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游戏引擎拓写现实：Unity如何构建智慧城市？

晰数塔互联网快讯
2023-03-18 19:04

本报记者许心怡吴可仲北京报道

曾一度受到资本追捧的“元宇宙”概念，如今褪去高大上的光环，落入更接近实际、更加惠民的板块中——智慧城市便是其中之一。

在智慧城市构建中，数字孪生城市是重要一环。IDC《2022年中国智慧城市市场分析及2023年十大预测》认为，数字孪生城市是中国智慧城市需重点关注的技术和场景之一。中国信息通信研究院《数字孪生城市白皮书（2022年）》指出，数字孪生城市逐步深入到城市全要素表达、业务预警预测、场景仿真推演、态势感知智能决策等多个环节，正成为各地智慧城市建设或城市数字化转型的重要探索方向。

上述白皮书介绍，数字孪生城市技术集成性高，其中核心技术至少包含六大板块：标识感知、GIS与新型测绘、孪生建模、可视化渲染、仿真推演、交互控制。其中可视化渲染技术来源于计算机图形学和图像处理技术理论，通过WebGL或游戏引擎工具将3D模型生成图像、视觉效果的过程，能够真实展现物理世界全貌。

作为全球应用广泛的通用游戏引擎之一，Unity的兼容度与易用性使它可以被快速适配至各行各业的不同应用场景中。Unity中国方面对《中国经营报》记者表示，作为实时3D引擎，Unity能够提供一整套综合解决方案，利用实时三维等技术，助推城市的智能化升级。

游戏引擎构建数字孪生

Unity引擎在数字孪生的营建中，主要提供两项技术支持：虚实同步与实时渲染。虚实同步让物理世界与其数字映射体之间建立了实时对应；实时渲染则让高密度人群、真实光照、雨雪状况等可以在虚拟画面中呈现真切表达。

上述两项技术可以实现诸多功能。比如，真实世界中正在发生的可以无时差地传送至虚拟世界；通过在虚拟世界里的操作，也能实时指挥物理世界中的设备。“举例来说，前者可能是城市交通状况的数据实时可视化，后者则是生产线上的机械臂完全可以通过实时3D引擎来控制。”Unity中国方面介绍。

Unity中国方面称，Unity具备的兼容度与易用性使它可以被快速适配至各行各业的不同应用场景中。“作为实时3D引擎，Unity不仅能够呈现炫目的游戏与影视画面，也能够提供一整套综合解决方案，利用实时三维、数字孪生、大数据、云渲染等技术和跨平台发布的优势，赋能水利、机场、轨道交通、能源等更多基建相关领域进行数字化转型，助推城市的智能化升级。”该公司方面称，未来将持续加大研发投入，致力于打造中国本土的、适配各类国产软硬件平台的数字生产力工具，丰富由实时图形渲染技术支撑的AR、VR、MR以及数字孪生体验，促进中国数字经济安全、稳定、健康发展。

数字经济的发展与网络、云计算等底层基础设施建设密切相关。在推动智慧城市发展方面，目前的基础设施是否存在短板？Unity中国方面回应称，从算力的铺建角度而言，中国速度已经非常可观。

Unity中国方面对记者表示，去年，其与中国移动咪咕携手，中国移动着力构建以“5G、算力网络、智慧中台”为重点的新型信息基础设施，发展“连接+算力+能力”的新型信息服务体系，与Unity中国在实时3D技术的拓展相辅相成。“算力与实时3D技术的同步发展将为各行各业持续带来效率的迭代和体验的升级，智慧城市只是其中的众多板块之一。”

庞大城市走进虚拟

Unity为全球应用广泛的通用游戏引擎之一，占据移动游戏开发的过半市场份额。游戏开发工具能否顺利应用于智慧城市构建？Unity中国方面对记者表示，对于实时3D引擎而言，游戏、影视领域的需求与智慧城市、工业领域的需求并不完全一致，可以说各有侧重，所以Unity面向不同行业的使用场景，也推出了不同的垂直产品与定制化服务。

据Unity中国方面介绍，游戏与电影更注重画面质量与效果，因此Unity为开发者提供了各类高清渲染管线以制作更极致的画质；而在非游戏领域，如何将物理世界中的数据在虚拟世界中实时地进行有效可视化才是关键，同时也要不断降低软件的使用门槛，让更多从业者可以快速入门。“比如去年我们在智慧产线领域推出的UMT工具包，就可以帮助制造业从业者在免代码的操作中快速搭建虚实同步的柔性产线。”

关于如何将现实物理世界中的有效信息搬进数字世界中，Unity中国方面表示，在硬件层面会由不同末端设备负责采集，而在软件层面会由不断进步的各种技术负责分析原始数据，继而提取不同维度的有效信息，再由实时3D引擎完成仿真模拟与实时渲染，最终不断提高城市治理的效率与颗粒度。

“智慧城市的要义就是通过高效的数据汇聚与统筹，打造城市信息管理中枢；通过多维数据的接入，建设精细化治理体系、智能化决策体系、高效率公共服务体系；通过立体化、可视化、动态化地监测城市状况，实现对突发状况的及时反应和前瞻性的决策优化。”Unity中国方面重点介绍了一个软件层面的典型例子——BIM技术。BIM技术是一种数据化管理工具，主要用于工程设计、工程建造与管理，通过共享和传递整个工作流中的各项数据，让参与建设的不同岗位人员可以准确了解建筑信息并及时作出反馈，不仅提高生产效率，也节约生产成本。

据悉，Unity于2019年宣布与主流BIM工具集Autodesk进行合作，计划实现Unity与Autodesk产品之间的数据互通，并在不久之后发布专攻建筑工程领域的垂直软件产品Unity Reflect。“借助Unity Reflect，用户即便不具备编程基础，也可以一键将模型连同BIM信息转换为3D模型。”Unity中国方面称。

2020年，Unity与Autodesk的产品原生集成进一步加强，双方将BIM建筑信息模型设计和协调解决方案插件Unity Reflect集成至云设计与施工管理软件Autodesk BIM 360，从而搭建了可以进行实时设计审查、协作的全新工作平台。

Unity中国方面表示，该平台可连接建筑设计师、工程师及业主，实现即时的可视化设计修改，并且支持在PC、iOS、安卓、AR/VR的跨平台查看；平台中的AR模型1﹕1呈现建筑效果图，真实展现建筑设计和细节变更，便于设计师快速发现并修正问题。“Unity强大的渲染能力，也让真实光照、建筑立面材质等的呈现更逼真自然。”

500公里道路还原

对于智慧城市的构建，Unity中国方面表示，Unity已经能实现将庞大的城市搬进线上世界。

此前，挪威第四大城市特隆赫姆通过Unity打造出一个精确的、可交互的虚拟城市，从而让公众参与到“特隆赫姆2050”的城市规划之中。