QoE enhancement of the industrial metaverse based on Mixed Reality application optimization

As a comprehensive integration of many new-generation information technologies, the metaverse has become a research hotspot that has attracted much attention. As a part of the metaverse, the industrial metaverse is expected to break through the constraints of space and time and promote high-quality industrial development. The industrial metaverse is human-centric, so its quality of experience (QoE) is a key topic. As one of the enabling technologies of the industrial metaverse, Mixed Reality (MR) can seamlessly integrate virtual information with the physical world and is widely regarded as an important window to the industrial metaverse. In close integration with other enabling technologies, industrial MR applications can be seen as a path toward the realization of the industrial metaverse; thus, the optimization of industrial MR applications can effectively achieve the QoE enhancement of the industrial metaverse. Based on the analysis of existing research and the characteristics of industrial scenarios, consistency, authenticity, smoothness, and comfort are identified as the factors that influence the user experience (UX) of industrial MR applications. Specific optimization methods for industrial MR applications are proposed to improve the UX with regard to these four factors. To verify the effectiveness of the proposed methods, a QoE evaluation model of the industrial metaverse based on the fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) is established. Moreover, an industrial metaverse prototype for longwall mining that incorporates the proposed methods is developed and its QoE is evaluated. The results show that the proposed optimization methods for industrial MR applications significantly enhance the QoE in the industrial metaverse, and can provide better services for users in industrial systems, thus better serving these systems.     

元宇宙：概念、技术及应用研究综述

网络技术、人机交互和人工智能等技术的飞速发展催生了元宇宙,并进一步促进人们物质生活各个方面的数字化转型.2021年是元宇宙元年,元宇宙作为一个新兴的概念受到产业界、学术界、媒体界及公众的广泛关注.本文尝试从技术维度和应用角度深度剖析元宇宙.首先,从定义、起源与发展、特征和关键技术(网络及运算技术、物联网技术、人机交互技术、电子游戏技术、区块链技术、数字孪生技术和其他技术)等多方面对元宇宙的概念及内涵进行论述;然后,讨论了当下布局元宇宙的企业和应用实例;最后,剖析了目前元宇宙发展存在的问题和机遇,并对未来研究与应用进行了展望.通过对元宇宙当前的发展状况、研究趋势进行归纳分析以及科学地评估元宇宙的落地应用,为元宇宙研究人员提供有益的参考和借鉴.     

云庙会:元宇宙视角下严肃游戏体验设计研究

目的 以佛山祖庙为对象,在数字文旅背景下从元宇宙视角对庙会进行严肃游戏、体验创新设计,提出新的体验模式——云庙会,对当前庙会旅游存在的问题进行深入挖掘与痛点分析。方法 基于严肃游戏的设计原理对云庙会进行PACT-P系统模式构建,运用H5木疙瘩交互软件进行游戏内容编辑,从庙会的景区、习俗仪式、庙会活动和集市贸易等方面,进行游戏系统化地改造与升级,实现云庙会严肃游戏的便利性、可玩性和互动性。结论 一方面,尝试解决传统庙会旅游中的发展滞后和传播力度不足、游客参与度不高等问题;另一方面,通过严肃游戏的形式使云庙会旅游兼顾游戏性和教育性,不仅给传统庙会旅游提供多元化发展路径,而且为数字文旅发展思路提供实践参考。     

“元宇宙”背景下数字虚拟角色的发展趋势研究

元宇宙正在向人们袭来,未来将给人们生活带来了全方位的影响。数字虚拟角色则是构成元宇宙世界中的关键元素之一,因此剖析数字虚拟角色成为研究元宇宙世界的重要途径。对数字虚拟角色进行究根溯源,明确虚拟角色发展的原因是数字生产力的爆发、文化的迁移和参与者身份的认同。从而进一步得出数字虚拟角色特征表现在群体差异、扩张可塑、身体延展、去中心化、个体多元发展等5个方面。“元宇宙”背景下数字虚拟角色将会朝向更为智能化,更沉浸感、低门槛的趋势发展。     

