Roblox首席科学家：如何规模化实现元宇宙？

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GameLook报道/作为近两年全球最热门的话题之一，元宇宙（Metaverse）曾经占据了所有的头版头条。然而，究竟什么是元宇宙、如何实现元宇宙，可能很多人都有自己的看法。

作为“元宇宙第一股”，Roblox无论是内容创作量、收入规模还是用户参与度方面，都在持续增长，在最近做客开放元宇宙访谈的时候，Roblox首席科学家Morgan McGuire与Cesium的Patrick Cozzi和Epic Games的Marc Petit探讨了元宇宙的发展方向，并对如何规模化实现元宇宙进行了深度分享。

除了担任Roblox首席科学家之外，Morgan McGuire他还是滑铁卢大学和McGill大学的兼职教授，他在描绘元宇宙远景的时候这样说道：

“我希望生活在这样一个未来世界：那里有很酷的VR、优雅的3D事物，所有东西都很漂亮而且有出色的互动，我可以在那里做真实世界无法实现的事情，我希望以消费者、玩家以及用户的身份参与到这个世界。”

元宇宙瓶颈：提高同服互动人数是难题

谈到元宇宙的时候，Morgan McGuire认为它实际上并不是近两年才出现的。早在80年代以及90年代的时候，科幻小说的出现就引起了他对数字世界的兴趣，并因此选择了计算机科学和现在了职业。

“如今所有人都在说元宇宙，这是媒体上最热门的话题，我一生都在做这些，但可能之前一直都不知道，如今才知道我做的就是元宇宙。我知道我想创造，我觉得我在做电子游戏、做服务器扩展。直到最近两三年，我想我们才共同意识到，在技术方面，世界已经准备好了迎接元宇宙的到来。”

在他看来，疫情爆发只是加速了元宇宙爆发的过程，但更早之前就已经有推动力。比如20年前，人们并不理解为什么要有视频会议，更不要说全3D互动与模拟，如今整个世界、用户都变得更复杂，几乎所有人都适应了携带手机参加即时的视频会议，都学会了多点触控操作，很多人已经体验过多种形式的3D游戏。

Morgan McGuire表示，如今，足够多的人体验了所有不同形式的互动，这个世界已经准备好了迎接这样的技术，他们想要更多的连接，想要比语音和视频会议更好的东西。

“在游戏行业我们现在可以做非常大的世界，可以将很多玩家放到这些世界里，如今3A游戏在一个服务器同时支持100名玩家已经很普遍，10年前这是不可能的，因为那时候还没有这样的网络基础设施，随着5G的到来和很多技术的出现，甚至移动基础设施都已经足够好了。”

谈到实现元宇宙瓶颈的时候，Morgan McGuire认为规模化是比较具有挑战的。他透露，Roblox有三个研究小组，一个是监控网络健康的应用数据科学组，一个是研究设计和人机交互的用户研究小组，还有一个是他负责的新成立的基础研究小组，后者更偏学术风格。

谈到这个基础研究小组的时候，他说，“我们要研究的不是今天的产品，而是下一代产品，在基础研究小组，我们从事三个不同领域，其中最重要的一个就是每个服务器的玩家数量、你可以互动的人数。其他两个领域是与沟通以及语音和翻译相关的自然语言，还有围绕用户内容创作的所有东西。”

他表示，如果只是射击或者体育竞技，100人为上限是有意义的，但如果让所有玩家在同一个环境中观看比赛，则需要支持万人以上的规模才有意义。如果要在元宇宙中为一个500万人的城市打造虚拟双生，那么这个服务器上至少需要支持100万人，他们不能分布在碎片化的服务器上，这就需要规模化。

规模化的核心问题在于实时互动，而不是做大量的NPC。

Morgan McGuire说，“我们可以在如今的游戏里模拟河流，但却无法模拟海洋。我们只是做了离你附近的一个小片段，如果你模拟整个星球，就没有边界。因此，随着元宇宙的快速发展，规模化就非常重要。”

可以确定的是，元宇宙的真正实现可能需要数年甚至数十年，但Morgan McGuire认为，我们不能靠等待摩尔定律的进化，而是要主动去做一些事情。他认为，摩尔定律对于CPU无需执行的单线程是很好用的，但它如今除了作为基准之外什么都不是。

