Roblox首席科學(xué)家：如何規(guī)模化實(shí)現(xiàn)元宇宙？

作為近兩年全球最熱門(mén)的話題之一，元宇宙（Metaverse）曾經(jīng)占據(jù)了所有的頭版頭條。然而，究竟什么是元宇宙、如何實(shí)現(xiàn)元宇宙，可能很多人都有自己的看法。

作為“元宇宙第一股”，Roblox無(wú)論是內(nèi)容創(chuàng)作量、收入規(guī)模還是用戶(hù)參與度方面，都在持續(xù)增長(zhǎng)，在最近做客開(kāi)放元宇宙訪談的時(shí)候，Roblox首席科學(xué)家Morgan McGuire與Cesium的Patrick Cozzi和Epic Games的Marc Petit探討了元宇宙的發(fā)展方向，并對(duì)如何規(guī)模化實(shí)現(xiàn)元宇宙進(jìn)行了深度分享。

除了擔(dān)任Roblox首席科學(xué)家之外，Morgan McGuire他還是滑鐵盧大學(xué)和McGill大學(xué)的兼職教授，他在描繪元宇宙遠(yuǎn)景的時(shí)候這樣說(shuō)道：

“我希望生活在這樣一個(gè)未來(lái)世界：那里有很酷的VR、優(yōu)雅的3D事物，所有東西都很漂亮而且有出色的互動(dòng)，我可以在那里做真實(shí)世界無(wú)法實(shí)現(xiàn)的事情，我希望以消費(fèi)者、玩家以及用戶(hù)的身份參與到這個(gè)世界?！?/p>

元宇宙瓶頸：提高同服互動(dòng)人數(shù)是難題

談到元宇宙的時(shí)候，Morgan McGuire認(rèn)為它實(shí)際上并不是近兩年才出現(xiàn)的。早在80年代以及90年代的時(shí)候，科幻小說(shuō)的出現(xiàn)就引起了他對(duì)數(shù)字世界的興趣，并因此選擇了計(jì)算機(jī)科學(xué)和現(xiàn)在了職業(yè)。

“如今所有人都在說(shuō)元宇宙，這是媒體上最熱門(mén)的話題，我一生都在做這些，但可能之前一直都不知道，如今才知道我做的就是元宇宙。我知道我想創(chuàng)造，我覺(jué)得我在做電子游戲、做服務(wù)器擴(kuò)展。直到最近兩三年，我想我們才共同意識(shí)到，在技術(shù)方面，世界已經(jīng)準(zhǔn)備好了迎接元宇宙的到來(lái)。”

在他看來(lái)，疫情爆發(fā)只是加速了元宇宙爆發(fā)的過(guò)程，但更早之前就已經(jīng)有推動(dòng)力。比如20年前，人們并不理解為什么要有視頻會(huì)議，更不要說(shuō)全3D互動(dòng)與模擬，如今整個(gè)世界、用戶(hù)都變得更復(fù)雜，幾乎所有人都適應(yīng)了攜帶手機(jī)參加即時(shí)的視頻會(huì)議，都學(xué)會(huì)了多點(diǎn)觸控操作，很多人已經(jīng)體驗(yàn)過(guò)多種形式的3D游戲。

Morgan McGuire表示，如今，足夠多的人體驗(yàn)了所有不同形式的互動(dòng)，這個(gè)世界已經(jīng)準(zhǔn)備好了迎接這樣的技術(shù)，他們想要更多的連接，想要比語(yǔ)音和視頻會(huì)議更好的東西。

“在游戲行業(yè)我們現(xiàn)在可以做非常大的世界，可以將很多玩家放到這些世界里，如今3A游戲在一個(gè)服務(wù)器同時(shí)支持100名玩家已經(jīng)很普遍，10年前這是不可能的，因?yàn)槟菚r(shí)候還沒(méi)有這樣的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，隨著5G的到來(lái)和很多技術(shù)的出現(xiàn)，甚至移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施都已經(jīng)足夠好了?！?/p>

