1.數字場景建設概要

1.1.數字場景建設：元宇宙中的“基建施工”

數字場景建設可以類比為在元宇宙中的“基建施工”。元宇宙作為互聯網的下一種形態，發展路徑一方面可以由實向虛，作為物理世界的復現和增強渲染，另一方面又可以由虛向實，通過元宇宙與現實世界的交互達到數實結合的全新階段，而兩種路徑都需要打造與物理世界相平行的虛擬場景，作為元宇宙的具象空間和內容承載。數字場景建設構建起元宇宙的基礎空間和設施，相當于元宇宙空間中的“基建施工”，而參與數字場景建設的相關公司相當于元宇宙“施工隊”，其中算力是基本生產力，游戲引擎是增進效果和效率的工具箱，數字創意是施工的圖紙，構成了數字場景建設的三大核心要素。

數字場景建設未來有望迎來發展機遇。數字場景已經在游戲、影視、工業建筑、設計等領域廣泛應用，隨著軟硬件逐步完善、數字孿生和全真互聯網的發展、國家對數字經濟建設的鼓勵和扶持、VR/AR等新型終端設備的普及，對于數字場景建設的需求將會不斷提高。長期看，數字場景將成為元宇宙時代的基礎設施，在全面數實融合的過程中拓展出廣闊的發展空間。

1.2數字場景建設近期熱點事件

元宇宙概念第一股Roblox上市：游戲平臺Roblox采用直接掛牌的方式在紐交所上市，作為全球最大的互動社區之一及大型多人游戲創作平臺，Roblox是首個將“元宇宙”一詞寫入招股書的公司。上市當天，Roblox估價漲幅達到54%，公司估值比半年前融資時增長了7倍，達到近400億美金。Roblox平臺中擁有眾多基于RobloxStudio自主搭建的UGC游戲和數字場景。騰訊發布“超級數字場景”戰略：2021騰訊游戲年度發布會在線上舉行，發布會以“超級數字場景”戰略理念為核心，傳遞對游戲認知、產業邊界的建設性思考，并通過60余款游戲產品與內容集中發布，展現騰訊游戲為玩家帶來的豐富體驗與多元價值。

英偉達在GTC大會展示虛擬場景：英偉達舉辦的GTC大會上，創始人兼首席執行官黃仁勛穿著標志性的皮夾克，在自家的廚房里做了主題演講，之后公布整場演講的背景是由英偉達仿真建模、追光技術（RTX）和GPU圖像渲染做出來的虛擬場景，引起市場熱議。虛擬土地交易量創歷史新高：Dapprader數據顯示，在11月Decentraland、TheSandbox（沙盒）等平臺出現前所未有的流量和交易活動，虛擬土地交易量達到2.28億美元，創歷史新高，環比10月增長688%。虛幻引擎以《黑客帝國》為背景發布開放世界技術演示：Unreal以《黑客帝國》世界為背景，發布《黑客帝國覺醒：虛幻引擎5體驗》，其中的虛擬城市包括700萬個實例化資產，其中有7000棟由數千個模塊化部件組成的建筑、超過4萬輛停放的車輛、超過260公里的道路等，虛幻5能夠以電影級的質量和超快的速度渲染。

百度發布元宇宙虛擬空間平臺“希壤”：百度在Create大會揭開了“希壤”元宇宙的面紗，“希壤”基于AI原生云、空間聲場重建等技術，能夠在國內率先實現了10萬人同屏互動和“萬人演唱會級”真實聲效還原。風語筑與百度就希壤達成元宇宙生態共建合作伙伴關系：風語筑將作為百度希壤元宇宙3D虛擬建筑開發商之一，承接3D虛擬建筑或數字空間的開發打造及內容運營業務。同時，風語筑與百度希壤計劃將在希壤空間的核心區域打造元宇宙文化設施集群，并率先推出風語筑數字藝術館，由風語筑負責規劃設計、內容引入和運營。

2.核心要素一：算力是基本生產力

2.1性質：算力是數字經濟時代的新生產力

算力是數字經濟時代的新生產力。2018年，諾貝爾經濟學獎獲得者WilliamD.Nordhaus在《計算過程》一文中對算力進行定義：“算力是設備根據內部狀態的改變，每秒可處理的信息數據量”。自古代基于人力的算力起，每一次算力的提升，都帶來了科技的突破和生產方式的革命，對人類社會發展有深遠的影響。在數字經濟時代，數據是新生產資料，算力是新生產力，算法是新生產關系，構成了新時代最基本的生產基石。隨著5G、物聯網、人工智能、VR/AR的發展，算力的重要性與日俱增。

