一、介紹
元宇宙(Metaverse)融合了實體與數位世界，透過創新科技，例如擴增實境 ( Augmented Reality, AR)、虛擬實境 (Virtual Reality, VR)、即時3D(real-time 3D) 與互動影像等技術， 使人們可以線上體驗共享的3D虛擬世界，元宇宙在社群網路、線上遊戲與現場娛樂(如演唱會)中越來越受歡迎。

隨著投資開發即時3D技術的增加，可以預見元宇宙市場在社群媒體市場、線上遊戲與其他技術領域的市場中，擁有龐大的發展潛力，目前元宇宙市場仍處於起步階段，MarketsandMarkets估計元宇宙市場將從2022年的618億美元，成長至到2027年的4269億美元，年複合成長率(CAGR)為47.2%，至2030年元宇宙市場收入將達1.6-1.7兆美元。

二、案例研究分析
目前有多個機構利用元宇宙建立數位世界，能與即使溝通、且使用者可以到訪商店、特定地點與、體驗多玩家的現場3D遊戲與進行交易。
(一)三星透過基於區塊鏈技術的虛擬世界Decentraland中建立虛擬商店
三星的元宇宙商店837X，是複製座落於紐約真實旗艦店Samsung 837的虛擬商店，837X為網路世界Decentraland中，最大的品牌土地收購案之一。用戶需要透過網路瀏覽器登入Decentraland，才能進入837X商店，並利用虛擬分身進入大廳，大廳中的虛擬嚮導將引導虛擬分身前往3個虛擬世界，分別為永續的森林世界(Sustainability Forest)、互動戲院(The Connectivity Theater)與客製化舞台區(Customization Stage.)以獲得不同的3D體驗。

(二)邁向元工廠 (Meta-factory)
現代 (Hyundai) 企業與Unity簽署了一份合作備忘錄 (Memorandum of Understanding, MOU)，以期成為未來移動通訊解決方案領導者，該備忘錄涵蓋智慧製造、人工智慧技能培訓與自動駕駛模擬。現代企業利用元工廠概念試營運虛擬化工廠，並推算工廠運作的最佳化模式，使工廠管理者不需要到廠即可解決問題。未來將展示即時3D與虛擬平台，該平台將涵蓋現代汽車的客戶群，提供從銷售、營運與客戶體驗等更全方位的服務。在消費者層面，也能在實體試車前用數位方式試用、測試與參與各種與汽車相關的解決方案。

(三)、時尚元宇宙
H&M與Dress-X合作推出一個具永續理念的虛擬商店，並強調「不浪費、不包裝與不運輸，時尚元宇宙以競賽方式進行，透過提供一系列商品，包括一件超大的閃光背心、一件橘色閃亮針織衫與一條發光的寬鬆長褲，參賽者必須利用商品設計造型與名稱，將其創意上傳到網頁，雖然品項不多且為競賽模式， H&M仍展望未來，希望成為未來元宇宙的主要參與者並獲得巨大收益。

三、技術分析
在技術方面，該報告將元宇宙所需的技術分成三個層面，分別為基礎設施層面、設計與開發層面與人際互動層面。
(一)、基礎設施層面
1. 5G網路：5G技術的高頻寬、低延遲與大量裝置使用的特性協助機器與機器間(M2M)通訊與無延遲服務，並支援各種資料密集型的元宇宙應用，包含AR與VR的應用程式。

2. 物聯網：物聯網平台驅動著元宇宙市場的發展，物聯網平台能支援遠端管理，並能即使在裝置附近進行邊緣運算，可不受其他網路干擾。製造業與工業部門已著手利用AR與VR，進行教育訓練與預測性維護。

3. 雲端運算：雲端運算使企業能將資料儲存在高性能的電腦中，由第三方公司管理應用程式、伺服器、資料庫等其他資源。雲端運算除了可提高運算速度外，企業亦可選擇適合其業務的服務模型，也能以客製化的服務配置，提升其生產力。

