??技術(shù)的發(fā)展歷來遵循解放生產(chǎn)力、提高生產(chǎn)力的基本原則，不斷拓展人類視覺、聽覺和各項(xiàng)生理機(jī)能，人機(jī)交互也向更直觀、更簡潔、更本能的方向發(fā)展。在元宇宙科技浪潮的推動(dòng)下，人類已經(jīng)進(jìn)入到數(shù)字世界與真實(shí)物理世界共存、融合、相互關(guān)聯(lián)的信息新時(shí)代。

??（一）對未來3D數(shù)字世界的認(rèn)知

??（1）虛實(shí)融合一體的混合世界

??由于技術(shù)條件限制，目前信息采集、展示并不符合人類本能，我們希望在需要的時(shí)候在空間中及時(shí)得到想要的信息，而不是通過一個(gè)矩形框（顯示器）來進(jìn)行檢索和展示，如我們行走在大路上，我們希望導(dǎo)航線路是直接呈現(xiàn)在前進(jìn)方向的空間中，而不是在矩形框中顯示一個(gè)箭頭。隨著技術(shù)的進(jìn)步，構(gòu)建與真實(shí)物理世界平行融合的數(shù)字世界成為可能，這也恰恰是最大的3D場景，不論采用何種技術(shù)，鏡像三維的真實(shí)物理世界得到的結(jié)果必然是三維的數(shù)字世界，三維的數(shù)字世界其基礎(chǔ)必然是3D數(shù)據(jù)，數(shù)字世界與真實(shí)物理世界融合一體的混合世界，從數(shù)據(jù)展示、人機(jī)交互到直觀感受都更符合人類本能，能滿足人們對未來科技發(fā)展的期望，從而也必然是科技進(jìn)步的方向。
由于虛實(shí)融合特性和巨大的潛在優(yōu)越性，3D數(shù)據(jù)有著當(dāng)前圖片、視頻等信息載體無可比擬的沉浸性、可操作交互性、空間分布性、時(shí)間性等特點(diǎn)，隨著元宇宙、AR、VR等技術(shù)的發(fā)展，從局部到整體，從點(diǎn)到面，從不成熟到成熟，已開始演化進(jìn)程，由于符合人類本能、符合世界本原，技術(shù)的發(fā)展趨勢是確定的，雖然可能這個(gè)過程比較曲折漫長。

??（2）拓展人類感知世界的能力

?? 如同電視拓展了人類的視力，電話拓展了人類的聽力一樣，數(shù)字3D世界拓展了人類感知世界的能力。由于人類本身器官的功能局限性，我們并不能感知到感知器官功能之外的信息，比如看到一朵蘑菇時(shí)，我們并不能馬上獲知到該蘑菇的毒性、成分等信息，也不能從本身之外的資源中實(shí)時(shí)得到想要的信息。而在數(shù)字世界中，我們可以從全人類的整個(gè)資源中獲取信息，從而大大的拓展我們感知世界的能力，比如，我們在進(jìn)入隧道之前就可以檢索并展示整個(gè)隧道的三維模型，直觀的獲取其形狀、長度、限速等信息。
在高速通信技術(shù)、硬件算力技術(shù)、ARVR技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等各類信息技術(shù)的融合之下，人類感知世界的能力將得到前所未有的拓展，知識(shí)的傳承將更加高效、信息利用效率將極大提高，可匯集全人類的智慧延展個(gè)體能力。

??（3）改變?nèi)祟悓κ澜绲恼J(rèn)知

??由于虛實(shí)融合整合了數(shù)字世界與物理世界，對人類可感知的物理世界進(jìn)行了增強(qiáng)，我們看到的世界不再是世界表面現(xiàn)象的集合，而增加了更多深層次、多角度、本質(zhì)性信息，從而改變?nèi)祟悓κ澜绲恼J(rèn)知，就像在電話發(fā)明之前，我們無法理解人與人之間的交流可以延伸以視距之外，在有了電話之后，我們突然具備了了解千里之外發(fā)生事件的能力，從而重新定義人與人之間交流的距離。3D數(shù)據(jù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，可以以更加自然的方式增強(qiáng)人類感知世界的能力，改變原先對世界的認(rèn)知。

??（4）信息獲取與傳遞向更高效直觀方向發(fā)展

??數(shù)字世界與物理世界融合，信息的獲取與展示以人類本身為中心，與時(shí)間和空間相關(guān)聯(lián)，在需要的時(shí)候、在合適的空間位置呈現(xiàn)恰當(dāng)?shù)男畔?#xff0c;信息的獲取由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，信息的類型由通用變?yōu)樘囟P(guān)注，信息的呈現(xiàn)也與時(shí)間和空間強(qiáng)相關(guān)。這是一種前所未有的信息獲取、融合方式，也是一種更符合人類本能的方式，更加高效、直觀。

