近来，“元宇宙”一词被广泛提及。无论你是否相信它是现实，这个词的普及都标志着人们对未来在线互动方式的看法发生了重大转变。随着当今技术的进步和地理分布的社交圈的扩大，将无缝连接的虚拟世界作为元宇宙一部分的想法从未如此吸引人。
虚拟世界实现了广泛的应用场景，并带来了丰富多彩的体验。学生可以通过进入过去的时代、扮演历史人物以及与几个世纪前建造的建筑物互动来探索过去。同事们可以聚在一起进行咖啡聊天，无论他们在世界何处工作。音乐家和艺术家可以在小型或大型数字场所与来自世界各地的粉丝互动。会议可以覆盖新的受众，朋友们可以联系起来探索互动空间。
过去，当我们构建虚拟世界平台（当今元宇宙应用的前身）时，只有有限的访问权限可以获得强大的图形硬件、可扩展的服务器和高带宽网络基础设施。然而，云计算和硬件优化的最新进展使得虚拟世界能够覆盖新的受众。我们能够模拟的事物复杂度已显著增加。
今天，有几家公司正在投资新的在线虚拟世界和技术。在我看来，这表明人们在线互动、创作和消费内容的方式发生了根本性的转变。
与元宇宙和虚拟世界概念相关的一些原则通过传统网络为人熟知，包括身份系统、通信协议、社交网络和在线经济。然而，其他元素是较新的。元宇宙已经开始出现 3D 环境（通常由用户创建和共享）的激增、数字身体或“化身”的使用，以及虚拟和增强现实技术的融入。
以开源方式构建虚拟世界
随着计算范式的转变，我们有机会推动开放标准和项目，鼓励开发去中心化、分布式和可互操作的虚拟世界。这可以从硬件层面开始，例如 Razer 的 开源虚拟现实 (OSVR) 原理图，鼓励耳机开发的实验，并一直向上延伸到整个堆栈。在设备层，Khronos Group 的 OpenXR 标准已被耳机制造商广泛采用，这使得应用程序和引擎可以针对单个 API，并通过扩展支持设备特定的功能。
这使得虚拟世界的创作者和开发者能够专注于机制和内容。虽然用于构建 3D 体验的技术并不新鲜，但对元宇宙应用程序日益增长的兴趣催生了用于创建沉浸式体验的新工具和引擎。尽管有许多库和引擎在它们运行虚拟世界的方式上存在差异，但大多数虚拟世界都共享相同的底层开发概念。
虚拟世界的**核心**是 3D 图形和模拟引擎（例如 Babylon.js 以及它与之交互的 WebGL 库）。此代码负责管理世界的游戏状态，以便操纵世界状态的交互在空间的访问者之间共享，并在屏幕上绘制环境更新。游戏模拟状态可以包括世界中的对象和化身移动，这样当一个用户在一个空间中移动时，其他所有人都会实时看到它发生。渲染引擎使用虚拟摄像机的视角在屏幕上绘制 2D 图像，映射到用户在数字空间中看到的内容。
视频游戏世界由代表虚拟位置的 2D 和 3D 对象组成。这些体验可能各不相同，从小型房间到整个行星，仅受创作者想象力的限制。在虚拟世界内部，对象具有变换，这些变换将对象实例化到世界 3D 坐标系中的特定位置。变换表示对象在数字环境中的位置、旋转和比例。这些对象可以具有在 3D 建模程序中创建的网格几何体、材质和纹理，可以触发世界中的其他事件、播放声音或与用户交互。
一旦创建了虚拟世界，应用程序就会使用虚拟摄像机将内容渲染到屏幕上。就像现实世界中的摄像机一样，游戏引擎内部的摄像机也有一个视口和设置，可以改变帧的捕获方式。对于沉浸式体验，摄像机每秒绘制多次更新（对于某些高端虚拟现实头戴设备，高达每秒 120 帧），以反映您在空间中移动的方式。虚拟现实体验特别还需要摄像机绘制两次：每只眼睛一次，稍微偏移您的瞳孔间距（每只眼睛瞳孔中心之间的距离）。
如果开发虚拟世界的摄像机渲染组件听起来很复杂，请不要担心。大多数用于创作沉浸式内容的库和框架都提供了这些功能，因此您可以专注于内容和交互性。开源游戏引擎，例如 Open 3D Engine (O3de) 和 Godot Engine 提供了这些渲染功能和许多其他工具作为内置功能。使用开源引擎，开发人员可以更灵活地扩展或更改核心系统，从而可以更好地控制最终体验。
构成元宇宙的其他关键特征包括用户采用数字身体（通常称为化身）、用户生成的内容（由平台用户创建和共享）、语音和文本聊天，以及在不同主题的世界和房间之间导航的能力。
构建元宇宙的方法
在选择用于构建元宇宙的开发环境之前，您应该考虑哪些原则对于您的用户将要体验的体验和世界类型至关重要。您面临的第一个选择是针对原生体验还是浏览器。两者对于虚拟世界的展开方式有不同的考虑因素。
专有的元宇宙必然提供对虚拟世界的有限连接。开源和基于浏览器的平台已经出现，它们建立在 Web 标准之上，并通过 Khronos 组织和 W3C 运作，以确保互操作性和内容可移植性。
诸如 Mozilla Hubs 和 Element 的 Third Room 等 Web 应用程序构建在现有的 Web 协议之上，为构建基于浏览器的虚拟世界应用程序创建开源选项。这些体验将嵌入到网页中的 3D 空间链接在一起，利用包括 three.js、Babylon.js 和 A-Frame 在内的开源技术进行内容创作。它们还利用开源实时通信协议进行语音和同步化身移动。
开放访问
与所有新兴技术一样，至关重要的是要考虑用例以及对使用它的人类的影响。沉浸式虚拟和增强现实设备具有前所未有的能力来捕获、处理、存储和利用有关个人的数据，包括他们的身体运动模式、认知状态和注意力。此外，虚拟世界本身显着放大了当今社交媒体的优势和问题，并且需要仔细实施信任和安全系统、审核技术和适当的访问权限，以确保用户在进入这些空间时获得积极的体验。
随着 Web 的发展并包含沉浸式内容和空间计算设备，重要的是批判性和仔细地思考正在创建的体验以及不同应用程序之间的互操作性。确保这些虚拟世界开放、可访问且对所有人安全至关重要。元宇宙的前景令人兴奋，并且只能通过协作的开源软件运动来实现。
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