深度报告-20220102-东吴证券-互联网传媒_元宇宙框架梳理之算法引擎_36页_1mb

元宇宙框架梳理之算法引擎总结

核心内容

元宇宙被视为下一代互联网，具备高度的沉浸性与用户创造内容（UGC）能力。其发展是一个长期过程，需依赖算力、算法、XR、通信和区块链等技术的持续进步。算法引擎作为元宇宙的基础工具，定义了虚拟世界中的基础规则与呈现方式，包括光影效果、动画系统和物理系统等。平台化引擎软件如Unity、Unreal和Omniverse等，降低了虚拟世界的开发门槛，促进了UGC的发展，成为元宇宙时代的“卖铲人”。

主要观点

1. 算法引擎是元宇宙的基石：算法引擎通过定义虚拟世界的规则和呈现方式，使开发者能够高效创建沉浸式内容。
2. 平台化引擎推动内容生态发展：平台化引擎降低了开发门槛，使更多创作者能够参与虚拟世界构建，推动UGC繁荣。
3. 英伟达Omniverse：降低设计门槛，推动跨平台协作：通过USD和MDL等技术，Omniverse实现了跨平台协作与实时渲染，成为元宇宙时代的“卖铲人”。
4. Unity：跨平台与XR技术结合：Unity作为多平台3D开发工具，已扩展至电影、广告、工业等领域，其云游戏和分布式算力方案提升了开发效率。
5. Unreal Engine：游戏与非游戏领域的佼佼者：Unreal Engine以其强大的图形技术和C++源码访问权限，成为3A级游戏和影视、建筑等行业的首选。
6. Roblox Studio：低门槛UGC平台：Roblox Studio基于Lua语言，为非专业开发者提供友好的开发环境，支持丰富的社区素材和协作。
7. Adobe：向3D设计迈进：Adobe推出Substance 3D系列软件，将2D设计经验迁移至3D领域，提升设计效率与质量。

关键信息

算法引擎的作用

• 定义虚拟世界的基础规则与呈现方式；
• 实现物理模拟、AI计算、图像渲染等核心功能；
• 降低开发门槛，促进UGC生态的形成；
• 提高开发者之间的协作效率与内容质量。

英伟达Omniverse

• 使用USD和MDL构建通用平台，实现跨设计软件协作；
• 通过Nucleus数据库和Connect库支持多人实时协作；
• 提供如AUDIO2FACE等AI辅助功能，提升虚拟角色的真实感；
• 集成AI机器人模拟仿真平台Isaac Sim，支持合成数据生成与物理模拟。

Unity

• 全球使用量最大的游戏引擎之一，支持28个平台；
• 2020年全球使用Unity开发的新手游市占率超50%；
• 收购Weta Digital，增强其在视觉特效领域的竞争力；
• 推出云端分布式算力方案，支持云烘焙、云打包和大模型数据轻量化；
• 通过云游戏方案，与字节、QQ等企业合作，构建跨平台游戏生态。

Unreal Engine

• 世界最知名的游戏引擎之一，支持多平台与多种应用；
• 2020年非游戏领域营收占比约50%；
• 提供Lumen和Nanite等核心技术，提升渲染与物理模拟精度；
• 在影视、建筑、动画、汽车等领域广泛应用；
• 支持C++源码访问和蓝图可视化脚本，增强灵活性与可扩展性。

Roblox Studio

• 专为Roblox平台设计的低门槛3D开发引擎；
• 提供丰富的在线素材库和协作功能；
• 支持API接口和脚本编写，实现高度自由的玩法设计；
• 通过Studio Marketplace促进开发者之间的资源共享与盈利。

Adobe Substance 3D

• Adobe推出3D设计工具，降低3D创作门槛；
• 集成于Adobe Creative Cloud生态系统，提升设计效率；
• 包括Stager、Printer、Sampler和Designer等工具，覆盖材质、场景、模型等多方面；
• 提供高质量的3D资源库，支持复杂材质与环境设计。

风险提示

• 技术研发不确定性：元宇宙仍处于发展早期，技术成熟度和应用范围存在不确定性。
• 政策监管风险：随着元宇宙的发展，相关政策法规可能对其形成影响。
• 市场系统性风险：市场波动可能对相关企业造成影响。

市场展望

• 元宇宙将对游戏、教育、工业制造、设计规划、公共服务等领域产生深远影响；
• 游戏行业将率先受益，市场规模巨大；
• 工业设计、数字孪生、远程操作等场景也具有广阔前景；
• 平台化引擎将成为推动元宇宙发展的重要基础设施。

结构总结

• 元宇宙定义：强调沉浸性与UGC提升；
• 算法引擎的重要性：作为虚拟世界的规则制定者，推动内容创作；
• 主要引擎介绍：包括英伟达Omniverse、Unity、Unreal、Roblox Studio、Adobe Substance 3D等；
• 技术发展与应用：涵盖光线追踪、AI辅助、云技术等；
• 风险提示：包括技术、政策和市场等方面的风险。

图表说明

• 图表1：Roblox平台由UGC创作的各种虚拟空间；
• 图表2：虚幻引擎创造的沉浸性场景；
• 图表3：元宇宙的六边形模型；
• 图表4：游戏引擎公司；
• 图表5：Omniverse的底层思路；
• 图表6：AUDIO2FACE模拟讲话功能；
• 图表7：Omniverse降低开发门槛，提高交流效率；
• 图表8：Unity跨平台解决方案；
• 图表9：Unreal Engine 5效果图；
• 图表10：Unity 2018-2021季度收入；
• 图表11：Unreal Engine在建筑、影视、动画、汽车等行业的应用；
• 图表12：Roblox Studio开发界面；
• 图表13：Studio Marketplace素材；
• 图表14：Adobe Substance 3D系列软件；
• 图表15：3D材质创作图例；
• 图表16：Adobe Substance 3D Assets资源库。

未来展望

随着元宇宙概念的深入发展，算法引擎将成为推动其演进的关键基础设施。平台化引擎软件如Unity、Unreal、Omniverse等，通过降低开发门槛、提升协作效率和增强内容质量，将在游戏、影视、建筑、工业等多个领域发挥重要作用，成为元宇宙时代的“卖铲人”。