??（5）人機(jī)交互向本能操作演進(jìn)

??相比與傳統(tǒng)PC、手機(jī)應(yīng)用，AR、VR、MR應(yīng)用最大的區(qū)別是顯示方式的變革。傳統(tǒng)應(yīng)用所有的圖像、文字、視頻等信息均是排布在一個(gè)2D屏幕內(nèi)，人與機(jī)器存在天然的隔離，WIMP（Window、Icon、Menu、Pointer）是其典型的操作方式，而AR、VR、MR則完全打破了傳統(tǒng)屏幕信息顯示模式，顯示內(nèi)容徹底擺脫了屏幕的限制，并可與真實(shí)的現(xiàn)實(shí)世界融為一體，人機(jī)交互也向著更自然、直觀的3D形式演進(jìn)。交互空間（包括空間大小、平面類型、遮擋關(guān)系）、輸入方式（語音、手勢、控制器、眼動(dòng)）、信息呈現(xiàn)方式（3D模型、2D界面、UX元素）、音效（空間音效、界面反饋音效、背景音效）、融合方式（疊加、遮擋、跟隨）等等都更加符合真實(shí)世界規(guī)律，更符合人類操作本能。
世界本身就是三維的，AR、VR、MR是將人也置于應(yīng)用之中，而不再將其當(dāng)成旁觀者，我們可以使用操作真實(shí)物理對象的方式操作虛擬數(shù)字對象，如直接通過用手抓取、通過語音控制、通過眼睛凝視觸發(fā)等，而無需再通過鍵盤、鼠標(biāo)這類中間媒介，更加的直觀高效。

??（二）未來3D技術(shù)發(fā)展方向

??信息時(shí)代已經(jīng)開始由以文字、圖片、視頻為信息載體向3D場景、3D模型、3D交互的新階段邁進(jìn)，這個(gè)進(jìn)程迫切需要新型3D數(shù)據(jù)采集設(shè)備、傳輸編輯、計(jì)算處理、展示呈現(xiàn)方法、設(shè)備、技術(shù)的出現(xiàn)，大幅度降低各階段成本、簡化流程，需要整個(gè)行業(yè)、整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力。未來3D技術(shù)一定是朝著以更簡單、更直觀、更便宜的方式打通各產(chǎn)業(yè)鏈條環(huán)節(jié)的方向發(fā)展。

??（1）3D數(shù)據(jù)采集設(shè)備普及化

??3D數(shù)據(jù)是比較高級(jí)的數(shù)據(jù)格式，目前還主要由人工方式生成，成本高，制作周期長，不能適應(yīng)大規(guī)模、批量化生產(chǎn)，而且高昂的制作成本極大的限制了模型制作數(shù)量，不能滿足快速發(fā)展的技術(shù)需求。在市場需求的推動(dòng)下，快速、高效、便攜的3D數(shù)據(jù)采集設(shè)備及相關(guān)技術(shù)必將迎來高速發(fā)展，簡單、微型、可嵌入式、低成本的3D數(shù)據(jù)采集設(shè)備普及化是數(shù)字世界得以實(shí)現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)。

??（2）3D數(shù)據(jù)傳輸編輯簡單化

??3D格式數(shù)據(jù)量大，傳輸、加載時(shí)間長，分步傳輸和加載相關(guān)技術(shù)將會(huì)迎來發(fā)展。目前，3D數(shù)據(jù)編輯、修改需要專業(yè)人員利用專業(yè)三維編輯軟件進(jìn)行，無法適應(yīng)快速及時(shí)的數(shù)據(jù)處理要求，理想的3D數(shù)據(jù)編輯修改應(yīng)該像圖像裁剪一樣簡單，無需額外的人員培訓(xùn)、復(fù)雜的操作流程，方便普通人群對3D數(shù)據(jù)的高效編輯。當(dāng)3D數(shù)據(jù)成為社會(huì)信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，3D數(shù)據(jù)的編輯處理必須足夠簡單，方便。

??（3）3D渲染處理云端化

??隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備處理速度越來越快，但像手機(jī)、可穿戴便攜式等設(shè)備算力受限于重量、體積、電池續(xù)航、發(fā)熱等各種因素影響，越來越不能滿足日益增長的算力需求，特別是對3D數(shù)據(jù)這類處理量大、實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用仍然會(huì)顯得力不從心，因此，高畫質(zhì)、高質(zhì)量、高時(shí)效、高響應(yīng)的處理、渲染、交互計(jì)算仍然需要放置到云端，通過遠(yuǎn)程渲染方式將結(jié)果流送到用戶端，從而大幅度降低對用戶端設(shè)備硬件算力的需求，改善用戶體驗(yàn)。

