元宇宙:综述、趋势、新型流水线生态系统与未来方向

元宇宙提供了超越现实的第二个世界,其中边界不复存在,通过虚拟现实(VR)技术的参与和沉浸式体验,可能性无穷无尽。许多学科都可从元宇宙的精确发展中受益,包括技术、游戏、教育、艺术与文化领域。然而,将元宇宙环境发展至其全部潜力是一项模糊的任务,需要恰当的指引与方向。现有关于元宇宙的综述仅关注其某一特定方面与学科,缺乏对整个过程的整体视野。为此,需要一项更整体、多学科、深入且面向学术与产业的综述,以对元宇宙开发流水线提供透彻研究。为解决这些问题,我们在本综述中提出了一种由(1)元宇宙计算、网络、通信与硬件基础设施,(2)环境数字化,以及(3)用户交互所构成的新型多层流水线生态系统。对每一层,我们讨论详述其开发步骤的组件。并且,对这些组件中的每一个,我们考察一组赋能技术与发展领域(例如人工智能、安全与隐私、区块链、商业、伦理与社会)对其进展的影响。此外,我们阐释这些技术对支持去中心化、互操作性、用户体验、交互与货币化的重要性。我们呈现的研究突出了各组件的现有挑战,继而给出研究方向与潜在解决方案。据我们所知,本综述最为全面,并让用户、学者与企业家得以深入理解元宇宙生态系统,以发现其贡献的机遇与潜力。