談到實(shí)現(xiàn)元宇宙瓶頸的時(shí)候，Morgan McGuire認(rèn)為規(guī)模化是比較具有挑戰(zhàn)的。他透露，Roblox有三個(gè)研究小組，一個(gè)是監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)健康的應(yīng)用數(shù)據(jù)科學(xué)組，一個(gè)是研究設(shè)計(jì)和人機(jī)交互的用戶(hù)研究小組，還有一個(gè)是他負(fù)責(zé)的新成立的基礎(chǔ)研究小組，后者更偏學(xué)術(shù)風(fēng)格。

談到這個(gè)基礎(chǔ)研究小組的時(shí)候，他說(shuō)，“我們要研究的不是今天的產(chǎn)品，而是下一代產(chǎn)品，在基礎(chǔ)研究小組，我們從事三個(gè)不同領(lǐng)域，其中最重要的一個(gè)就是每個(gè)服務(wù)器的玩家數(shù)量、你可以互動(dòng)的人數(shù)。其他兩個(gè)領(lǐng)域是與溝通以及語(yǔ)音和翻譯相關(guān)的自然語(yǔ)言，還有圍繞用戶(hù)內(nèi)容創(chuàng)作的所有東西?！?/p>

他表示，如果只是射擊或者體育競(jìng)技，100人為上限是有意義的，但如果讓所有玩家在同一個(gè)環(huán)境中觀看比賽，則需要支持萬(wàn)人以上的規(guī)模才有意義。如果要在元宇宙中為一個(gè)500萬(wàn)人的城市打造虛擬雙生，那么這個(gè)服務(wù)器上至少需要支持100萬(wàn)人，他們不能分布在碎片化的服務(wù)器上，這就需要規(guī)?；?/p>

規(guī)?；暮诵膯?wèn)題在于實(shí)時(shí)互動(dòng)，而不是做大量的NPC。

Morgan McGuire說(shuō)，“我們可以在如今的游戲里模擬河流，但卻無(wú)法模擬海洋。我們只是做了離你附近的一個(gè)小片段，如果你模擬整個(gè)星球，就沒(méi)有邊界。因此，隨著元宇宙的快速發(fā)展，規(guī)模化就非常重要。”

可以確定的是，元宇宙的真正實(shí)現(xiàn)可能需要數(shù)年甚至數(shù)十年，但Morgan McGuire認(rèn)為，我們不能靠等待摩爾定律的進(jìn)化，而是要主動(dòng)去做一些事情。他認(rèn)為，摩爾定律對(duì)于CPU無(wú)需執(zhí)行的單線程是很好用的，但它如今除了作為基準(zhǔn)之外什么都不是。

“摩爾定律在GPU經(jīng)典場(chǎng)景下會(huì)得到更多的晶體管和更高的時(shí)鐘頻率，因此我就不必改變算法，但一塊GPU封裝容納的晶體管數(shù)量是有限的，現(xiàn)在似乎達(dá)到了極限。所以我認(rèn)為我們開(kāi)始看到多包設(shè)備，就像是之前的多核處理器，多線程似乎一度完勝多處理器，但我們現(xiàn)在看到一個(gè)芯片里可以放更多核心，所以我認(rèn)為多處理器的趨勢(shì)又回來(lái)了?！?/p>

他還舉例稱(chēng)，如果你不改變算法，你的程序如今在任何新硬件任何情況下都不會(huì)運(yùn)行更快，甚至?xí)\(yùn)行更慢，主要是因?yàn)樾掠布碛懈鄷r(shí)鐘頻率更慢的內(nèi)核，如果沒(méi)有充分利用，這就會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。

元宇宙架構(gòu)，實(shí)際上是個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

從架構(gòu)方面來(lái)說(shuō)，Morgan McGuire認(rèn)為服務(wù)器比客戶(hù)端更容易控制，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)者可以將所有東西都放到服務(wù)器上，但客戶(hù)端問(wèn)題就很棘手，因?yàn)樵钪娴谋憬菪允呛苤匾?，它需要多種形式、多種語(yǔ)言的覆蓋和支持。

