元宇宙简史

本书亮点如下：1.结合集成电路行业的发展，从信息产业基础的角度诠释元宇宙。2. 更加简单和基础，深入浅出介绍高新技术，让大众快速了解元宇宙。3. 图文结合，通俗易懂。

本书是一本元宇宙入门图书，用图文结合的方式，通俗易懂地介绍了元宇宙的概念、场景、关键技术以及发展前景，帮助大众读者了解元宇宙。本书适合对元宇宙感兴趣的人阅读。

无

1  元宇宙的孕育  001
1.1　计算机的发展 002
1.1.1　ABC计算机 003
1.1.2　现代计算机设计思想 004
1.1.3　伟大发展 006
1.2　集成电路的发展与壮大 011
1.2.1　集成电路的诞生与发展 011
1.2.2　“摩尔定律”时代 014
1.2.3　SoC设计方法 015
1.2.4　GPU的重要影响 018
1.3　互联网的发展 019
1.3.1　TCP/IP协议 020
1.3.2　Web 2.0 021
1.3.3　高速发展的互联网 023
1.4　本章小结 024

2  你身边的元宇宙  027
2.1　你所看到的元宇宙 028
2.1.1　虚拟主持人 028
2.1.2　科幻电影 031
2.1.3　各种机器人 033
2.2　你能参与的生活场景 037
2.2.1　在线会议 037
2.2.2　社交媒体 040
2.2.3　娱乐电竞 043
2.3　本章小结 046

3  元宇宙的关键技术  049
3.1　显示技术 050
3.1.1　显示设备 050
3.1.2　图像渲染 055
3.2　游戏引擎 059
3.2.1　操作平台 060
3.2.2　引擎内核 062
3.3　3D建模 064
3.3.1　建模技术 064
3.3.2　建模方法 066
3.4　网络技术 070
3.4.1　宽带移动通信 071
3.4.2　5G应用场景及性能指标 075
3.4.3　移动边缘计算 077
3.5　计算技术 080
3.5.1　高性能计算 080
3.5.2　云计算 084
3.5.3　边缘计算 088
3.5.4　端侧算力 089

4  元宇宙的发展  097
4.1　AI（人工智能）及其应用 099
4.1.1　机器学习 100
4.1.2　自然语言处理 102
4.1.3　智能汽车 104
4.1.4　智能家居 107
4.2　大数据 108
4.2.1　分析处理 110
4.2.2　实际应用 112
4.3　脑机接口 114
4.3.1　脑电图应用 114
4.3.2　侵入式脑机接口 117
4.3.3　伦理问题 118
4.4　区块链 121
4.4.1　构成技术 121
4.4.2　数字货币 124
4.4.3　物联网 126
4.4.4　远程医疗 128
4.5　5G移动通信 130
4.5.1　建设成就 131
4.5.2　九大应用领域 134
4.6　元宇宙产业生态 139
4.6.1　内容生态 139
4.6.2　虚拟数字人 140
4.6.3　感知交互 144
4.6.4　经济活动 147
4.6.5　操作系统 149
4.6.6　引擎 151
4.6.7　算力 155

5  元宇宙的后未来时代  163
5.1　元宇宙的重要应用 165
5.1.1　地球元宇宙 165
5.1.2　航天元宇宙 168
5.1.3　文化元宇宙 170
5.1.4　教育元宇宙 174
5.1.5　医疗元宇宙 177
5.2　数字永生的美好愿景与现实局限 182
5.2.1　共生社会 182
5.2.2　数字永生 183
5.2.3　虚拟人、机器人的独立性 187
5.2.4　虚实平衡 190
5.3　推动元宇宙发展的技术变革 192
5.3.1　脑科学助力AI发展 192
5.3.2　量子技术突破性提升算力 195
5.3.3　核聚变初步解决能源问题 198
5.3.4　AI技术赋予机器智能 199
5.3.5　人类创造元宇宙文明 203

2021年被称为元宇宙“元年”，在这一年发生了很多关于元宇宙的热点事件，比如：3D游戏社区Roblox正式登陆纽交所，成为元宇宙“第一股”；特斯拉CEO马斯克宣布将收购Twitter，开始进军媒体业；美国社交媒体Facebook（脸书）公司正式更名为Meta。感受到上述事件热度的不仅有媒体行业，还有科技领域，专业人士开始把元宇宙当作行业发展的不可缺少的驱动力，出版业也把普及元宇宙知识看作重中之重。在这样的背景下，出版社的编辑向我所在的学院发出了“写一本元宇宙科普书”的邀请。我受到出版社热情的感染，另外也愿意用自己的专业知识为广大读者做些力所能及的事情，就欣然接受了这个邀请。
元宇宙还是一个新生的事物，但可以肯定的是，它的出现不仅是信息技术发展到一定阶段的产物，而且是值得我们以极大的热情去拥抱的现象。写这本书的宗旨是帮助读者理解元宇宙，特别是元宇宙技术层面的知识。由于元宇宙的动态演进，本书在组织方式上没有按元宇宙的技术版图设计内容，而是采用了按时间顺序的方式，同时兼顾各板块的热点，力争满足读者的需求。
本书各章内容如下：第1章主要介绍在元宇宙热度被点燃以前的科技发展，包括电子计算机的产生和发展、半导体集成电路的产生和发展，以及互联网的起源和发展；第2章主要反映大家身边的跟元宇宙相关的点点滴滴，从我们看到的和我们参与的事物中捕捉元宇宙的踪影；第3章主要介绍支持元宇宙发展的关键技术，包括作为元宇宙入口的显示技术、初步体现元宇宙形态的游戏开发引擎技术、创建元宇宙内容的3D建模技术，还有元宇宙赖以生存的网络技术和作为算力基础的计算技术；第4章介绍元宇宙的应用技术发展、脑机连接的前沿技术、移动互联网的发展和产业生态的主要特征；第5章通过元宇宙的潜在需求和潜在的技术变革透视热点背后的元宇宙发展。
本书面向对元宇宙感兴趣的人群。由于元宇宙技术涉及一些专业内容，因此为了读懂此书，读者需要具备计算机和网络方面的入门知识。
由于元宇宙涉及的专业领域和技术层面几乎涵盖了现代科技的各个方面，反映的是一个镜像宇宙，作者虽然在撰写的过程中阅读了许多相关资料，但也难免有疏漏的地方，欢迎读者批评指正。
江建慧教授在百忙中为本书写了序言，在此向他表示诚挚的谢意！还要感谢我在同济大学的有关同事，以及我的父母、叔婶和上海的一众亲友，对他们在本书撰写过程中对我的关注和支持，在此表示感谢！

陈昕