用虛幻引擎構(gòu)建虛擬城市與數(shù)字孿生

虛幻引擎
如果你能用3D形式復制一整座城市,那么就會有無窮可能。房產(chǎn)商可以讓潛在客戶在VR中瀏覽商品房和周邊區(qū)域,從而完成房地產(chǎn)交易。規(guī)劃人員可以用它測試城建設計,評估它們對交通和環(huán)境的影響。重要景點的虛擬游覽項目則能大大促進旅游業(yè)。

如果你能用3D形式復制一整座城市,那么就會有無窮可能。房產(chǎn)商可以讓潛在客戶在VR中瀏覽商品房和周邊區(qū)域,從而完成房地產(chǎn)交易。規(guī)劃人員可以用它測試城建設計,評估它們對交通和環(huán)境的影響。重要景點的虛擬游覽項目則能大大促進旅游業(yè)。你甚至可以舉辦VR音樂會,讓世界各地的樂迷大串聯(lián)。

一家可視化工作室已經(jīng)將這個夢想化為現(xiàn)實。Zoan是一家使用實時技術為各行各業(yè)創(chuàng)作各種沉浸式體驗的芬蘭公司。這家工作室在過去幾年中大力推進的一個項目就是以虛擬方式再現(xiàn)芬蘭首都赫爾辛基。

虛擬赫爾辛基只是該工作室開展的眾多項目之一,但它們都有一個共同的宗旨:用同一個模型創(chuàng)作許多不同類型的內(nèi)容,從而大大提高投資回報。“使用虛幻引擎,我們能夠創(chuàng)作動畫、圖像、VR、全景式體驗。”Zoan的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Miikka Rosendahl說,“對客戶來說這是一個全新的理念,因為他們習慣了花錢以后只買到一套圖像?,F(xiàn)在他們卻能得到各種類型的內(nèi)容。”

赫爾辛基的3D數(shù)字復制品

虛擬赫爾辛基是這座城市的3D數(shù)字拷貝,它可以用于從VR體驗到房地產(chǎn)解決方案的各種用途。它已經(jīng)被芬蘭國家商務促進局搬到了Slush Singapore等展會上,用于宣傳赫爾辛基,還在這座城市當選為2019歐洲智能化旅游之都時出現(xiàn)在芬蘭的技術展示中。

開發(fā)一座城市的數(shù)字復制品當然需要龐大的數(shù)據(jù)集。這就是Zoan選用虛幻引擎構(gòu)建該環(huán)境的原因之一。“處理龐大的城市文件曾經(jīng)被認為是不可想象的,因為以前我們只能使用傳統(tǒng)的3D建模軟件。”Zoan的合伙人兼首席產(chǎn)品官Jonathan Biz Medina解釋說,“虛幻引擎能夠為我們提供極高質(zhì)量的實時預覽,這讓我們一下子就愛上了它,而且從那以后就一直用它。”

事實上,視覺品質(zhì)因素正是這家工作室從替代解決方案轉(zhuǎn)向虛幻引擎的原因之一。“一開始,我們用的其實是另一款游戲引擎。但它無法達到我們想要的視覺品質(zhì)。”Rosendahl說,“后來我們看到了一些用虛幻創(chuàng)作的內(nèi)容,那視覺效果真是太驚人了。于是我們說‘好吧,如果我們想達到那種照片般逼真的水平,這就是出路。’”

雖然團隊中有些人起初對改換引擎持謹慎態(tài)度,但在他們深入了解這種引擎之后,所有的擔心很快就煙消云散了。“因為他們發(fā)現(xiàn),使用以藍圖為代表的各種炫酷新工具,能以快得多的速度實現(xiàn)目標。這比他們認為的要容易的多。”Rosendahl說。

藍圖可視化腳本系統(tǒng)通過一套面向可視化而非面向代碼的系統(tǒng),使程序員之外的人員也能掌握虛幻引擎的編程工具。它為團隊中技術知識較少的成員提供了進入實時工作流程的捷徑。

另一方面,對于精通C++的團隊成員來說,虛幻引擎公開的源代碼為他們提供了定制和擴展引擎的自由。這是Zoan決定改用實時工具的另一個原因。“這種事我們用其他游戲引擎是做不到的。”Rosendahl說。

使用虛擬建筑和物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)字孿生

Zoan還通過Zoan數(shù)字化建筑提供建筑可視化,這是一種虛擬的設計和施工服務。實時技術是推動這一產(chǎn)品的原動力。“以前我們總是要渲染圖像,再等待客戶確認。”Medina說,“虛幻卻能讓我們進行實時更改,我們再也不用等上幾個小時來讓圖像成形了。”