“對(duì)于VR，我可以走出去獲得一個(gè)Quest頭盔或者任何硬件，但我不想在城際巴士上穿戴，這是反社會(huì)的，甚至走在城市里的時(shí)候帶VR頭盔都是不安全的，所以這種情況下，便捷意味著在你的手機(jī)上可以展示同樣的東西，不一定是同樣的體驗(yàn)，而是有機(jī)會(huì)參與到不同設(shè)備人員參與的同一個(gè)VR空間，比如有些人用的是VR，有些是主機(jī)，有些人用的是PC，還有人使用手機(jī)體驗(yàn)?！?/p>

在他看來(lái)，由于硬件配置的碎片化嚴(yán)重，元宇宙在移動(dòng)端的挑戰(zhàn)更大，因?yàn)槭謾C(jī)所面臨的限制不僅是處理器，還有RAM以及網(wǎng)絡(luò)連接，加上大量的舊手機(jī)并沒(méi)有被淘汰，覆蓋所有移動(dòng)用戶(hù)的挑戰(zhàn)性會(huì)更大。

他以《Roblox》舉例說(shuō)，“很多用戶(hù)使用的是其他人換代下來(lái)的手機(jī)，他們是青少年或者兒童，所以在用父母之前的舊手機(jī)或者二手機(jī)，我們希望支持這些人、給他們最好的體驗(yàn)，所以我們不能要求玩家必須用最新款手機(jī)體驗(yàn)，而是要尋找合適的方式給他們帶來(lái)同樣的體驗(yàn)，這是很有挑戰(zhàn)的，因?yàn)橛袝r(shí)候驅(qū)動(dòng)可能有bug，甚至永遠(yuǎn)不會(huì)被解決，這限制了很多能力?！?/p>

不過(guò)，Morgan McGuire透露，一次與朋友的談話改變了自己對(duì)元宇宙數(shù)字方面的看法，“我們并不是要渲染元宇宙，而是給你呈現(xiàn)元宇宙的一個(gè)視覺(jué)化?！?/p>

從這個(gè)角度來(lái)看，內(nèi)容創(chuàng)作者就不用在客戶(hù)端渲染元宇宙，而是當(dāng)考慮到該設(shè)備功能的時(shí)候，元宇宙能夠創(chuàng)造的最佳可視化窗口是什么？我們并不用要求手機(jī)做10年前做不到的事情，只需要從云端給它輸入新數(shù)據(jù)即可。

“如果你在一個(gè)低端設(shè)備運(yùn)行，可能需要服務(wù)器端處理大量的數(shù)據(jù)，極端情況下可能100%都在服務(wù)器運(yùn)行，你的手機(jī)可能在播放完全渲染的視頻，這當(dāng)然會(huì)有時(shí)延、互動(dòng)和寬帶等方面的原因，因此它可能并不適合所有情形，但也是一種有趣的極端情況。

另一個(gè)極端是擁有強(qiáng)大的PC設(shè)備，這種情況下服務(wù)器可能需要渲染的東西很少，你或許只是完全復(fù)制所有的3D模擬和一切，保證最低的時(shí)延，因?yàn)檫@對(duì)體驗(yàn)是很重要的，而且你有這樣的硬件。所以這是需要平衡的，是一個(gè)比較大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)?！?/p>

我們的軟件架構(gòu)是否做好了處理三層或者五層計(jì)算環(huán)境的準(zhǔn)備？

Morgan McGuire還認(rèn)為，在設(shè)計(jì)層面，AR面臨的挑戰(zhàn)實(shí)際上比VR更大，因?yàn)橛脩?hù)在VR體驗(yàn)中不會(huì)看到真實(shí)世界，除了重力之外就沒(méi)有任何參照點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)方面不用受很大的影響，但在AR環(huán)境下，如果虛擬角色走進(jìn)了墻內(nèi)，就會(huì)瞬間失去沉浸感，它必須與真實(shí)世界完美同步，因此時(shí)延要求比較高。