??（4）3D呈現(xiàn)渲染近眼化

??3D數(shù)據(jù)天生的三維特性，在當(dāng)前以屏幕、顯示器等2D平面矩形顯示的情況下效果并不明顯，只有在以近眼顯示、虛實(shí)融合的AR、VR、MR中才能最大程度發(fā)揮3D數(shù)據(jù)的特性，展現(xiàn)其立體、直觀、本能化交互的優(yōu)勢。因此，從這個(gè)角度，寬視角、高可視、高密度顯示的智能眼鏡才是3D數(shù)據(jù)發(fā)揮威力的最佳載體形式。

??（三）3D數(shù)據(jù)的應(yīng)用前景

??世界原本就是三維的，以三維的方式展示、操作、鏡像世界符合人類本能，元宇宙是計(jì)算機(jī)硬件處理能力、AI技術(shù)、新型軟硬件、新型傳感器等技術(shù)發(fā)展成熟到一定階段的必須趨勢，以AR、VR、MR、XR信息展示載體為代表的下一代信息終端，其數(shù)字世界的物質(zhì)基礎(chǔ)是3D數(shù)據(jù)，整個(gè)數(shù)字世界將由2D的示意性表達(dá)轉(zhuǎn)到3D的客觀性表達(dá)，3D數(shù)據(jù)會(huì)成為像今天照片、視頻一樣普及的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，會(huì)成為元宇宙世界的沙石混泥土基建材料，成為各行各業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并在所有社會(huì)領(lǐng)域獲得應(yīng)用，特別是以下行業(yè)。

??（1）ARVR

??在元宇宙科技浪潮席卷之下，不僅騰訊、字節(jié)跳動(dòng)、Meta等國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛入局，就連微軟、英偉達(dá)、AMD等硬實(shí)力廠商也扎堆入局，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。可以預(yù)計(jì)，在未來相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，元宇宙都將成為科技和互聯(lián)網(wǎng)公司的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略目標(biāo)，而作為元宇宙內(nèi)容生態(tài)物質(zhì)基礎(chǔ)的3D數(shù)據(jù)領(lǐng)域，也將擁有巨大的應(yīng)用增長空間。AR、VR、MR、XR等作為連接人與元宇宙的中間媒介承載著虛實(shí)融合、渲染展示、傳感計(jì)算、人機(jī)交互等重要功能，其操作對象也是3D數(shù)據(jù)。

??元宇宙的發(fā)展依賴于硬件、軟件、生態(tài)、內(nèi)容，而內(nèi)容創(chuàng)作又依賴于相關(guān)工具，只有內(nèi)容創(chuàng)作、3D模型創(chuàng)建成本降低到可以忽略的程度（就像當(dāng)前拍攝照片、錄制視頻一樣）才有可能推動(dòng)元宇宙概念的大規(guī)模落地，因此，與當(dāng)前信息網(wǎng)絡(luò)依賴于文字、圖片、視頻構(gòu)建內(nèi)容生態(tài)一樣，元宇宙依賴3D數(shù)據(jù)構(gòu)建內(nèi)容生態(tài)，沒有3D內(nèi)容，元宇宙將成為無源之水，無本之木，無法普及落地。

??（2）數(shù)字孿生

??數(shù)字孿生是通過數(shù)字手段鏡像現(xiàn)實(shí)世界的一種手段，數(shù)字孿生強(qiáng)調(diào)對真實(shí)世界的數(shù)字重建復(fù)刻，實(shí)現(xiàn)數(shù)字世界與真實(shí)世界的聯(lián)動(dòng)。重建真實(shí)世界的過程就是創(chuàng)建真實(shí)世界3D數(shù)字表達(dá)的過程，因此3D數(shù)據(jù)也是數(shù)據(jù)孿生的物質(zhì)基礎(chǔ)，是構(gòu)建與真實(shí)世界平行數(shù)字世界的物質(zhì)基礎(chǔ)。

??（3）電商零售

??3D數(shù)據(jù)由于其相比于照片、視頻更直觀、更真實(shí)、可交互的特性，正在改變商品、產(chǎn)品的展示方式，并且3D數(shù)據(jù)在與AR、VR的結(jié)合上擁有天然的優(yōu)勢，更容易實(shí)現(xiàn)購物體驗(yàn)的提升，營造沉浸式購物體驗(yàn)。通過3D交互展示商品的價(jià)值，對消費(fèi)者而言，體驗(yàn)得到優(yōu)化；對于商品而言，展示效果得到增強(qiáng)；對于商家而言，可以實(shí)現(xiàn)線上線下場景融合。3D數(shù)據(jù)在電商零售領(lǐng)域前景廣闊。

