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从元宇宙的概念可以看出，元宇宙的发展首先得益于底层技术支撑，随着芯片、算法、虚拟现实等高新技术的不断发展。硬件技术和软件技术构成了实现元宇宙的底层技术。另外，硬件技术和软件技术互相影响，硬件技术为人们提供打开元宇宙大门的钥匙，让人们可以实实在在地感受到元宇宙，软件技术则规定并完善了元宇宙的运行逻辑和规则。这些底层技术是元宇宙的支撑要素，没有它们人们就无法到达元宇宙，元宇宙也无法出现。
大数据、人工智能、区块链、游戏引擎已经很大程度上实现了现实世界和虚拟世界的融合，从社会层面来看，网络购物、在线教育、互联网游戏、远程办公、视频会议成为人们日常生活的一部分。
大数据是人类提升对整个世界洞察力的核心手段，用数据量化来认知世界、描述世界、洞察世界与改造世界。大数据通过数据与语言符号来尽可能准确地描述世界，语言可以理解为通俗化的符号集合，数据主要解决客观描述问题，而语言主要解决主观共鸣问题。
在大数据生态圈逐渐成熟的演化过程中，数据本身的开采深度与应用层次也在不断深化。数据层次可分为五层：表一层是通用公开大数据，表二层是需要登录才能获取的垂直领域大数据，里一层是产业私有数据，里二层是用户个体画像数据，最里层是个体基因与生物数据。其中，表层数据是机器可以公开采集的数据，且数据应用企业可以通过技术手段对数据进行整合；里层数据则是需要个人授权才能合法获取与分析的数据。
五层数据关联模型由表及里、从通用到垂直、从企业机构到个体用户、从全局图景到基因画像，不断延伸数据触角。在强化公有数据采集整合基础设施的同时，需要引导更多产业领域私有数据的聚合，通过构建多层次数据闭环与通用化、一站式数据平台，不断驱动行业领域的应用创新。
大数据包括结构化数据、半结构化数据和非结构化数据，非结构化数据逐渐成为大数据的主要部分。IDC（国际数据公司）的调查报告显示：企业中80%的数据都是非结构化数据，这些数据每年都按指数增长60%。大数据是互联网发展到现今阶段的一种表象或特征，没有必要神话它或对它保持敬畏之心，在以云计算为代表的技术创新背景下，这些原本看起来很难收集和使用的数据开始易于被利用，通过各行各业的不断创新，大数据会逐步为人类创造更多的价值。
想要系统地认知大数据，必须全面而细致地分解它，着手从三个层面来展开。
第一层面是理论，理论是认知的必经途径，也是被广泛认同和传播的基线，在这里从大数据的特征定义理解行业对大数据的整体描绘和定性；从对大数据价值的探讨来深入解析大数据的珍贵所在；洞悉大数据的发展趋势；从大数据隐私这个特别而重要的视角审视人和数据之间的长久博弈。
第二层面是技术，技术是大数据价值体现的手段和前进的基石。在这里分别从云计算、分布式处理技术、存储技术和感知技术的发展来说明大数据从采集、处理、存储到形成结果的整个过程。
第三层面是实践，实践是大数据的最终价值体现。在这里分别从互联网的大数据、政府的大数据、企业的大数据和个人的大数据四个方面来描绘大数据已经展现的美好景象及即将实现的蓝图。
人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术在元宇宙的各个层面、各种应用、各个场景下都无处不在，为元宇宙的其他技术提供了强大驱动力，包括智能语音、自然语言处理、机器学习和计算机视觉等技术。元宇宙中人与人、人与机器的交互要求机器能够听懂人类的语言并给出相应的反馈，智能语音技术赋予机器以人类的听、说能力，实现便捷的人机交互。另外，元宇宙中不同人群使用不同语言，这要求机器不仅要能够识别语言，还要能够精准识别语义。自然语言处理技术能够理解语言包含的精准信息，实现无障碍交流。机器学习技术能够不断优化算法，根据数据和经验信息不断提高运行效率与智慧化程度。计算机视觉技术能够识别和构建虚拟世界与现实世界的人和物，进一步增强元宇宙的视觉沉浸感。
首先，人工智能是元宇宙内容生成的强赋能者。
