上述场景的、可以不断降低消费者成本和门槛的技术正在快速发展,这可以从行业内外的一些大型活动中发布的新技术可以看出。2022年已经出现了很多推动元宇宙以高性价比模式开始落地的硬件技术,它们都是推动着元宇宙走入我们生活的技术创新。
空间音频技术创造沉浸式音效
为了追求沉浸式的体验,过去游戏和视频业界除了不断升级VR/AR眼镜、智能手机以及大屏幕电视/显示的分辨率、明亮度和对比度等硬指标,还在不断开发各种3D图形处理和光线追踪等技术,它们都为元宇宙提供了非常好的载体和人机界面,尤其是越来越多的4K和8K超清大屏电视可以带来极致的视频体验。
但是除了显示分辨率等硬件指标和3D图形处理技术,沉浸式音效也是推动元宇宙进入日常生活的一种不可忽视的手段,支撑沉浸式音效的空间音频或者3D音频技术将会越来越重要,多通道、多音源音响系统设置将会随着元宇宙的兴起而快速发展。在一些领先的游戏制作公司中,音效制作的预算已经超过了总预算的40%,如Action发布的“活体解剖者:人面兽心”射击游戏中,怪物的音源多达8个,环境声音源也达到了3个。
在视频推送服务领域亦是如此,随着4K超清甚至8K等超高分辨率大屏幕电视的普及,华兴万邦看到许多数字电视制造商和内容提供商都开始提供超越立体声的音效,如小米电视可以为其会员提供许多带有杜比音效的电影等视频内容,杜比实验室也推出了面向视频和数字娱乐的Dolby Atmos空间音频技术,苹果公司也在去年5月17日面向用户和艺术家可欣赏和创作沉浸式音频的空间和无损音频技术,亚马逊也开始以每月7.99美元的价格向新用户推送支持空间音频技术的音乐……
但是在电视机、游戏机、手机和电脑等主设备不断提升显示和音频质量的同时,无线化的音频输出连接还仍然主要停留在采用蓝牙连接的两通道立体声音频之上,很难用低成本和高灵活性创造出沉浸式音效。不过,这种情况随着在高品质无线音频连接领域具有极高声誉的WiSA Technologies有限公司推出其面向条形音箱的DS模组将得到解决。
WiSA是全球领先的无线空间音频技术开发商,专注于为智能设备和下一代家庭娱乐系统提供空间音频和沉浸式无线声效技术,是无线音频连接专业组织WiSA联盟发起企业之一,其创新技术已广泛应用于全球诸多顶级音响设备和电视机厂商的产品之中,如Harman Karldon、B&O、ONKYO和Klipsch等顶级音响厂商,以及富士康、海信、LG电子、夏普、创维、TCL和东芝等电视机制造商。
在今年的CES上,该公司宣布与乐鑫信息科技合作开发了一款全新的、运行在2.4GHz频段上的DS无线空间音频模组,它得益于WiSA经过市场验证的、高端的5GHz模块解决方案的可靠性和质量,利用2.4GHz频段的普及性来大幅度降低成本,从而将其先进的空间音频技术带给了普通的音频系统。大家看指标就可以发现它与仅支持双声道的蓝牙音频连接相比,所带来的巨大性能提升:
● 支持多达五个独立的48kHz PCM音频通道
● 修正过的音频信号源到扬声器延迟,能够满足视频口型同步要求
● 带有动态网络优化技术,可确保无线链路的可靠性和稳定性
● 扬声器之间的低信道延迟可确保无失真的体验
为了促进沉浸式音频领域的技术革新,我们特意建立了WiSA的空间音频官方微信公众号,以此平台与广大用户共享最新动态和成果。
WiSA Technologies, under the leadership of President and CEO Brett Moyer, has achieved a milestone with the DS module. This innovation surpasses expectations for performance and reliability in entry-level immersive audio systems, as substantiated by independent testing. The 2.4GHz DS module outshines competing 5GHz module products in market sales, boasting superior capabilities alongside support for additional audio channels.
The integration of the DS module into soundbar and beginner-friendly home theater systems opens up versatile connection options with televisions, gaming consoles, and other devices. This enables the creation of multi-channel spatial surround sound systems that are both high-performing and cost-effective, designed to enhance the cinematic experience by streaming movies, videos, TV shows, sports events, games, and immersive metaverse content seamlessly onto large, HD, and UHD screens.
