分布式架构实现通用元宇宙，解决计算瓶颈

通用元宇宙或互连的元宇宙

近年大家讨论的元宇宙大多不符合普世元宇宙的愿景，而是依赖于不同的硬件和软件技术的几个独立的、碎片化的元宇宙。独立元宇宙的孤立实现可能会危及其集成，并使得将这些独立元宇宙互连以形成通用元宇宙变得极其困难。这个场景类似于区块链发展的历史。

区块链早期的愿景是一个通用的区块链，权限分布在公共节点之间，任何人都可以参与决策过程。通用区块链的提出是为了解决中心化权限模型的弊端。然而，自从第一个加密货币比特币区块链推出以来，我们目睹了数以千计的独立加密货币区块链的激增。其中一些提供了托管其他加密货币或其他不受信任的应用程序以在其区块链平台上运行的能力。如以太坊开源和去中心化区块链，它允许第三方在其区块链中托管不可变和去中心化的应用程序，这些应用程序由智能合约管理。这种区块链服务模型被称为区块链即服务 (BAAS) 。

然而，它远非通用区块链，因为它仍然始终依赖于区块链提供商。此外，许多组织都有自己的可控区块链；这种被称为私有区块链是因为它由单一机构控制或/并且可访问但实体有限。可以看出，区块链的发展趋势已经偏离了最初统一通用区块链的设想。

尽管在过去几年中，曾多次尝试将所有公共区块链互连成一个区块链，但直到现在还没有允许这种集成的突出技术。这是由于管理这些独立区块链的同质算法和技术。

元宇宙目前的发展也在走类似的轨道。许多公司都有自己的集中式元宇宙，只有他们的用户才能访问。然而，与区块链不同的是，在这些私有元宇宙中，用户不参与决策过程。而且它只是一个取代传统社交网络的虚拟社交世界，而不是一个取代物理世界的通用元宇宙。

分布式元宇宙

上述区块链碎片化背后的主要驱动因素是对权威的追求以及这种权威带来的好处。例如，比特币的发明者中本聪拥有约100万枚比特币，身家730亿美元，是第15位吨H全球首富。同样，基于云的元宇宙虽然在可视化质量上不尽如人意，也不符合普世元宇宙的愿景。然而，这样的设计让已经推出了自己的元宇宙的组织通过控制用户在其服务器中的元宇宙数据而占据上风，我们最终将得到成千上万个独立的元宇宙，而不是一个通用的元宇宙。例如，Second Life 有许多使用集中式架构的虚拟世界，其中虚拟世界被划分为更小的区域，每个区域由专用服务器管理。运行虚拟世界模拟所需的大部分计算，如物理模拟、3D 动画和碰撞检测，都由该地区的中央服务器执行。所以，可以访问每个区域的用户数量受服务器的计算和通信能力限制。这种限制违背了虚拟世界的目的，虚拟世界应该像现实世界位置可以容纳人一样容纳化身。元宇宙碎片化问题和计算瓶颈可以通过考虑一个通用的元宇宙来解决，其中虚拟世界中每个实体的数据控制和计算需求是其在物理空间中的相应实体的责任。

分布式架构实现通用元宇宙，解决计算瓶颈

在此背景下，有人提出了一种分布式架构，可以实现通用元宇宙，解决计算瓶颈。元宇宙的通用数据，如虚拟世界空间数据和环境上下文信息，任何实体都可以公开访问。而有关虚拟实体的任何个人数据均由其在物理世界中的对应方管理。

此外，每个实体的计算成本（例如碰撞检测或物理仿真）都在该物理实体的终端设备上执行。例如，对于元宇宙中的每个虚拟形象，用户的边缘设备负责执行与虚拟形象的物理运动相关的计算任务，例如其动量、质量和周围实体的物理力。这种分布式架构需要可靠的独立基础设施来管理虚拟世界并将事件同步和更新到所有相关实体的终端设备。

在图中每个实体的计算成本（例如碰撞检测或物理仿真）都在该物理实体的终端设备上执行。例如，对于元宇宙中的每个虚拟形象，用户的边缘设备负责执行与虚拟形象的物理运动相关的计算任务，例如其动量、质量和周围实体的物理力。

这种分布式架构需要可靠的独立基础设施来管理虚拟世界并将事件同步和更新到所有相关实体的终端设备。在图中每个实体的计算成本（例如碰撞检测或物理仿真）都在该物理实体的终端设备上执行。例如，对于元宇宙中的每个虚拟形象，用户的边缘设备负责执行与虚拟形象的物理运动相关的计算任务，例如其动量、质量和周围实体的物理力。

在图中云服务器专用于虚拟世界模拟，而边缘服务器则用于执行虚拟世界网格特定区域的计算任务。这样的区域可以代表中级机构，例如模拟虚拟工作场所的元宇宙应用程序，公司管理了员工的数据。最后，雾服务器在智能家居环境中执行靠近最终用户的计算任务。

分层架构的优点是双重的。首先，他们的用户控制着他们的数据，这使组织能够访问一个通用的元宇宙，而不是多个独立的元宇宙。其次，通过分配繁重任务的计算成本来解决计算瓶颈。

最先进的基于云的元宇宙架构可以限制虚拟化延迟。混合雾边缘计算架构所提出的架构利用边缘设备来完成繁重任务所需的计算，例如虚拟宇宙中的碰撞检测和 3D 物理计算。与虚拟实体相关的计算任务在该物理实体的终端设备上执行。仿真结果表明，与传统的基于云的元宇宙应用程序相比，所提出的架构可以将可视化延迟降低 50%。

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