文 | 案山子
“数字孪生是XR发展的基石。”VR陀螺认为。
或许在很多人的印象中，51VR是一家做VR看房的公司。 然而自51VR的地球克隆计划一步步推出，到如今发展到第三年，51VR早已不再是大众认知中的VR公司。 12月18日，地球克隆计划3发布会在上海举行。大会主题围绕近两年爆火的“数字孪生”，涵盖数字孪生在智慧城市规划、自动驾驶、智慧地产等多个领域的应用展示分享。 同时，51VR也在会上宣布正式更名51World。
数字孪生与VR有何不同？
如果说虚拟现实（VR）是构建一个完全虚拟的世界，那么数字孪生则是构建一个虚拟的真实世界。 虽然都是虚拟，数字孪生与VR不同的是，其不仅是物理世界的数字化映射，更与物理世界有着强交互性，具备双向影响的能力。比如通过数字世界对物理世界的事物下达指令、计算控制；反向也可以将物理世界中的点滴变化实时映射到数字世界中，双向影响。 近两年，“数字孪生”概念爆火，不论是在政策、资本还是布局的企业和应用上，丝毫不亚于2016年的VR。 仅以“数字孪生城市”为例，由2017年雄安新区智慧城市和智能城市规划事件为导火索，短短两年“蔓延”到各个城市，贵阳、浙江、南京、重庆、舟山、长三角各个地区纷纷开始了“数字孪生城市”的探索，南京江北新区更是提出了2025年建成“全国数字孪生第一城”的目标。 根据Gartner曲线，数字孪生被评为未来最为重要的十大关键技术之一，Gartner认为，到2021年，一半的大型工业公司将使用数字孪生，从而使这些组织的效率提升10%。 而这两年来，顺势转型以及新入局的相关企业也如巨浪袭来，GIS公司超图、三维地理信息技术研发公司泰瑞数创都属于顺势转型的企业，而科技巨头微软、阿里、华为、科大讯飞等公司自然也不会错过这个新的技术浪潮。 作为一家以VR房产起步的公司，这3年来，其正一步步脱离VR标签，犹记得第一届“地球克隆计划”发布会中，其推出了VR中训练AI 自动驾驶、以AR眼镜为载体的"Cybertron-Eyes" AR 增强测试场等等，从第二届开始VR、AR的身影便逐渐消退，如今已完全不再。 随着51VR更名51World，是否意味着其正式从VR“退圈”？VR陀螺并不这样认为，将在后文详述。
数字孪生发展的三个阶段
提到数字孪生的发展，51World创始人兼CEO李熠在大会中分享了该技术发展的三个阶段，以及51World选择的切入时机。
数字孪生技术其实是一项已经接近半世纪的技术，在今年才被越来越多的人、行业所熟知、应用。
在半世纪以前，数字孪生技术主要被用于军事领域，比如制造火箭这类特别重型的设备时，就会采用数字孪生技术协助研发和测试。（该阶段可理解为传统意义上的虚拟仿真。）
第二个阶段主要用在工业仿真领域，比如汽车设计以及一些高危行业，需要用到数字孪生的一个特性——物理世界与数字世界之间的映射。最开始数字世界世界和物理世界并没有关系，物理世界和数字世界完全平行，没有交集，但是慢慢地数字世界和物理世界开始有了交互，就像一台真正的飞机在物理世界中运行的同时，也会在数字孪生世界中同步。
第三个阶段，数字孪生行业进入到了数字运控、模拟预测、人机交互阶段。
根据德勤观点，数字孪生由六大部分组成：
1、传感器：生产流程中的传感器负责搜集数据、传递信号；
2、数据：传感器提供的实际运营和环境数据和企业的生产经营数据（如物料清单、设计图纸等）合并形成数字孪生的数据来源；
3、集成：传感器通过集成技术（包括边缘计算、通信接口等）实现物理世界和数字世界之间的数据传输；
4、分析：利用分析技术开展算法模拟和可视化程序，进行数据分析；
5、模型：基于上述数据与信息，建立物理实体和流程的数字化模型，通过模型计算物理和生产流程是否出现错误偏差，从而得出解决错误偏差的方式和行动；
6、控制器：基于模型计算的结果，通过控制器开展行动，调整和纠正错误。
如今数字孪生已经进入第三个阶段，落地应用阶段。而李熠提到，51World并不会什么都做，而是要成为应用中的“骨架”，赋能合作方。
定位“骨架”，赋能行业
此次大会上，51World 发布了城市级全要素场景自动化平台。