另外，規(guī)?；彩呛艽蟮膯?wèn)題，因?yàn)?，虛擬世界必須避免錯(cuò)誤才能讓互動(dòng)變得有意義，但如今還沒(méi)有基礎(chǔ)設(shè)施能夠搞定這些，Morgan McGuire表示，徹底解決時(shí)延問(wèn)題可能需要2年或者10年以上。

“我們只是剛剛跨過(guò)這個(gè)無(wú)限視覺(jué)細(xì)節(jié)的門(mén)檻而已，在這個(gè)領(lǐng)域，沒(méi)有人能在一個(gè)服務(wù)器上實(shí)時(shí)獲得1萬(wàn)或者5萬(wàn)名玩家?！禘VE Online》這樣的游戲可以做到，但在這種情況下，它們也只是每秒運(yùn)行一幀。我們希望每秒60幀，尤其是可穿戴設(shè)備上，我們需要達(dá)到120或者240HZ的刷新率。沒(méi)有人真正能夠做到，有很多優(yōu)秀的PC和手機(jī)技術(shù)，當(dāng)我們?cè)黾油婕覕?shù)量的時(shí)候，這些都會(huì)感受到壓力，這是一個(gè)我非常期待的挑戰(zhàn)?！?/p>

用NLP做更豐富的體驗(yàn)，為創(chuàng)作者賦能是元宇宙規(guī)?；P(guān)鍵

實(shí)際上，隨著更多設(shè)備類(lèi)型的出現(xiàn)，元宇宙的規(guī)?；媾R的挑戰(zhàn)只會(huì)更加復(fù)雜，Morgan McGuire表示，比如可穿戴顯示器在市面上也有很多的消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)，它們沒(méi)有鼠標(biāo)、鍵盤(pán)，沒(méi)有觸屏，唯一有意義的輸入方式就是語(yǔ)音和手勢(shì)，因此對(duì)人類(lèi)與機(jī)器的交流產(chǎn)生很大的影響。

不過(guò)，他認(rèn)為，人與機(jī)器的交流實(shí)際上更容易，因?yàn)槟悴挥脫?dān)心認(rèn)知問(wèn)題，而人與人的交流就會(huì)更難。

比如，機(jī)器可以翻譯和處理它們并不理解的音頻，《Roblox》使用的自然語(yǔ)言文本翻譯服務(wù)從英語(yǔ)到法語(yǔ)的翻譯就很好。這些是有監(jiān)督的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，所有的自然語(yǔ)言翻譯最初都在這方面做了訓(xùn)練，通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)連接不同語(yǔ)言的用戶(hù)。

“如今我們?cè)赗oblox用機(jī)器翻譯很多東西，開(kāi)發(fā)者們不用擔(dān)心自己的本地化，系統(tǒng)就可以解決，我們會(huì)自動(dòng)在產(chǎn)品中進(jìn)行翻譯，非常方便，不會(huì)給開(kāi)發(fā)者帶來(lái)任何額外的成本?！?/p>

Morgan McGuire表示，如果是文本聊天，有一秒的翻譯延遲是所有人都可以接受的，但在語(yǔ)音聊天中，壓縮與發(fā)送都更昂貴，“我們目前的目標(biāo)是把時(shí)延降低到250毫秒以?xún)?nèi)，但想要做到對(duì)語(yǔ)音的實(shí)時(shí)自然語(yǔ)言翻譯可能要數(shù)十年，這是個(gè)長(zhǎng)期問(wèn)題?！?/p>

元宇宙是從一個(gè)我們喜歡和觀看的時(shí)代，到一個(gè)我們參與和創(chuàng)造的時(shí)代，我們對(duì)內(nèi)容會(huì)有更強(qiáng)的代入感。

從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，增強(qiáng)創(chuàng)作者能力是很多公司的共同挑戰(zhàn)。Morgan McGuire也認(rèn)為，創(chuàng)造性也是開(kāi)放的核心。

“我很遺憾看到今天的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方式，今天的互聯(lián)網(wǎng)很好，我用它做所有事，但我懷念像GeoCities和MySpace這樣讓人們可以尋找樂(lè)趣和隨意發(fā)揮的社區(qū)，如今互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)沒(méi)有了這些東西，后來(lái)有了各種形式的應(yīng)用商店?！?/p>

