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Original 小科 中国科技信息  空间计算是人类与机器的交互，其中机器保存和操纵真实对象和空间的参照物。它是一种使我们的机器在我们的工作和娱乐中成为更充分的合作伙伴的重要组成部分。 动动手指、动动眼睛就可以“操控一切”，这种颇具科幻感、未来感的交互方式，令许多人感叹“未来已来”，而能让这一切成为现实的，便是最近爆火的空间计算”技术。 近年来，随着3D空间人机交互技术的不断发展，空间计算的概念对从业者而言并不陌生——从虚拟引擎到VR、AR等硬件，生于三维空间的人类天然对虚拟空间与现实空间的结合具有浓厚兴趣与探索欲望。 空间计算是元宇宙的基础技术之一，最初是指对地图及其他地理位置数据进行计算和分析以实现定位与测量的技术，在过去主要应用在全球卫星定位系统 (GPS) 和地理信息系统 (GIS)等宏观领域。随着XR、虚拟人、数字孪生等技术领域的发展，微观空间的计算需求也在逐渐增加，现在提到空间计算，多指微观空间的计算。 此前，高通曾多次表示，空间计算时代已经来临。而近期苹果的发布会上，空间计算这个跟人工智能的相关概念再次被强调，引发业界强烈关注。 那么，大众应该如何理解“空间计算”？它的发展将为相关产业带来怎样的影响？这项技术在我国的发展前景如何？今天，请跟随《中国科技信息》一起来认识“空间计算”。 实现数字世界和现实世界的无缝对接 空间计算其实并不是新话题，早在2003年麻省理工学院Simon Greenwold的硕士论文中就有相关的描述，“空间计算是人类与机器的交互，其中机器保存和操纵真实对象和空间的参照物。它是一种使我们的机器在我们的工作和娱乐中成为更充分的合作伙伴的重要组成部分。” 那么，如何通俗地理解“空间计算”呢？“空间计算”本质是虚拟与现实的深度融合，在XR（VRARMR）、3D、计算机图形学、机器视觉、物联网、传感、体感、AIGC等融合技术的加持下，用户可利用MR头显等终端以及全新空间操作系统vision OS，身临其境地与数字内容和空间环境进行互动, 内容变得多维，体验就像真人跟线下世界的实体交互一样。空间计算跟元宇宙的最大不同在于它不只是纯粹的线上空间，而是强化与现实世界的虚实融合，应用场景广阔许多。 结合目前颇受关注的“元宇宙”概念，可以更好地理解“空间计算”技术。有专家认为，空间计算是元宇宙的基础技术之一。空间计算最初指对地图及其他地理位置数据进行计算和分析以实现定位与测量的技术，在过去主要应用在全球卫星定位系统 (GPS) 和地理信息系统 (GIS)等宏观领域。  随着XR、虚拟人、数字孪生等技术领域的发展，微观空间的计算需求也在逐渐增加。因此，现在提到空间计算，多指微观空间的计算。总之，空间计算技术可以实现数字世界和现实世界的无缝对接，让两个世界可以相互感知和理解。 在多个领域的应用将大有作为 有别于传统的桌面计算和移动计算，空间计算并不局限于实体屏幕的矩形框，而是可以自由地在人们周围的环境中流动。语音、视觉、手势等其他更为自然的输入方式将进一步丰富鼠标、键盘、触摸屏等传统交互模式，使人们能够以最适合自己当前场景与业务流程的方式进行接入和交互。 传统互联网的本质是2D平面计算，各类应用给用户展示的文字、图片、视频和直播等内容，均是2D内容。2D直接限制了交互的可能性，人与人，人与内容，人与企业，人与数字世界的互动都被局限在2D平面上。 “空间计算”则让计算变得更立体。空间计算层包括3D引擎、VR/AR/MR、语音与手势识别、空间映射、数字孪生等技术。与元宇宙的概念相比，空间计算已经是一个实实在在的发展阶段，该项技术目前最重要的应用是在工业领域。 随着空间计算技术的成熟，其在智能家居、工业互联网、地理信息系统开发、地图服务、城市规划、智能交通、虚拟现实、游戏开发等多个领域的应用将大有作为，让人们的工作和生活更加智能化。 例如，空间计算将能够匹配游戏、音乐会、艺术画廊、景区、KTV等多种文娱形式；将帮助手势、语音等实现各种功能，带来身临其境的文旅体验，增强游客认知、打造多维的感官体验；将匹配更多虚拟社交场景，为人类社交生活提供多种形式、多种场景且可共享的社交情境；将服务于数字孪生城市、交通.运输管理、供水排水提升、气象预报等城市管理工作，提高智能化管理水平；将助力在零售、地产、金融等更多商业场景中实现元宇宙营销、虚拟IP等新业态；在更多工业场景中，空间模型将有助于实现人员、机器、物体及其环境的工业数字化，持续动态地优化人员、机器、对象及其环境之间的流程。 空间计算需要硬件、网络、算力和算法紧密相连 综合来看，空间计算将同时带动多产业的发展，因为这项技术需要在空间中进行交互操作，需要大量传感器、摄像头的协同，涉及大量数据的处理以及各种前沿AI算法的参与，是一个硬件、软件、算法深度协同的复杂过程。 其产业链可大略分为终端设备、软件工具、应用和服务。应用和服务方面，空间计算在商业、文旅、工业、会展、金融、游戏、影视媒体、协同办公等场景中已有多种落地，如沉浸式购物、数字虚拟人、AR剧情秀、AR文创旅游等。  对此，目前业界已在建模引擎、增强现实、高精度识别和定位、大规模地形渲染等方向开展布局和探索。苹果、谷歌、华为等国内外公司分别搭建各自的空间计算平台以实现在高精地图、游戏娱乐、工业等多领域的落地，但受限于消费级重定位技术、高性能同步定位与地图创建（SLAM）的技术成熟度，目前与现实世界虚实融合的发展水平处于初级阶段，距离优秀的用户体验标准仍有一定距离。 未来，只有在硬件、网络、算力和算法紧密相连发展的前提下，才能共同推动空间计算时代的发展。而空间计算作为新一代终端的基石，尽管会面对新产品和技术带来的挑战，但也将会有更多的企业和研究机构加入，势必为人类创造更多的价值和便利。据国外市场研究机构评估，空间计算解决方案的需求会产生18.3%的年复合增长率。 |
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