51World全要素场景是将植被、道路、建筑、车辆、园区等全场景的拟真再现；以及视觉真实、物理模拟、地理信息、实时交互等多要素融合叠加，帮助各行业数字化升级，使能实现基于视觉孪生、物理孪生及时空孪生的场景应用。 51World全要素场景目前囊括L1-L5 五大级别，其中，L1为初仿真场景，能实现快速自动生成城市网格；L2为中仿真场景，已可实现快速自动还原城市建筑、道路细节、地表植被、车流人流等细节；L3高仿真场景，其细节相对于L1-L2更加完整真实，目前已可实现建筑细节、动态光影及车流等高拟真画质；L4为超仿真场景，主要用于模拟仿真及AI训练，可实现交通信号、车辆及行人的细节还原；最高级L5全仿真场景，可实现纹理细节的照片级真实还原，并能真实还原光照及其他物理规律。
此外，51VR还推出51SuperAPI平台，以供智慧城市、房产开发、自动驾驶等各个行业的客户对模型进行二次开发。
世界编辑器
发布会上展示了上海市数字化的案例，效果极其震撼。重建场景为整个上海市，面积高达3000多平方公里，超过40万栋楼房，以及无数横纵交错的道路，完全数字化呈现出来。该画面达到L3级别，从视频来看，模型精细度、光影、细节效果都呈现出极高的质感。
如果在游戏中，如此庞大的工作量，或许需要花费数年时间，然而，据了解51World采用GIS、传统CAD建模、自动建模生成插件、航拍等多种方式结合，一座城市的建模能够在不到一天的时间内完成，且精度达到L3级别。而生成数字化模型所使用的服务器费用仅数万元，最后该数字化应用即便在60帧4K的情况下运行，也不需要架设专用服务器，当下最新的显卡就足以支持。
现场展台展示了多个领域的案例。如华为坂田基地的数字孪生IOC运控平台案例，通过对华为坂田基地的1:1还原，以及传感器收集到的实时数据，在数字世界中可以对物理世界的安防情况、人员热力情况、周边监控管理等等进行实时追踪及控制。
在与北京交通发展研究院共同打造的城市微观实时交通流还原案例中，通过导入数据，模拟北京城各区的交通车流情况，对数据进行分析调研，以便于合理规划城市交通。
微观交通仿真
模拟仿真及AI训练也是其中重要的应用场景。据了解，51World已与诸多自动驾驶汽车企业以及研究机构合作，提供自动驾驶汽车模拟训练环境。导入自动驾驶算法后，可以对模拟环境进行设置，包括冰雪雾雨等天气气候、早晚任意时间、车流密度、行驶车速、行驶路线……
随着数字孪生的落地应用，给企业带来了极大的发展红利。自2015年1月成立以来，51World保持了每年超过400%的快速增长，目前已服务来自海内外超过500家企业客户，其中包括BMW、戴姆勒、汽车之家、威马汽车、万科、当代、碧桂园、JQZGroup、一汽奔腾、阿里巴巴、奔驰、中国移动、国家智能网联汽车（上海）试点示范区等知名企业和机构，而团队规模也超过了400人。
数字孪生是XR发展的基石
上文提到，51VR更名51World是否意味着“退圈”？ VR陀螺认为并没有，从数字孪生的应用场景来看，实际上与VR有着非常高的相似度。不过如果仅谈论VR过于局限，数字孪生未来可以作用于整个XR（指VR、AR、MR）中。 目前XR的作用还只是体现在三维可视化，在一些行业应用中包括远程协助、空间共享等功能，仍停留在“虚拟”或“增强（叠加）”阶段。而数字孪生最大的差异在于与物理世界的双向交互，且不需要使用特殊的硬件终端。
随着计算机视觉技术的突破，如Slam定位技术，类似ARKit、ARCore中的环境识别，以及物体识别，虚拟与现实世界正在慢慢融合。
网络传输速度升级、传感器融合、设备智能智慧化、深度学习等等技术的革新，让万物互联成为可能。 VR陀螺认为，数字孪生将成为未来XR发展的基石。
2016年一则“超现实未来世界”视频红极一时，展现了未来人类与世界的交互方式。现在数字孪生在做的事情，是对物理世界的重建。而深度融合的混合现实（MR）体验，则需要对现实世界完全实时重构，对现实世界理解后，才能发挥真正融合的效果。数字孪生所积累下来的数字资产，将成为未来第四代计算平台——XR终端，理解世界、与世界交互的重要基石。