元宇宙技术发展综述及其在建筑领域的应用展望

新冠疫情的暴发使得人们的活动越来越多地向线上转移,元宇宙概念热潮的出现使得基于虚拟数字世界的生产生活模式越来越多地受到人们关注。目前,元宇宙概念已经在教育、商业、工业等领域有所应用。随着建筑信息化、数字化技术的广泛应用,建筑行业智能化水平不断提高,虚拟数字技术在建筑行业发展中扮演着越来越重要的角色。对元宇宙概念的最新发展和应用进行介绍,重点阐述元宇宙与建筑信息化技术的关系以及元宇宙在建筑领域的潜在应用。分析结果表明,元宇宙的发展依赖于拓展现实、数字孪生、区块链等既有数字化技术的集成,作为一种新技术,元宇宙将为建筑领域的生产方式带来新的改变,也可能催生新的产业模式。     

Location-based service use: a metaverse investigation

The current trend in location-based services (LBSs) research is to focus on the development and deployment of LBSs. This research examines the different uses of LBSs based on a virtual environment. It is argued that using the real world method of developing and deploying LBS restricts the types of uses being developed and that an alternative approach might yield insight into what types of uses are possible and how it might change the thinking of LBSs developers. This research surveyed the Second Life metaverse to identify and categorise the types of LBS used and deployed in the digital world. The results of the survey found that many of the LBSs in SL provided intelligence to the avatar so that they could perform an action which they could not do without the LBS. It is clear that the topic of navigation is biased based on the digital nature of the SL metaverse and its use of the teleportation concept. But the results show that LBSs are ubiquitous throughout metaverse and the types of services go beyond those found in the real world.     

元宇宙下的智慧博物馆研究进展

中华民族拥有五千年的灿烂文化,各民族在各个历史阶段创造出的文物是中华民族繁荣昌盛的见证。博物馆作为文物收藏、文化展示的公共平台,在我国文化传承的过程中起着重要作用,随着科技的发展,当前博物馆已经步入智慧化建设时代。本文对数字化采集技术、文物真实感重建技术、虚拟结合智能交互和智慧平台建设等关键技术进行了对比分析,对诸多数字博物馆与艺术机构的案例进行了比较研究,对在元宇宙下建设智慧博物馆的发展趋势进行了展望。元宇宙技术融入智慧博物馆建设,是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略方向,有利于博物馆的数字化建设,有利于保护和发展中国优秀传统文化,对促进文化繁荣、构筑文化自信以及建设文化强国具有重要意义。     

“元”设计研究与展望:元宇宙时代下的数字内容设计

目的 对元宇宙时代下的数字内容设计(“元”设计)进行了研究与展望。方法 以“元”设计的概念为基础,从“元”设计的特点、价值、内容、关键技术及未来的研究前景等方面,对“元”设计的发展进行了探讨。结果 总结了“元”设计为设计工具迭代、商业模式发展、行业融合趋势等带来的影响。结论 在梳理“元”设计发展模式的基础上,进一步解析了“元”设计的本质并探索了“元”设计的发展方向;“元”设计新思维利用多种新技术的融合发展,让数字内容设计变得更加高效便捷;“元”设计的发展将加强虚实场景的融合,促进基础设施的升级并推动商业模式的迭代。     

元宇宙多模态触觉感知与交互的数据手套技术研究

为了提升元宇宙虚拟手交互的逼真性,研发了一种多模态触觉感知与交互的数据手套系统,该系统具有硬件集成度高、响应速度快、数据采集精确和轻便易穿戴的特点。人手穿戴此数据手套后,系统能够采集人手操作时的温度、指尖按压力和手指弯曲程度等数据,并把这些数据实时赋予给虚拟环境中的虚拟手,让虚拟手具有类似人手的动作行为和感知。提出了一种多通道循环采集数据方法,该方法可以高效且准确地捕捉温度、指尖按压力和手指弯曲程度等异构多模态数据,减轻了数据手套的硬件电路复杂性。实验结果表明,此数据手套在获取实时手指动作信息方面精度较高,提升了虚拟手动作的灵活性、直观性和自然性。