當(dāng)然，Morgan McGuire表示，應(yīng)用商店在變現(xiàn)方面對(duì)開(kāi)發(fā)者是非常有益的，它可以讓你創(chuàng)造互動(dòng)內(nèi)容并向全球用戶(hù)銷(xiāo)售。

“互聯(lián)網(wǎng)雖然可以讓我將內(nèi)容放上去，缺沒(méi)有變現(xiàn)方式，沒(méi)有辦法獎(jiǎng)勵(lì)內(nèi)容創(chuàng)作者，也沒(méi)有品質(zhì)控制或者安全、把關(guān)等方面的角色，對(duì)于應(yīng)用來(lái)說(shuō)這些是很重要的，因?yàn)闆](méi)有人希望下載一個(gè)應(yīng)用而毀掉手機(jī)，所以應(yīng)用商店很適合專(zhuān)業(yè)人士使用?！?/p>

不過(guò)，應(yīng)用商店但并不適合學(xué)生、業(yè)余愛(ài)好者，因?yàn)槿缃竦膽?yīng)用商店門(mén)檻很高，但優(yōu)勢(shì)在于，它意味著更多的內(nèi)容創(chuàng)作者可以因?yàn)樽约旱膬?nèi)容獲得獎(jiǎng)勵(lì)。

“從2003年到現(xiàn)在，有過(guò)Club Penguin、《Roblox》也是同時(shí)發(fā)布，還有《第二人生》，這個(gè)領(lǐng)域有很多人嘗試了很多比較酷的事情，我們都從這些學(xué)到了很多，如今我們迎來(lái)了第二波元宇宙產(chǎn)品熱潮，《Roblox》如今規(guī)模大增，但其他公司也在進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，我們?cè)谙嗷W(xué)習(xí)。”

Morgan McGuire表示，元宇宙是第三代內(nèi)容創(chuàng)造，任何人都可以制作一個(gè)化身，哪怕你不能做3D建模，但可以繪一個(gè)紋理放到T恤上售賣(mài)，還可以做限制保證沒(méi)有人剽竊你制作的內(nèi)容，如果其他人使用，則需要給創(chuàng)作者抽成。

把這個(gè)問(wèn)題放到整個(gè)工具生態(tài)系統(tǒng)上，“如何確保我不一定要用某個(gè)工具，或許我希望把內(nèi)容放入一家公司的資源商店，但我不希望用這家公司的工具，我有自己喜歡的工具，那么我如何用一個(gè)工具創(chuàng)作內(nèi)容，然后導(dǎo)出？”

他表示，這是一個(gè)很經(jīng)典的問(wèn)題，但過(guò)去只是專(zhuān)業(yè)人士的問(wèn)題，因?yàn)橐酝藢?zhuān)業(yè)人士沒(méi)有人創(chuàng)作3D內(nèi)容。如今所有人都開(kāi)始創(chuàng)作內(nèi)容，不管是簡(jiǎn)單的表情還是語(yǔ)音樣本，亦或是復(fù)雜的3D互動(dòng)視界，互操作問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越明顯。

“我認(rèn)為連接任何工具到任何資源商店是第一步，Roblox已經(jīng)宣布了開(kāi)放云，Studio不再是《Roblox》唯一的內(nèi)容創(chuàng)作方式，你可以直接通過(guò)《Roblox》資源云寫(xiě)一個(gè)插件或者Python腳本或者任何東西，并上傳和下載內(nèi)容，對(duì)我來(lái)說(shuō)這是很令人興奮的第一步?！?/p>

Morgan McGuire還表示，“元宇宙是我們?cè)跒槟切┱嬲龑⒁獎(jiǎng)?chuàng)造元宇宙的人搭建舞臺(tái)，他們將打造下一個(gè)級(jí)別的元宇宙。他們可能是那些12歲的青少年、是業(yè)余的臥室程序員，今天的3D美術(shù)師，或是在社交媒體上像我們提問(wèn)的圖形專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，這也是我對(duì)元宇宙的未來(lái)充滿希望的原因?！?/p>