In the landscape of all Metaverse applications—whether for entertainment, commerce, or professional use—a seamless connection to payment systems is essential. Digital currency, as the national fiat money's digital form, will significantly influence the Metaverse's evolution. The Beijing Winter Olympics and Paralympics witnessed digital RMB's prominence, with its innovative App mode capturing attention alongside novel hardware wallets, recording transactions exceeding billions of yuan.
As China expands its pilot program to incorporate additional cities like Tianjin, Chongqing, Guangzhou, Fuzhou, Xiamen, and six cities hosting the Asian Games, alongside Beijing and Hebei Province's Zhangjiakou post-Winter Olympics phase transition into pilot zones, digital RMB has already been piloted in regions including Shenzhen, Suzhou, Chengdu, Shanghai, Hainan, Changsha, Xi'an, Qingdao, Dalian, among others.
A groundbreaking feature of digital RMB is its use of hardware wallets to facilitate offline transactions. This extends beyond conventional App-based methods by enabling the digital currency's accessibility in scenarios without internet connectivity. Hardware wallet chips can be integrated into various devices like smartphones, smartwatches, AR/VR headsets, fitness trackers, televisions, and a spectrum of professional and consumer devices.
The hardware wallets for digital RMB require stringent security protocols and user-friendly interfaces, necessitating government approval. Within the Chinese market, the key players are Zhongguantongxin Microelectronics , represented by ZETA, and Zhongdian Huada Tech Science & Technology Co., Ltd., a subsidiary of China Electronics Corporation's Hong Kong-listed entity, Zhongdian Huada Electronic. Zhongdian Huada Electronics showcased their digital yuan hardware wallet solution during the Beijing Service Trade Fair in September last year.
This expansion underscores the pivotal role digital currencies play in mainstreaming immersive audio experiences and highlights advancements in secure yet accessible payment solutions for the global digital economy.
北京中电华大电子所公布之数字人民币硬钱包芯片方案,展现出其在金融科技领域中的创新与领导地位。此方案旨在融合先进科技与金融体系,为用户带来更为安全、便捷的数字支付体验,彰显了在数字货币时代的技术前瞻性和应用实践能力。
数字人民币硬钱包的引入,将显著增强各种设备的支付功能,尤其惠及那些与元宇宙互动有限的人群,如老年人通过电视遥控器在大屏幕上接入健康类元宇宙服务、参与社区购物节目并进行交互和支付,或使用非智能机的老年手机完成交易。然而,鉴于硬钱包技术尚未广泛普及,其商业化及应用的推广仍需持续创新与策略。
尽管数字人民币与元宇宙相结合被视为明确的发展方向,这一概念在A股市场的炒作已十分显著,关联公司的股价屡次暴涨,即便部分业绩表现欠佳的企业市值也远超专注于数字人民币研发的核心玩家中电华大科技。中电华大电子,以其10亿港元左右的市值及2021年营收与利润增长数据,预示着数字人民币生态系统的建设之路任重道远。