這對工作室的周轉(zhuǎn)時間產(chǎn)生了顯著影響,客戶對此非常高興。Miikka記得,最近在一個建筑可視化項目中,Zoan為了能及時交付,中途從傳統(tǒng)渲染改成了實時渲染。“客戶看不出質(zhì)量上有任何差異,而現(xiàn)在他們能快速進行新的迭代了。”他說,“他們問‘怎么回事?’我們說,‘那是我們的新技術。是虛幻引擎。’”

現(xiàn)在Zoan能夠在內(nèi)部完成項目90%的工作,然后上門拜訪客戶來完成余下的10%,也就是進行更換家具式樣之類的小幅調(diào)整。“如果使用傳統(tǒng)渲染,這絕不可能實現(xiàn),”Rosendahl說。

通過發(fā)揮實時技術的威力,Zoan的建筑可視化業(yè)務模式發(fā)生了翻天覆地的變化。使用傳統(tǒng)渲染的時候,這家工作室會出售圖像和幾秒鐘長度的動畫。有了如照片般逼真的交互式環(huán)境后,這種模式就再也沒有意義了。“現(xiàn)在我們主要是銷售建筑空間,并且在創(chuàng)建空間時配上很酷的光照。”Rosendahl說,“然后我們可以實時截屏和創(chuàng)建動畫,這是不可能使用傳統(tǒng)渲染流程做到的。”

實時光線追蹤的問世意味著工作室所能提供的作品在品質(zhì)上又將突飛猛進。“光線追蹤的出現(xiàn)對我們來說是非常激動人心的時刻,因為我們可以告訴客戶說,我們能交付和傳統(tǒng)渲染不相上下的品質(zhì),而且能批量產(chǎn)出這種內(nèi)容。”Rosendahl說,“這在我們看來完全是突破性的。”

Zoan已經(jīng)走出建筑可視化領域,開始試驗數(shù)字孿生,即利用虛幻引擎創(chuàng)建實體用戶界面,它們可用于與第三方數(shù)據(jù)交互,例如來自物聯(lián)網(wǎng)(IoT)傳感器的人員流量或數(shù)據(jù)。

工作室意識到自己為客戶創(chuàng)建的逼真3D數(shù)字模型往往在營銷階段結(jié)束后就被廢棄,于是萌生了這個想法。“我們認為,我們可以為客戶提供讓他們終身受益的價值。”Rosendahl說,“我們發(fā)現(xiàn)有了實時技術,就可以提取物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),并且通過我們創(chuàng)建的數(shù)字孿生將其可視化。”

用于現(xiàn)場娛樂的增強現(xiàn)實

除了建筑可視化、數(shù)字化映射和虛擬城市,Zoan還積極開拓新興的XR現(xiàn)場娛樂行業(yè)。在最近的一個項目中,這家工作室與華納音樂和芬蘭的創(chuàng)作型歌手Vesala協(xié)作,在芬蘭最大的室內(nèi)體育館舉辦了這位藝術家的現(xiàn)場演唱會。“我們制作了壯觀的增強現(xiàn)實體驗,讓觀眾能夠在演唱會中全程分享同步的AR圖層。”Zoan的合伙人兼首席運營官Laura Olin說。

觀眾能夠通過手機看到鮮花盛開和流星掠過等視覺效果,而且這些效果與Vesala的歌曲保持同步。“實時技術——尤其AR——讓我們得以突破創(chuàng)作的界限。”Medina說,“我們能夠讓創(chuàng)作者隨心所欲地自由創(chuàng)作,探索各種藝術可能性,再也不受現(xiàn)實的束縛。”

無論是為Vesala這樣的藝人開辟新的創(chuàng)作道路,還是為房地產(chǎn)開發(fā)商提供多元化的營銷材料,Zoan堅信實時技術必將改變各行各業(yè)的運營環(huán)境。這家工作室預計,它的所有客戶很快都會突破傳統(tǒng)流程的限制來看待問題。“他們再也不會滿足于漫長的渲染時間了。”Rosendahl說,“他們不會再為了迭代設計而等待。這改變了游戲規(guī)則。”

告別漫長的渲染時間對Zoan首席執(zhí)行官來說也是一種解脫。“我要承認,渲染農(nóng)場曾經(jīng)讓我很受傷。”Rosendahl說,“我們?yōu)榱俗瞿承〇|西,花了很多錢,結(jié)果卻沒做好。現(xiàn)在可以說‘那都過去了’,這讓我們特別高興。”

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