現階段算力規模主要包括基礎算力、智能算力和超算算力三部分。目前的算力主要應用于通用計算、人工智能和科學工程領域，對于芯片硬件和算力水平的要求有所不同，網絡環境和算力投入為算力發展提供堅實保障，而消費和行業具體應用與算力規模相互促進。

2.2需求：未來虛擬場景搭建所需算力必然以指數級提升

未來虛擬場景搭建所需算力必然以指數級提升。特別是元宇宙場景的搭建，當前算力資源遠遠不能達到需求，英特爾高級副總裁RajaKoduri估計“實現元宇宙所需的算力將是現在全部算力的1000倍”。我們認為數字場景建設所需算力的提升主要來自以下方面：

高并發用戶：未來元宇宙將滲透入絕大部分物理世界的活動，而實現高并發下的實時交互仍然是極大的難點。直到2015年，消費級設備上才能運行100名真實玩家參與的游戲，而且對于處理功能較弱的設備無法加載其他玩家的定制裝備。

多模態體驗：VR/AR等新型終端設備比平面場景展示所需算力更高，而未來觸覺、嗅覺、腦機接口等新型人機互動形式成熟，將對算力資源提出新的挑戰。

高渲染精度：隨著對沉浸感和細節的不斷追求，對于虛擬場景和人物的渲染精度逐漸提高，需要強大算力的支持。比如2018年虛幻發布的演示短片《Siren》首次亮相時便產生了轟動，其引入了一套完整的毛發著色器和渲染系統，通過光源多重散射效果和光線追蹤陰影，實現了逼真的渲染效果。

建模方式：當前場景建模以空心外表面多邊形模式為主，不符合現實世界的物理規律，未來元宇宙有可能轉向體素建模，巨量的粒子對算力提出更高要求。

2.3現狀：我國算力規模約占全球31%

2020年全球算力總規模429Eflops，同比增長39%。其中，中國算力規模135Eflops，約占全球的31%，位居世界第二。從行業上看，互聯網是需要算力最大的行業，總規模占全國算力的47%，其次是政府和服務行業，分別占比14%和9%。

3.核心要素二：游戲引擎是工具箱

3.1架構：游戲引擎是搭建數字場景的工具箱

游戲引擎是指一些已編寫好的可編輯電腦游戲系統或者一些互交式實時圖像應用程序的核心組件。這套系統為游戲設計者提供所需的各種工具，來快速地做出游戲程序而不用由零開始。游戲引擎的基礎架構包括客戶端、服務器和自動化部署運營系統，而通常所指的游戲引擎是客戶端引擎，比如Unity、Unreal等，包含渲染引擎、物理引擎、碰撞檢測系統、音效、腳本引擎、電腦動畫、人工智能、網絡引擎以及場景管理等功能。

游戲引擎核心在于算法積累和優化。豐富和先進的算法能夠在平臺中不斷積累、復用和迭代，從而推動游戲、影視等行業的開發效率提升，也是游戲引擎主要的差異化方向。除此之外，各大游戲廠商開發過程中往往存在獨特的需求，也會在商業化引擎之外選擇自研。

游戲引擎是元宇宙時代搭建虛擬數字場景的工具箱。在構建超級數字場景進而打造元宇宙的過程中，需要對現實進行測度并在數字世界重繪、統籌聲音畫面場景等資源，游戲引擎是最貼近這一能力的工具。

3.2發展：伴隨主流游戲平臺變化不斷迭代

游戲引擎發展伴隨主流平臺變遷。1）90年代之前的主機時代，以任天堂、索尼為代表的主機廠商都是根據主機機型進行定制開發，但是已經有了復用素材的游戲引擎邏輯，減少底層代碼的重復開發。2）在PC時代，IDSoftware推出的QuakeI引擎被認為是第一個完全支持多邊形模型、動畫和粒子特效的真正意義上的3D引擎，隨后主流的Unreal、Unity等引擎相繼問世。3）移動游戲時代，隨著移動設備不斷智能化，移動游戲的質量和開發難度不斷提高，跨平臺部署成為關鍵戰略，Unity、Unreal4和COCOS2D-X脫穎而出。

