51World创建完整的上海数字孪生

拥有2600多万居民的上海是中国人口最多的城市，也是世界第三的人口大城。总部设在北京的数字孪生专家51WORLD¹已经成功地在虚幻引擎中创建了这座城市的完整虚拟克隆体——囊括了它3750平方千米的全境。

根据最近在The B1M上的报道，51WORLD为包括东方明珠电视塔和上海中心大厦在内的20多个地标建筑分别建立了模型，并使用来自卫星、无人机和传感器的数据，通过一种算法生成了无数其他建筑、道路、河道和绿地的数字化版本。这个计划最终的目的是将这套模型转变为以近乎实时的速度持续更新的真正数字孪生。

数字孪生是指实体资产的精确虚拟表示，它使用互连的数字信息（来自地理信息传感器、卫星、无人机和其他来源）镜像地反映现实。以城市为例，规划人员和工程师可以通过研究数字孪生获得深刻见解，用于改进服务、规划开发、优化建筑系统和监控交通流量。设计师可以在施工前进入实时的城市环境中模拟创意，预先了解各种设计决定的影响，例如在哪里布置公共汽车站，或者新的住宅开发项目会产生什么影响。

51WORLD制作的其他城市的模型已经被用于创建数字孪生。截至目前，最好的范例项目可能是在新加坡，他们在当地为开发商和政府构建了一套数字孪生。它集成了关于建筑、交通、停车场、排水系统等事物的信息，使城市管理者能够监控从交通设施运转到桥梁维护的各种工作，甚至能够模拟洪灾来制定防灾计划。

被私营公司或国家政府掌握的数字孪生自然会引发关于权利、道德和隐私的担忧。但数字孪生实际采集的信息仅仅是趋势而已。所有的数据都是匿名化的；关于特定个人及其活动的事实并不会被跟踪。

为了在虚幻引擎中优化上海模型照片般真实的实时渲染，整个模拟被分成许多两平方千米的模块，根据摄像机视角加载和卸载——这是电子游戏中常用的优化技巧。距离较近的物体会呈现出更多细节，展现准确的环境反光，表面的柔和阴影，以及与天气相符的逼真明暗效果。这个团队使用了虚幻引擎的Sun and Sky²模型模拟自然的日光。 

上海模型显然是迄今为止最先进的模型之一，不过还有多个其他城市也在投资打造这样或那样的虚拟克隆。虚拟赫尔辛基是VR工作室Zoan创作的芬兰首都的数字化副本，虽然还不是真正的数字孪生，但已被用于从旅游宣传到虚拟景点观光的各种用途。

另一方面，新西兰的3D可视化工作室Buildmedia过去三年中也一直在市议会的帮助下使用虚幻引擎开发惠灵顿的精确GIS模型。他们现在计划集成实时智能城市数据，创建真正的数字孪生。 

数字孪生现在仍然处于幼年期，但它们改变城市面貌的潜力是巨大的。随着人工智能和机器学习的兴起，具备自主决策能力的智能城市已经不再是科幻小说的内容，而是极有可能在未来问世的现实。

文中提及的相关链接

[1] 51WORLD

http://www.51vr.com.au/

[2] Sun and Sky

https://docs.unrealengine.com/zh-CN/Engine/Rendering/LightingAndShadows/SunSky/index.html

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