11月1日,工信部等五部门印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022-2026年)》。其中提出到2026年,我国虚拟现实产业总体规模(含相关硬件、软件、应用等)超过3500亿元,虚拟现实终端销量超过2500万台,培育100家具有较强创新能力和行业影响力的骨干企业,打造10个具有区域影响力、引领虚拟现实生态发展的集聚区,建成10个产业公共服务平台。
《行动计划》提出到2026年,三维化、虚实融合沉浸影音关键技术重点突破,新一代适人化虚拟现实终端产品不断丰富,产业生态进一步完善,虚拟现实在经济社会重要行业领域实现规模化应用,形成若干具有较强国际竞争力的骨干企业和产业集群,打造技术、产品、服务和应用共同繁荣的产业发展格局。
《行动计划》提出了5大任务,除了包含推进“加快近眼显示、渲染处理、感知交互”等关键技术的融合创新,明确强调在智慧城市等领域深化虚拟现实与行业有机融合,加场景应用落地。
《行动计划》中的基本内容与数字政通的重点研发方向、产品市场定位深度吻合。
01
从数字孪生到元宇宙——关键技术融合创新和布局
晶石孪生平台——实现影视级实时渲染画质
数字政通21年专注于政务数字化,GIS是政务数字化的基础能力之一,公司已经连续六年排在全国地理信息产业百强榜单前十。以具备完全自主知识产权的“通图GIS产品”作为基础,2021年8月16日,数字政通重磅发布“晶石”孪生平台。该平台采用HDRP(高清渲染管线)进行编程渲染,引入PBR(基于物理渲染)材质,实现对虚拟世界的超真实仿真。通过在GPU计算、实例化绘制、视椎体剔除、分区分块调度等系列技术上的持续研究,该孪生平台达到了可“种植1亿棵树”、“摆设10万盏灯”的渲染性能。在最新的测试中,以一片135平方公里、精度2公分、共545G的倾斜摄影数据为测试数据,运行在RTX2060的电脑端上,可达到动态帧率高于70帧,静态帧率甚至高于100帧的流畅度。
五部委《行动计划》指出“推进渲染优化技术,研发混合云渲染”。晶石孪生平台除了持续推进渲染优化技术,也在混合云渲染方向上已有比较深入的研究。平台通过将渲染计算分摊在光栅化以及计算着色器上,用混合式渲染方案进一步提升渲染效率。同时,平台引入云渲染并发架构,将渲染转移至服务端计算,以视屏流将渲染帧传输至各显示端,并通过主控服务器自动同步各渲染节点的数据和程序,真正实现大屏、PC、移动端的并发使用。
数字孪生技术作为元宇宙的技术的基础之一,晶石孪生平台将围绕“时空数据的全量支撑”、“更精细的还原仿真”、“持续扩展业务赋能”、“极致的性能体验”等四个方向持续研发升级。
晶石CIM平台——面向孪生城市的完整解决方案
城市信息模型(City Information Model/Modeling,CIM)是现代城市的新型基础设施,是智慧城市建设的重要支撑,可以推动城市物理空间数字化和各领域数据、技术、业务融合,可以推动城市规划建设管理运行服务的信息化、智能化和智慧化,对推动国家治理体系和治理能力现代化具有重要意义。
从CIM的定义看,CIM是BIM+GIS+IoT的集成和在城市领域的实战。
从孪生的角度看,CIM是实现数字孪生的一种解决方案,更具体来说,是实现城市数字孪生的一种解决方案。
基于在孪生领域的已有技术积累,面向CIM解决方案的各个研究点,对相关的底层技术进行深度研究,围绕CIM平台从数据处理、管理、共享、iot接入、到可视化应用的全流程进行详细设计和功能开发,2022年11月2日,数字政通隆重发布“晶石”CIM平台。该平台包括数据处理平台、数据管理平台、服务共享中心、物联感知中心以及游戏级可视化引擎。晶石CIM平台可完全覆盖住建部《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》模块清单,在数据轻量化、BIM与GIS数据融合、服务共享、物联感知、孪生渲染等方面独具特色。
晶石CIM平台已赋能多个实际项目,并且通过了专业机构的CIM基础能力测评以及主流的国产化操作系统、硬件环境认证,符合国家信创要求。