中國游戲引擎以大廠自研為主。由于政策限制，中國游戲市場跳過了主機階段，在端游和移動時代幾乎與海外市場同步發展，騰訊、網易、完美世界、西山居、暢游等游戲大廠均有自研游戲引擎，商業引擎包括觸控科技Cocos、白鷺科技EgretEng、藍亞盒子Layabox等。

3.3應用：多場景打造數字化世界

游戲引擎被廣泛應用于影視、設計、營銷、XR等相關領域。

電影領域：2016年Unity與迪士尼聯合拍攝了3D電影《奇幻森林》，通過逼真的特效和渲染大獲成功；2019年電影《獅子王》中，Unity利用游戲引擎制作模擬場景，所有人員都通過VR設備進行拍攝。

汽車領域：1）設計部門可以將模型構造出來進行測試，不必在真實樣車上修改，節省時間和開發資金；2）游戲引擎可以用于算法訓練，模擬真實路況中前方車輛剎車、強光照射等等情況；3）在汽車營銷過程中，游戲引擎可以渲染出細節豐富的圖像，讓用戶在官網上就能通過任意終端多角度觀看汽車的外觀和細節。

建筑領域：游戲引擎可以直接導入CAD、BIM等軟件的建筑模型，迅速生成精美真實的可視化設計方案，并支持直接在數字實景中進行實時修改。

4.核心要素三：內容創意是施工圖紙

4.1PGC：數字場景建設中不可或缺的力量

內容創意是數字場景建設的圖紙。在工具和基礎設施之外，搭建怎樣的數字場景、設計怎樣的交互能力也是未來發展的核心之一，相當于施工隊的圖紙。我們認為PGC和UGC都將貢獻大量內容創意，特別是元宇宙建設中UGC的重要性不斷提升，實現數字場景的多元化發展，同時創作者可以從現實世界文化以及經典IP中汲取靈感，創造出異彩紛呈的虛擬空間。

PGC仍然是數字場景建設不可或缺的力量。當前數字場景建設仍然有較高門檻，需要大量設計和建模專業知識、資金技術投入等，因此更多是由專業創作者和游戲、影視、工業建筑等領域廠商參與，從而制作高質量數字場景。因此，我們認為在數字場景建設浪潮有望推動游戲、影視、展覽等涉及數字視覺技術領域的公司發展。

4.2UGC：元宇宙下的去中心化浪潮

元宇宙時代開放的數字場景創作。元宇宙的特點之一是去中心化，整個虛擬空間由每個個體共同創造和運維，而不以某一個個人或組織的利益為中心。Meta首席執行官扎克伯格的演講中也表示：“元宇宙不會由一家公司創建，它將由創造者和開發者構建，創造可互操作的新體驗和數字項目，并開啟比當今平臺及其政策所限制的更大的創意經濟。”在這個特點下，開源開放將是元宇宙的重要趨勢，不同用戶都可以通過封裝和模塊化后的代碼進行創作以拓展元宇宙的邊界，實現其創意和創新。當前類元宇宙的游戲Roblox和Minecraft上已經出現了大量玩家自主設計和開發的五花八門的場景作品，為整個生態帶來新的活力。

4.3數字場景實現對現實世界文化的創意演繹

虛擬場景建設可以實現對現實世界文化的創意演繹。數字場景的一個方向是對現實的精確還原，比如工業生產和城市治理領域的數字孿生，這個對于內容創意的要求不高，而需要高精度的數據和傳感器進行動態建模，力求還原出物理世界的狀態和變化。另一個方向是在現實世界已有的對象和文化基礎上，充分汲取靈感，進行數字化的創造性重述。比如在文娛領域，故宮博物院推出了全景故宮，可以讓用戶足不出戶從各個角度游覽故宮，配以相關解說，提供全新的游覽和宣傳方式；游戲《刺客信條2》則是還原意大利佛羅倫薩富有藝術氣息的建筑，帶來更加沉浸和富有歷史感的游戲體驗。

5.創新應用：關注技術和內容生產方式變革

5.1從開放世界、沙盒和模擬到元宇宙

開放世界游戲為用戶打造一個提供高沉浸度和自由度的數字場景。以Take-Two旗下經典游戲GTA5為例，游戲試圖打造一個虛擬城市，一個細節豐富且高度自由的大地圖“洛圣都”，玩家在推進主線劇情的過程中可以自由探索城市的細節，參加一系列非線性的支線任務、駕駛改裝載具街頭競速以及一系列現實世界中無法完成的操作等，通過模擬真實城市場景和高自由度的探索為玩家帶來強大的沉浸度。