4. 邊緣運算：邊緣運算是將從感測器、致動器與控制器所蒐集到的資料，在裝置中自行分析，或將資料發送至最近的資料中心或運算設備進行運算，因許多產業使用物聯網的情況增加，以及行動裝置滲透率提升，史的更多企業導入邊緣運算，以強化企業的IT基礎設施，並透過邊緣運算減緩網路過載風險與延遲問題。

(二)、設計與開發層面
1. 區塊鏈：區塊鏈是利用加密保護技術將資料以區塊的形式儲存成不可竄改的鏈狀系統。每個區塊都儲存了資產的保存與修改紀錄，因此區塊鏈可以做為審計追蹤系統，或版本追溯系統，以確保其內容之可信度。在元宇宙中，區塊鏈技術目前主要用於虛擬房地產應用，使用者可利用區塊鏈技術在雲端購買虛擬商業空間，此空間可被租用、開發或作為其他用途，如建立線上虛擬購物中心等虛擬商店、遊戲或社交空間，並透過XR服務為遊客提供身歷其境的體驗。

2. 3D建模與即時演算：在元宇宙中，虛擬世界是由使用3D建模軟體或遊戲引擎所創立的，加上即時演算技術可應用於可視化元宇宙中的各種物品，3D建模類型包含箱形模型(box modeling)、輪廓模型(contour modeling)、非均勻有理仿曲線(nonuniform rational b-splines, NURBS)模型、細分模型subdivision modeling,、數位雕塑、表面模型與程序性模型等，依據不同目標，而在元宇宙有各自適合的建模方式，如建立小型物件、房間、空間與天空等各種互動的物件。

3. 人工智慧、機器學習、自然語言處理與電腦視覺： 人工智慧與機器學習是元宇宙的核心架構，可透過演算法與程式，來處理與分析大數據。自然語言處理、雲端服務與電腦視覺等技術，則被用於訓練與建構機器學習模型，並有助於得到實際且具有價值的洞見。由於元宇宙涉及大量資料，預期人工智慧與機器學習將在市場扮演重要角色，而整合人工智慧與自然語言處理，則能促進元宇宙的人機互動。

(三)人際互動層面
1. 虛擬實境 (VR)：VR利用影音軟硬體技術為用戶提供高品質沉浸式體驗，該技術著重於遊戲、影音、直播與社群媒體等大眾市場。微型顯示器在VR市場中漸受歡迎，例如架設在智慧型手機的VR裝置可透過簡單的光學元件提供更寬廣的視野，但缺點為其解析度不足。

2. 擴增實境(AR)：AR技術較VR技術的應用更為廣泛，利用AR裝置加入即時3D虛擬物件的應用，在感知層面上徹底改變使用者與現實世界的互動方式。以裝置分類，已商業化的AR技術主要有智慧型手機AR技術、一般顯示器AR技術、近眼顯示AR技術 (Near-eye-based AR technology)與網站AR，由於越來越多人使用手機AR應用程式，目前認為智慧型手機AR技術最具發展前景。

3. 混合實境與3D全像式顯示器.(3D Holographic Displays)： 混合實境利用下世代感測器與成像技術賦予使用者可同時操作實體與虛擬物品的能力，並與其共構環境進行互動。目前有全像式與沉浸式兩種MR技術，全像式MR技術的特性是將虛擬物品放置於現實世界中，就像它就在那裡一樣；沉浸式技術則是透過設備改造我們對實體世界的認知，以創造出位於虛擬世界的感受。

四、依零組件分類之元宇宙市場
全球元宇宙市場根據零組件分為硬體、軟體與服務三大部分。本節主要探討元宇宙零組件的重要性。硬體包含AR/VR/MR裝置與顯示器，這些裝置透過AI、機器學習、自然語言處理與雲端運算等技術驅動使用者與元宇宙間的互動。軟體部分則包含遊戲引擎、3D建模與重建、地理空間繪製、元宇宙平台與金融平台的技術，讓使用者能在元宇宙的世界中化身成各種虛擬角色。元宇宙服務市場包含應用程式開發與整合以及戰略與業務諮詢等服務。但由於元宇宙市場仍在初始發展階段，所以服務市場方面的參與者很少。