晶石AR平台——走向虚实共生的核心桥梁
增强现实(Augmented Reality,AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术,其将原本在现实世界的空间范围中比较难以进行体验的实体信息在电脑等科学技术的基础上,实施模拟仿真处理,叠加将虚拟信息内容在真实世界中加以有效应用,并且在这一过程中能够被人类感官所感知,从而实现超越现实的感官体验。真实环境和虚拟物体之间重叠之后,能够在同一个画面以及空间中同时存在。
AR引擎作为实现AR设备与AR应用之间的核心桥梁、关键技术的集合,其中涉及到定位、跟踪、识别、渲染等多方面技术点。在推进晶石系列产品中,基于元宇宙相关技术之间的关联和政通业务的诉求,政通在AR引擎领域也已有不少积累,在本次晶石CIM平台发布会中,同步亮相了多款AR产品。
晶石高空视频AR融合系统
据报道,中国天网在持续建设,中国监控摄像头将达到27.6亿台。而摄像头是具备时效性高、真是性强、内容丰富的特性的。如果能将这些摄像头数据与CIM更有效、直观的结合起来,必将对城市管理产生积极的作用。
在这样的背景下,晶石研究了一系列技术,涉及到摄像头内参、外参如何标定和反算,真实物理位置如何基于摄影测量中后方交会算法的原理,去研发实体位置反投等等技术。在不断的技术攻关下,本次政通推出了可以将城市管理中的部件、案卷等要素融合至高空摄像头上的AR视频融合系统。
晶石移动端AR系统
移动互联时代,基于移动端的AR应用是AR研究领域里非常重要的一环。晶石平台响应时势,同步推出了晶石移动端AR系统。该系统的应用场景非常丰富,以将地下管线模型与现实世界融合,叠加上管线的运行状态场景为例,管线巡检人员打开手机摄像头,即可看到隐藏于地下的管线分布状态。当进一步操作手机,可以拾取到管线的离地距离、管线的属性信息,甚至感知到管线的运行状态,比如流向、比如管压等等。
晶石AR系统的另一个特点,即融合定位方案。定位是AR中物体摆放是否准确的核心影响因素,我们即支持 SLAM方式定位,也支持人工修正和扫描位置码的定位方案。这一切,都让晶石平台的移动AR系统具备了更好的实战能力。
晶石AR穿戴——与合作伙伴共建元宇宙生态
今年,为进一步提升晶石产品在城市管理元宇宙应用场景中的智能化、可视化,数字政通在元宇宙生态中迈出了重要一步,数字政通与AR光波导领域先驱者——北京灵犀微光公司签署战略合作协议,并已通过政通优势数字产业投资基金投资北京灵犀微光科技有限公司,将与灵犀微光共同研发基于“阵列光波导”技术的新一代AR眼镜的实战化应用,依托晶石CIM平台将虚拟现实技术逐渐应用于柔性执法、管线巡检、事部件采集等城市精细化管理应用场景。
当前,新一代的AR眼镜,在具备高清显示特性的同时,已经具备了和普通眼镜在重量上相差无几的地步,镜片10g,分辨率1280*720,30度的时场角,整机重量38.6g。
而晶石平台也针对眼镜的特点、交互方式,在解决一系列技术点的同时,更设计了很多的应用场景,比如柔性执法、管线巡检、部件采集等等。
晶石平台在AR眼镜的支撑下,扩展所见、无限可能。
02
虚实融合共创数智未来
2021年8月,数字政通正式发布“晶石”数字孪生平台,截至目前,已经在二十余个项目上得到应用。全新升级的“晶石”CIM平台符合住建部CIM平台建设相关标准,助力构建元宇宙城市底座,以更高精度的数据采集生产能力、更持续的数据更新服务能力、更全面的国产化适配能力、更强大的画质渲染能力打造更丰富的城市治理应用场景,推动城市治理智能化、精细化、立体化,实现城市运行“一网统管”。
截至2022年8月,“晶石”相关订单已突破4.3亿元。另外,随着“一网统管”相关订单持续增长,截至目前公司“一网统管”相关订单金额较去年全年增长390%。
随着五部委联合印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022-2026年)》,“到2026年我国虚拟现实产业总体规模(含相关硬件、软件、应用等)超过3500亿元、虚拟现实终端销量超过2500万台“的方向性指引,“晶石”必将拥有更大的增长空间。