模擬類游戲特點在于模擬環境和行為方式。通過模擬現實場景，讓玩家深度沉浸在游戲中，給玩家真的模擬生活起居和駕駛等體驗，如EuroTruckSimulator這樣基于現實世界的卡車司機模擬游戲。隨著數字場景建設領域的不斷進化，我們認為模擬游戲有望達到更高程度的擬真和沉浸效果，元宇宙將真正成為基于現實世界所打造的虛擬世界。

5.2AR/VR發展創造新的數字場景需求

AR/VR市場需求不斷提升。隨著光學設備不斷迭代、5G建設日趨完善、產品性價比進一步提高，VR/AR行業進一步發展。根據IDC預測，到2024年，AR設備出貨量將達到4,111萬臺，VR設備出貨量將達到3,561萬臺，總量CAGR81.5%。

5.3虛擬地產與數字場景建設密不可分

虛擬地產是元宇宙中的房產。虛擬地產是存在于虛擬世界的區位資源，其每一塊地都通過NTF（非同質化代幣）進行記錄和認證，以此來確認土地的獨特性和交易的真實性。游戲的開發商和玩家可以通過發行和流通市場對虛擬地產進行交易，并在其中進行商業活動和游戲體驗。

虛擬土地商業化前景被普遍看好。虛擬土地受到了廣泛的關注，包括Adidas、PwC香港子公司等多家企業公開表示在TheSandbox和Decentraland等世界中收購虛擬土地。2021年12月，專注NFT、虛擬房產開發的RepublicRealm用430萬美元的價格購買了TheSandbox的土地，成為迄今為止公開的最大虛擬地產交易，根據公司官網，RepublicRealm已經在19個世界中擁有約2,500塊虛擬土地。

6.未來展望：全面推動數實融合發展

6.1數字經濟：數字場景建設推動產業數字化轉型

數字經濟建設已經成為國家重點發展戰略。2021年12月12日，國務院印發了《“十四五”數字經濟發展規劃》，肯定了“十三五”期間數字經濟為經濟社會持續健康發展提供了強大動力，指出了“十四五”時期我國數字經濟將轉向深化應用、規范發展、普惠共享的新階段。

數字經濟的重點在于產業數字化和數字產業化的轉型。《“十四五”數字經濟發展規劃》指出加快企業、重點產業、產業園區和集群的數字化轉型；增強關鍵技術（核心軟硬件等）的創新能力和競爭力；加快培訓新業態新模式（在線服務、共享經濟、智能經濟、新個體經濟）；提升公共服務數字化水平等方面。

數字場景建設推動產業數字化轉型。數字場景不僅僅局限于泛娛樂領域，工業、制造業、商業、服務業等行業領域均需要數字場景的賦能，例如智能城市和園區、數字孿生、模擬仿真等都需要數字場景建設領域的進一步發展和普及。在數字場景建設推動下，產業數字化轉型有望帶動中國數字經濟的規模、效率、競爭力的持續提升。

6.2數字孿生：數字場景建設是實現數字孿生的重要部分

數字孿生應用廣泛，發展迅速。根據學術界的定義：“數字孿生是以數字化方式創建物理實體的虛擬實體，借助歷史數據、實時數據以及算法模型等，模擬、驗證、預測、控制物理實體全生命周期過程的技術手段”。數字孿生具有互操作、可拓展、實時、保真、閉環等特點，能夠幫助企業和政府對于物理實體進行更好的管理和監控，因此受到廣泛關注。得益于物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術的發展，數字孿生的實施已逐漸成為可能，現階段，數字孿生已經開始在工業、農業、城市管理、健康醫療等行業落地。

6.3全真互聯網：數字場景建設推動建設數實結合的全真互聯網

全真互聯網全面推動數實結合。2020年，騰訊CEO馬化騰提出了“全真互聯網”的概念，隨著計算能力快速提升、人機交互模式更加豐富，全真互聯網互聯網應用滲透到絕大部分B端和C端用戶的體驗，將人、物、信息、制造、服務等社會要素充分結合，通過多種形式全面實現線上線下一體化，同時也為用戶帶來更加沉浸的體驗。

數實結合的過程離不開數字場景的搭建。全真互聯網的核心是數實結合，一方面，現實的虛擬化比如數字孿生等技術需要對物理世界的場景進行建模和分析，另一方面，AR和全息投影等技術也可以將虛擬世界的場景在現實中進行展現，在這兩個過程中，數字場景的搭建都發揮了重要的作用。

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