在硬體部分，元宇宙市場在2022年將達到136億美元，預計在2027年達到1413億美元，預期期間內的複合年成長率為59.8%。2022年VR設備佔整體市場的最大佔比，不過AR設備在2022-2027年，將以複合年成長率80%的速度成長。
(一)、硬體
1. AR裝置：AR裝置分頭戴式顯示裝置(Head-Mounted Displays, HMD)與抬頭式顯示裝置 (Head-up Displays, HUD)兩種。頭戴式顯示裝置顧名思義為將裝置戴在使用者頭上，包含智慧眼鏡與頭盔。AR智慧眼鏡可應用於商業、汽車、工業與醫療保健方面，故其廣泛需求可驅動市場。抬頭式顯示裝置則是利用光學鏡片將資訊投影至外部物件，例如擋風玻璃，以擴展AR視野。目前，HUD用於強化汽車、太空與國防的訓練上，這些顯示器仍處於開發階段，預計很快會被廣泛採用。
2. VR裝置：頭戴式裝置HMD通常做為VR、MR與遠端應用的視覺顯示器，因為頭戴式裝置設備輕巧，並提供廣泛視野與立體能力，透過用戶頭部的運動感測顯示圖像。VR HMD可用於遊戲、娛樂、醫療保健、零售與電子商務等各種應用。
3. MR裝置：MR技術具有高互動性，使用者可以自然的利用身體或手勢與沉浸式物件與環境進行互動。MR設備分有線、無線與智慧型手機三類。MR耳機透過HDMI/USB線連到電腦，其內置的感測器感測使用者周遭的物理環境，並與全息顯示器進行互動，提供用戶身歷其境的體驗。目前，MR耳機目前處於企業部署的早期階段，例如蘋果配置感測器的HMD正在部署相關專利。
4. 顯示裝置：元宇宙相關的顯示裝置包含有3D顯示器、全像顯示器與虛擬鏡子。這些顯示器在零售、娛樂與醫療保健與工業領域都各有不同應用案例。

(二)、軟體
1. 延展實境的軟體 (Extended reality software)：包含各種AR/VR 網頁以及行動裝置的應用程式開發，所需要的相關套件與雲端工具。軟體開發工具 (Software Development Kits, SDKs)為一套軟體開發工具，能讓開發者運用特定的軟體與其框架、硬體平台與作業系統，SDK不僅能提供設計、創造與測試AR/MR/VR體驗的工具，並可利用複製的方式，將功能添加至3D物件。
2. 遊戲引擎：遊戲引擎是一種軟體開發環境，以最佳化與簡化遊戲的開發與設計。利用遊戲引擎可更輕鬆與快速地開發新遊戲，而其2D或3D的顯示技術也可應用在資料視覺化、流程與產品中，利用創新的方式開發出具創造性的協作模式。
3. 3D建模與重建：藉由3D掃描實體的方式，利用 4K的高解析度攝影技術，3D建模可精確地在虛擬世界重建該物品，包括建築物、位置與各種物體。建模後的空間資料，可在元宇宙中重建該實體的虛擬分身，以創造出逼真的虛擬實境體驗。
4. 元宇宙平台：元宇宙平台包含閘道、數位角色創建、賺錢遊戲、虛擬世界、以元宇宙為基礎的社群媒體等。元宇宙透過結合VR與AR等技術創造一個交互式、沉浸式與協作式的共享虛擬3D宇宙，使用者可以在其中從事交易土地、大頭貼、建築物等數位物品等經濟活動與其他各種互動，也可以透過遊戲在虛擬世界中賺錢獲得穩定收入，在這個虛擬世界中活動與現實相比並無二致。
5. 金融平台：金融平台包含數位貨幣、加密貨幣與NFT平台。隨著元宇宙與其購物需求的增加，需要一個數位平台來處理該世界與現實世界間的金融交易，而金融機構有機會能夠提供這個平台。非同質化代幣 (Non-fungible tokens, NFT)為基於區塊鏈技術的加密資產，不同與加密貨幣，NFT具有獨特的交易方式，且正朝向展示與銷售數位藝術品的模式逐漸流行。