元宇宙產(chǎn)業(yè)地圖

近年來，數(shù)字孿生引起了人們的關(guān)注，它可以通過數(shù)字模型來改變世界，這些模型可以復(fù)制仿真各種對象和系統(tǒng)的活動(dòng)。隨著元宇宙（Metaverse一個(gè)描述互連虛擬空間集合的術(shù)語）的發(fā)展，勢頭正在進(jìn)一步增長。與往常一樣，深入了解這種“一夜之間暴熱的現(xiàn)象”是有價(jià)值的。例如，如果您想了解數(shù)字孿生，則需要研究3D圖形引擎，這是大多數(shù)數(shù)字孿生平臺(tái)中的關(guān)鍵成分，但通常不會(huì)列在表面標(biāo)簽上。

為許多早期的CAD和仿真工具提供支持，包括由Ansys、達(dá)索系統(tǒng)和PTC等當(dāng)前數(shù)字孿生領(lǐng)導(dǎo)者收購或構(gòu)建的關(guān)鍵產(chǎn)品。

一路走來，Tech Soft 3D 被Autodesk收購后分拆出來，從Adobe那里獲得了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)訪問和發(fā)布技術(shù)，最近又收購了分析工具Ceetron和VKI，在行業(yè)競爭對手中提供了一種瑞士的工程解決方案。

今年，用于工程軟件開發(fā)的圖形引擎工具進(jìn)入了采礦業(yè)的兩個(gè)新數(shù)字孿生產(chǎn)品——DataMine和MineRP——以及用于造船業(yè)的Napa數(shù)字孿生產(chǎn)品。這是在平臺(tái)上構(gòu)建的數(shù)十種其他數(shù)字孿生工具、服務(wù)和應(yīng)用程序之上。

Tech Soft 3D 的SDK工具通常是處于基于數(shù)字孿生的轉(zhuǎn)型前沿的不同行業(yè)的新軟件產(chǎn)品和服務(wù)的起點(diǎn)。這些包括游泳池設(shè)計(jì)、鈑金彎曲和音樂會(huì)的輕型索具。這些公司通常會(huì)從其特定行業(yè)（例如采礦業(yè)）或是該行業(yè)的細(xì)微部分（如勘探、統(tǒng)計(jì)分析或項(xiàng)目和材料管理）中帶來具體的理解、工作流程和算法。

“我們的愿景是幫助各種規(guī)模的工程軟件公司進(jìn)行創(chuàng)新。我們的工具包使客戶的產(chǎn)品上市變得更容易、更快捷，”Tech Soft 3D開發(fā)者關(guān)系高級(jí)經(jīng)理Jonathan Girroir告訴記者。

  數(shù)字孿生中3D數(shù)據(jù)動(dòng)畫的特征  

根據(jù) Girroir 的說法，現(xiàn)代游戲和娛樂行業(yè)中的3D數(shù)據(jù)動(dòng)畫與數(shù)字孿生中的3D數(shù)據(jù)動(dòng)畫之間存在細(xì)微的差異。

“工程可視化側(cè)重于準(zhǔn)確性，而其他工具，如虛幻引擎（Unreal Engine）等娛樂工具，則側(cè)重于視覺保真度，本質(zhì)上是通過預(yù)處理來欺騙眼睛和照片寫實(shí)。工程中的3D可視化需要準(zhǔn)確，因?yàn)閷?shí)際的工程決策是使用它做出的，”他說。“我們無法在某些工作流程中簡化模型以提高性能，因?yàn)樽罱K可能會(huì)使用它來完成測量。”

另一個(gè)顯著差異是在工程應(yīng)用程序中更難預(yù)處理數(shù)據(jù)。視頻游戲引擎可以優(yōu)化模型以在性能和視覺保真度之間取得適當(dāng)?shù)钠胶狻５诠こ淌澜缰校瑢ο蟛粩嗟匾圆煌姆绞奖晦D(zhuǎn)換、移動(dòng)、切割。動(dòng)畫幫助工程師通過復(fù)雜的分析做出更好的決策。

下一個(gè)里程碑是采用更逼真的渲染，將工程的準(zhǔn)確性與基于GPU的現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。例如，Tech Soft 3D最近增加了對基于物理的渲染(PBR)的支持，這是一種包含多個(gè)紋理描述、高級(jí)照明和環(huán)境效果的方法。Girroir表示，進(jìn)一步支持照片級(jí)寫實(shí)的圖形硬件改進(jìn)可能會(huì)影響CAE的工程SDK。

數(shù)字孿生的主要挑戰(zhàn)

在跨類似類型的工具進(jìn)行轉(zhuǎn)換/翻譯時(shí)會(huì)出現(xiàn)同樣的問題，而且在跨各種功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換/翻譯時(shí)也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題。機(jī)械、電氣和流體動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)都始于表示同一事物的數(shù)據(jù)的不同方式。

共享3D圖形引擎數(shù)據(jù)

他預(yù)計(jì)，隨著軟件供應(yīng)商、系統(tǒng)集成商和創(chuàng)新者在地球科學(xué)、制造、運(yùn)輸、航空航天、農(nóng)業(yè)、生物科學(xué)以及建筑和施工領(lǐng)域的擴(kuò)展，數(shù)字孿生工具的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)展。但是，過渡和實(shí)施這些工具取決于各個(gè)組織。當(dāng)前的問題集中在如何讓這些行業(yè)的組織者相信數(shù)字孿生的好處，幫助他們實(shí)施新的工作流程并管理整個(gè)企業(yè)的變革。

“元宇宙將影響大多數(shù)行業(yè)的工作流程，為工人提供比以往更多的信息和背景，”他說。

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