元宇宙的繁荣离不开高效、便捷且经济的通信基础设施,5G及其后续技术正扮演着关键角色。据最新统计,一季度新增5G基站13.4万个,累计已建成155.9万个站点,覆盖全国所有地级市和县城城区,并达到了87%以上的乡镇区域。
随着5G室外网络基本实现连续覆盖,运营商将注意力转向垂直市场及细分场景的建设,5G建设步入深入阶段。在宏基站部署的同时,小基站正崭露头角,既作为宏基站的有效补充,增强室内深度覆盖,也深入到更广泛的行业和特定场景中,甚至以定制化服务满足客户需求。
通信行业的未来在于为用户提供全面且优质的服务,而不仅仅局限于高性价比的带宽。3GPP在R16及R17标准中推动了包括高精度定位在内的创新技术和服务的发展,这些5G新功能对于支撑沉浸式元宇宙和制造等应用至关重要。宏基站提供广泛服务虽是基础,但无法满足精准或定制需求;相反,广泛服务的利润率将随竞争加剧而下降,小基站则有望为行业创造巨大的增值空间。
值得注意的是,5G小基站并非宏基站的简单减缩版,而是要实现小型化、优化性能与成本结构,以便经济高效地满足多样化的行业用户需求。预计未来五年内全球小基站市场规模将攀升至250亿美元。为了达到上述目标,5G小基站架构需要采用ASIC或SoC化设计,以确保其在高性能的同时,实现成本、功耗和体积的有效控制,并支持灵活部署与便捷维护,从而更加经济高效地满足行业用户的多样化需求。
比科奇,一家在5G无线通信领域享有盛誉的领先企业,于2021年末推出了其创新设计的5G小基站基带芯片——PC802。这颗SoC在全球范围内首屈一指,专为4G/5G小基站打造,旨在以卓越性能和高效能表现的同时,显著减少功耗与成本。相较于传统方案,比科奇的解决方案能够将成本至少降低一个数量级,并大幅降低能耗。
在今年的世界移动通信大会上,比科奇展示了其完整的5G小基站设计技术栈。其核心设计团队拥有长达近二十年在3G、4G及5G小基站芯片和基带软件开发的经验,成就了全球首款高性能、低功耗且可编程的小基站基带芯片——PC802。这款SoC旨在为新一代的5G NR开放式小基站设备带来创新机遇,赋能更灵活的5G与4G网络部署,并大幅降低相关网络的成本。
从设计角度出发,PC802集成了高度集成的物理层功能,显著降低了5G小基站的设计复杂性。它采用标准的物理层软件接口,支持一体化与分布式小站无缝集成。在性能方面,PC802是一款高性能、低功耗NR小基站芯片的PHYSoC,具备同时支持4G/5G双模操作的能力,并兼容3GPP R15和R16标准,为未来版本的演进预留空间,全面覆盖MBB、URLLC等应用场景。
作为比科奇团队三年不懈创新的结晶与里程碑,PC802现已进入大规模生产阶段,并已与国内外多家小基站开发和生产企业建立了合作关系。比科奇不仅提供了基带芯片PC802,还规划了包括数字前端芯片PC805、家庭级小基站芯片PC806在内的多款芯片产品路线图,全面为即将到来的5G小站大规模部署做好充分准备。
元宇宙概念融合科技与艺术,旨在创建一个由现实世界和虚拟数字世界交织而成的沉浸式环境。该领域核心支撑技术包括交互感知、内容创作与真实质感渲染等,其中,渲染技术是关键所在。通过3D建模和光线追踪等方法对物理规则进行高精度仿真,能够为用户提供近乎真实的沉浸体验。
作为推动游戏画面进化的重要力量,光线追踪技术使得图形显示质量实现质的飞跃,创造出与现实世界几乎无异的三维场景。对于这一领域而言,无论是电脑游戏玩家还是影视制作领域专业人士均对其有深入理解。光线追踪带来的细腻光照表现和写实光影效果不仅重塑了游戏体验,也在电视节目和电影制作中发挥了巨大作用。华兴万邦认为,该技术在元宇宙的商业化应用中将发挥重要作用。
凭借其在光线追踪技术领域内的开创性成就,Imagination科技公司作为全球领先的图形处理器知识产权供应商,在2021年11月推出了革新性的旗舰级GPU产品IMG CXT及革命性的PowerVR Photon光线追踪架构。这一突破使得移动与嵌入式应用能享受到以往只存在于高端台式机与游戏机上的桌面级视觉效果,从而极大地拓宽了移动开发者的创作空间以及游戏玩家的体验维度。
Photon架构作为Imagination十年研发心血的结晶,其光线追踪能力在性能和效率层面实现多样化展现。通过建立光线追踪等级系统,Imagination定义了一套从0到5级别的光线追踪功能要求体系,而其中IMG CXT所搭载的Photon架构定位在4级,不仅成为目前市场上最为先进的光线追踪技术之一,而且成功提升了光线追踪性能与能效比。这一创新使得移动游戏玩家及开发者得以享受到媲美桌面平台的质量体验。
Imagination在“2022游戏开发者大会”上展示了其利用开源跨平台3D引擎Open 3D Engine运行的硬件加速全域光照光线追踪解决方案,标志着游戏性能领域的一个重要里程碑。这一技术不仅限于游戏行业应用,在服务型制造等更广泛的领域内也展现出巨大潜力。
Imagination在其GDC展会上发布的基于O3DE引擎的光线追踪效果视频,以其沉浸式的视觉体验为玩家带来了前所未有的乐趣与冲击力。该公司所开发的光线追踪技术已受到全球顶尖游戏开发商的广泛赞誉,并已被授权给多家电子设备制造企业,预计在2023年将实现高效创新的移动光线追踪功能的普及,为元宇宙的全面落地提供坚实的技术支撑。
元宇宙的未来不仅仅是依靠Meta、Roblox等互联网巨头和创作者平台,更在于先进硬件技术与新颖设备,尤其是能够以更低成本将沉浸式体验融入日常生活的技术创新,以及诸如数字人民币在内的支付手段与服务型制造等新商业模式的结合。这些因素将在我们的生活中生根发芽,并推动元宇宙概念的真正普及与发展。