??（4）娛樂游戲

??隨著技術(shù)的發(fā)展，從2D到3D到AR、VR，娛樂游戲向著越來越真實(shí)，越來越具沉浸體驗(yàn)的方向發(fā)展，而且，隨著娛樂游戲的進(jìn)一步發(fā)展，以真實(shí)環(huán)境為原型的體驗(yàn)將進(jìn)一步加強(qiáng)。如以真實(shí)數(shù)字地球、真實(shí)城市、真實(shí)景點(diǎn)為原型的游戲、文旅、新型體驗(yàn)將獲得極大的發(fā)展。而這些類型體驗(yàn)的基礎(chǔ)又都是3D數(shù)字模型、測繪數(shù)據(jù)，特別是真實(shí)物體、真實(shí)環(huán)境的數(shù)字化模型。

??（5）工業(yè)教育

??在工業(yè)、教育領(lǐng)域，3D數(shù)據(jù)直觀、真實(shí)、可交互特性使其相比2D圖像、文字描述、圖片具有無可比擬的優(yōu)勢，從仿真模擬、CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）設(shè)計(jì)、工業(yè)檢測維修、工業(yè)培訓(xùn)、遠(yuǎn)程指導(dǎo)、機(jī)器人控制，到教育行業(yè)的數(shù)據(jù)可視化、直觀化、AR/VR教學(xué)，都會(huì)帶來前所未有的視覺體驗(yàn)和效率提升。

??（6）建筑醫(yī)療

??建筑醫(yī)療設(shè)施設(shè)備建設(shè)都存在投入大、周期長、風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)，借助于建筑模型仿真，可以為設(shè)計(jì)專家和工程人員展示設(shè)計(jì)、裝修、美化等各方面的信息，使他們能夠獲得具體細(xì)節(jié)信息，并在正式施工前即可查看建設(shè)后的效果，AR/VR技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，可幫助降低工程管理難度，提升進(jìn)度管理能力。

??醫(yī)療數(shù)字人體可用于醫(yī)學(xué)教育培訓(xùn)，并且隨著遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，3D技術(shù)能夠在遠(yuǎn)程診斷中為醫(yī)生和專家提供直接的檢查實(shí)況和診療實(shí)況，使醫(yī)務(wù)人員獲得比平面顯示更多的視覺信息。此外，3D技術(shù)在內(nèi)窺鏡圖像顯示、眼科疾病診斷、MRI、CT、B超成像、手術(shù)模擬以及虛擬醫(yī)院等方面同樣具有十分重要的應(yīng)用前景。

??（7）軍事

??3D技術(shù)已廣泛應(yīng)用于模擬訓(xùn)練、對抗演習(xí)，VR沉浸式培訓(xùn)能真實(shí)展現(xiàn)戰(zhàn)場環(huán)境，已廣泛用于飛行模擬訓(xùn)練、坦克裝甲車訓(xùn)練、潛艇水下訓(xùn)練等方面。結(jié)合航空立體偵察、星際遙感遙測成像分析、實(shí)時(shí)戰(zhàn)場環(huán)境生成、高速戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)、融合戰(zhàn)術(shù)指揮控制的MR技術(shù)將會(huì)大量應(yīng)用于戰(zhàn)場。

??（8）孿生數(shù)字人

??數(shù)字人是計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合展示的載體，也是重要的人機(jī)交互手段，數(shù)字人處于3D數(shù)字世界中，數(shù)字人需要借助各類3D數(shù)據(jù)向用戶展示各類信息，包括數(shù)字人本身，3D數(shù)據(jù)是數(shù)字人應(yīng)用的基礎(chǔ)。除此之外，用戶個(gè)體的數(shù)字化身孿生數(shù)字人將帶來大量人體建模需求。

??世界已經(jīng)開始從以文字、圖像、視頻為信息載體的時(shí)代進(jìn)入到以3D數(shù)字環(huán)境、3D模型、3D語音等3D數(shù)據(jù)為載體的新時(shí)代，AR、VR、元宇宙的發(fā)展對3D數(shù)據(jù)的需求爆發(fā)期已經(jīng)來臨。世界對低成本、快速、高效獲取、傳輸、展示3D數(shù)據(jù)的需求越來越迫切。未來信息時(shí)代，3D數(shù)據(jù)將成為數(shù)字世界的物質(zhì)基礎(chǔ)。

總結(jié)

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