人工智能能够大幅提高内容创作效率。一方面，利用AI自动化生成内容或进行内容增强。譬如，从简单的随机物体摆放，到全自动生成场景、建筑、物品、外形等，或者通过AI算法增强内容呈现质量，扩展人们的视觉边界。另一方面，利用AI辅助内容创作，例如，一种基于生成式对抗网络（GAN）的智能画笔，可以将只有一些轮廓和颜色的草图转化为照片级精度的图片。用户只需要画出一些有颜色的线条，然后指定特定部分为内容元素，如“天空”“水”“岩石”等，AI就可以自动“脑补”进行细节填充。此外，AI配音、2D快转3D，以及由AI代替人类测试员对元宇宙世界进行安全漏洞检测等，都是AI赋能内容生成的具体表现。
其次，人工智能是真实世界和虚拟世界的连接器。
正如上文所述，元宇宙既可以是完全独立于现实的平行空间，又可以是虚实融合，可与现实交互的虚拟世界。随着数字化转型的深入，现实世界的各种要素都可以“搬到”虚拟世界中，同时在虚拟世界中创造的内容，又可以通过不同的载体投射到现实世界里，进而对现实世界产生影响。在这个过程中，人工智能扮演的角色就是真实世界和虚拟世界的连接器。
通常来说，建立虚实融合的元宇宙世界需要三个步骤：第一步是场景的数字化，即我们熟悉的像素化、3D化。第二步是要素的结构化，将第一步数字化得到的大量非结构化数据，结合智能感知和分析，抽取对人类有意义的元要素，即转化为结构化数据。在真实世界的各种场景中，超过80%的结构化数据都属于低频、长尾数据，因此需要大规模AI赋能。第三步是流程的可交互化，只有基于可交互的流程，才能实现业务流程的重塑和自动化。第三步基于第二步得到的结构化数据，进一步实现应用端的决策智能。
最后，人工智能提升人机交互体验。
人工智能为元宇宙中的“原住民们”植入“AI大脑”，使它们拥有独立的沟通和决策能力，“原住民们”可以通过判断用户意图和需求，适时准确地给予回应，使得人机交互更加智能，并可以通过不断学习和自我强化，升级成为数字世界的AI代理人，为用户提供各类咨询和服务。未来，这些AI代理人将成为用户在元宇宙中获取服务和信息的超级AI助手。
区块链，即由一个又一个区块组成的链条。每个区块中保存了一定的信息，它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存在所有的服务器中，只要整个系统中有一台服务器可以工作，整条区块链就是安全的。这些服务器在区块链系统中被称为节点，它们为整个区块链系统提供存储空间和算力支持。如果要修改区块链中的信息，必须征得半数以上节点的同意并修改所有节点中的信息，而这些节点通常掌握在不同的主体手中，因此篡改区块链中的信息是一件极其困难的事。相比于传统的网络，区块链具有两大核心特点：一是数据难以篡改；二是去中心化。基于这两个特点，区块链记录的信息更加真实可靠，可以帮助解决人们互不信任的问题。
大数据和人工智能等技术为元宇宙提供了更丰富、更逼真的内容和体验，但元宇宙内部的交易流通需要可信媒介，元宇宙要想进一步实现虚拟世界与现实世界的融合，更是必须解决信任危机。区块链凭借其去中心化、开放性和透明性等特点，不仅能够为元宇宙解决信任问题，还奠定了独立的元宇宙经济体系、社会体系的技术基础。建立信任关系是在元宇宙进行交易的前提，区块链的去中心化架构可以解决信任问题。首先，高度公开透明的机制解决了信息不对称问题。其次，分布式计算和储存可以在没有第三方的情况下实现信息的自我验证、传递和管理，能够快速形成共识机制。再次，不可篡改性确保数据能够受到监督，保证了信息的有效性。最后，数字加密技术能够防止人为的数据篡改和隐私泄露，有效解决了用户的隐私顾虑。
在元宇宙中所有内容生产与交换已被数字化，但是如果所生产的数字产品能够被轻易复制，那么交换也就没有意义。以区块链为基础的NFT（Non-Fungible Token）技术可以用来标识数字产品，进行有效的身份认证和确定产权，这样数字产品资产化才能有相应的价格和价值。去中心化的数字货币能够更好地满足元宇宙中大数据量、低确认延迟的交易需求。
游戏是元宇宙最直观的呈现方式，也是催生和构建元宇宙的重要媒介和路径。游戏引擎是指一些已编写好的、可编辑的计算机游戏系统或者一些交互式实时图像应用程序的核心组件，是一个为运行某一类游戏的机器设计的能够被机器识别的代码（指令）集合。这些系统为游戏设计者提供编写游戏所需的各种工具，让游戏设计者能方便和快速地做出游戏程序，而不用由零开始开发。经过不断地改进，游戏引擎已经发展为一套由多个子系统共同构成的复杂系统，从游戏建模到光影特效、场景动画，从物理碰撞检测到游戏联网，基本上包含了游戏开发中所有的重要环节。