“摩尔定律在GPU经典场景下会得到更多的晶体管和更高的时钟频率，因此我就不必改变算法，但一块GPU封装容纳的晶体管数量是有限的，现在似乎达到了极限。所以我认为我们开始看到多包设备，就像是之前的多核处理器，多线程似乎一度完胜多处理器，但我们现在看到一个芯片里可以放更多核心，所以我认为多处理器的趋势又回来了。”

他还举例称，如果你不改变算法，你的程序如今在任何新硬件任何情况下都不会运行更快，甚至会运行更慢，主要是因为新硬件拥有更多时钟频率更慢的内核，如果没有充分利用，这就会带来问题。

元宇宙架构，实际上是个设计挑战

从架构方面来说，Morgan McGuire认为服务器比客户端更容易控制，因为开发者可以将所有东西都放到服务器上，但客户端问题就很棘手，因为元宇宙的便捷性是很重要的，它需要多种形式、多种语言的覆盖和支持。

“对于VR，我可以走出去获得一个Quest头盔或者任何硬件，但我不想在城际巴士上穿戴，这是反社会的，甚至走在城市里的时候带VR头盔都是不安全的，所以这种情况下，便捷意味着在你的手机上可以展示同样的东西，不一定是同样的体验，而是有机会参与到不同设备人员参与的同一个VR空间，比如有些人用的是VR，有些是主机，有些人用的是PC，还有人使用手机体验。”

在他看来，由于硬件配置的碎片化严重，元宇宙在移动端的挑战更大，因为手机所面临的限制不仅是处理器，还有RAM以及网络连接，加上大量的旧手机并没有被淘汰，覆盖所有移动用户的挑战性会更大。

他以《Roblox》举例说，“很多用户使用的是其他人换代下来的手机，他们是青少年或者儿童，所以在用父母之前的旧手机或者二手机，我们希望支持这些人、给他们最好的体验，所以我们不能要求玩家必须用最新款手机体验，而是要寻找合适的方式给他们带来同样的体验，这是很有挑战的，因为有时候驱动可能有bug，甚至永远不会被解决，这限制了很多能力。”

不过，Morgan McGuire透露，一次与朋友的谈话改变了自己对元宇宙数字方面的看法，“我们并不是要渲染元宇宙，而是给你呈现元宇宙的一个视觉化。”

从这个角度来看，内容创作者就不用在客户端渲染元宇宙，而是当考虑到该设备功能的时候，元宇宙能够创造的最佳可视化窗口是什么？我们并不用要求手机做10年前做不到的事情，只需要从云端给它输入新数据即可。

“如果你在一个低端设备运行，可能需要服务器端处理大量的数据，极端情况下可能100%都在服务器运行，你的手机可能在播放完全渲染的视频，这当然会有时延、互动和宽带等方面的原因，因此它可能并不适合所有情形，但也是一种有趣的极端情况。

另一个极端是拥有强大的PC设备，这种情况下服务器可能需要渲染的东西很少，你或许只是完全复制所有的3D模拟和一切，保证最低的时延，因为这对体验是很重要的，而且你有这样的硬件。所以这是需要平衡的，是一个比较大的设计挑战。”

我们的软件架构是否做好了处理三层或者五层计算环境的准备？

Morgan McGuire还认为，在设计层面，AR面临的挑战实际上比VR更大，因为用户在VR体验中不会看到真实世界，除了重力之外就没有任何参照点，所以设计方面不用受很大的影响，但在AR环境下，如果虚拟角色走进了墙内，就会瞬间失去沉浸感，它必须与真实世界完美同步，因此时延要求比较高。

另外，规模化也是很大的问题，因为，虚拟世界必须避免错误才能让互动变得有意义，但如今还没有基础设施能够搞定这些，Morgan McGuire表示，彻底解决时延问题可能需要2年或者10年以上。

“我们只是刚刚跨过这个无限视觉细节的门槛而已，在这个领域，没有人能在一个服务器上实时获得1万或者5万名玩家。《EVE Online》这样的游戏可以做到，但在这种情况下，它们也只是每秒运行一帧。我们希望每秒60帧，尤其是可穿戴设备上，我们需要达到120或者240HZ的刷新率。没有人真正能够做到，有很多优秀的PC和手机技术，当我们增加玩家数量的时候，这些都会感受到压力，这是一个我非常期待的挑战。”

用NLP做更丰富的体验，为创作者赋能是元宇宙规模化关键

实际上，随着更多设备类型的出现，元宇宙的规模化面临的挑战只会更加复杂，Morgan McGuire表示，比如可穿戴显示器在市面上也有很多的消费者购买，它们没有鼠标、键盘，没有触屏，唯一有意义的输入方式就是语音和手势，因此对人类与机器的交流产生很大的影响。

不过，他认为，人与机器的交流实际上更容易，因为你不用担心认知问题，而人与人的交流就会更难。

比如，机器可以翻译和处理它们并不理解的音频，《Roblox》使用的自然语言文本翻译服务从英语到法语的翻译就很好。这些是有监督的学习系统，所有的自然语言翻译最初都在这方面做了训练，通过这个系统连接不同语言的用户。

“如今我们在Roblox用机器翻译很多东西，开发者们不用担心自己的本地化，系统就可以解决，我们会自动在产品中进行翻译，非常方便，不会给开发者带来任何额外的成本。”

Morgan McGuire表示，如果是文本聊天，有一秒的翻译延迟是所有人都可以接受的，但在语音聊天中，压缩与发送都更昂贵，“我们目前的目标是把时延降低到250毫秒以内，但想要做到对语音的实时自然语言翻译可能要数十年，这是个长期问题。”

元宇宙是从一个我们喜欢和观看的时代，到一个我们参与和创造的时代，我们对内容会有更强的代入感。

从这个角度来说，增强创作者能力是很多公司的共同挑战。Morgan McGuire也认为，创造性也是开放的核心。

“我很遗憾看到今天的网络发展方式，今天的互联网很好，我用它做所有事，但我怀念像GeoCities和MySpace这样让人们可以寻找乐趣和随意发挥的社区，如今互联网已经没有了这些东西，后来有了各种形式的应用商店。”

当然，Morgan McGuire表示，应用商店在变现方面对开发者是非常有益的，它可以让你创造互动内容并向全球用户销售。

“互联网虽然可以让我将内容放上去，缺没有变现方式，没有办法奖励内容创作者，也没有品质控制或者安全、把关等方面的角色，对于应用来说这些是很重要的，因为没有人希望下载一个应用而毁掉手机，所以应用商店很适合专业人士使用。”

不过，应用商店但并不适合学生、业余爱好者，因为如今的应用商店门槛很高，但优势在于，它意味着更多的内容创作者可以因为自己的内容获得奖励。

“从2003年到现在，有过Club Penguin、《Roblox》也是同时发布，还有《第二人生》，这个领域有很多人尝试了很多比较酷的事情，我们都从这些学到了很多，如今我们迎来了第二波元宇宙产品热潮，《Roblox》如今规模大增，但其他公司也在进入这个领域，我们在相互学习。”

Morgan McGuire表示，元宇宙是第三代内容创造，任何人都可以制作一个化身，哪怕你不能做3D建模，但可以绘一个纹理放到T恤上售卖，还可以做限制保证没有人剽窃你制作的内容，如果其他人使用，则需要给创作者抽成。

把这个问题放到整个工具生态系统上，“如何确保我不一定要用某个工具，或许我希望把内容放入一家公司的资源商店，但我不希望用这家公司的工具，我有自己喜欢的工具，那么我如何用一个工具创作内容，然后导出？”

他表示，这是一个很经典的问题，但过去只是专业人士的问题，因为以往除了专业人士没有人创作3D内容。如今所有人都开始创作内容，不管是简单的表情还是语音样本，亦或是复杂的3D互动视界，互操作问题将会越来越明显。

“我认为连接任何工具到任何资源商店是第一步，Roblox已经宣布了开放云，Studio不再是《Roblox》唯一的内容创作方式，你可以直接通过《Roblox》资源云写一个插件或者Python脚本或者任何东西，并上传和下载内容，对我来说这是很令人兴奋的第一步。”

Morgan McGuire还表示，“元宇宙是我们在为那些真正将要创造元宇宙的人搭建舞台，他们将打造下一个级别的元宇宙。他们可能是那些12岁的青少年、是业余的卧室程序员，今天的3D美术师，或是在社交媒体上像我们提问的图形专业的学生，这也是我对元宇宙的未来充满希望的原因。”