不需要購(gòu)買(mǎi)世博門(mén)票，不需要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的排隊(duì)等待，只要輕點(diǎn)鼠標(biāo)，你就可以飽覽世博盛況。同時(shí)，你還可以設(shè)置角色，擁有自己的個(gè)性名字，以第一視角在展館里游走。游覽中，你甚至?xí)龅揭γ鳌⒊升埖仁啦┟餍牵顫娍蓯?ài)的海寶，動(dòng)漫版的國(guó)際展覽局秘書(shū)長(zhǎng)洛塞泰斯先生；你可以在高仿真的園內(nèi)道路上或行或跑，或與人對(duì)聊、問(wèn)答，或探訪某個(gè)展館、某件展品，且游且玩，經(jīng)歷充滿知識(shí)和趣味的世博之旅……這就是網(wǎng)上世博會(huì)游覽帶給你的驚喜。
作為上海世博會(huì)的兩大亮點(diǎn)之一，網(wǎng)上世博會(huì)運(yùn)用三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅把世博會(huì)3.28平方公里園區(qū)、園區(qū)內(nèi)150多個(gè)展館及實(shí)體世博會(huì)的精彩內(nèi)容全都搬到互聯(lián)網(wǎng)上，而且能讓“網(wǎng)上世博游客”實(shí)時(shí)互動(dòng)，在虛擬世博會(huì)里感受到真實(shí)的世博。
虛擬制造技術(shù)顯身手
從最初參與網(wǎng)上世博技術(shù)方案的撰寫(xiě)和實(shí)施方案的論證，到網(wǎng)上世博會(huì)最終實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)上世博專(zhuān)家、上海理工大學(xué)虛擬制造技術(shù)研究院副院長(zhǎng)、上海滬江虛擬制造技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)杜寶江教授是親歷者和見(jiàn)證者。為實(shí)現(xiàn)這一偉大構(gòu)想和推廣應(yīng)用，在世博局和姚福生院士的領(lǐng)導(dǎo)下，杜寶江和他的團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)3年多的科研探索。
“對(duì)于虛擬制造技術(shù)，國(guó)際上并沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有些標(biāo)準(zhǔn)都是開(kāi)發(fā)商自己定的。在造訪了很多相關(guān)技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家后，我們發(fā)現(xiàn)與開(kāi)始的技術(shù)要求還是相差甚遠(yuǎn)。”在了解虛擬制造技術(shù)現(xiàn)狀后，杜寶江團(tuán)隊(duì)決定走自己的路。項(xiàng)目組分為研發(fā)組和實(shí)踐組，對(duì)國(guó)際上目前沒(méi)有的技術(shù)進(jìn)行自主研發(fā)，已有但不夠成熟的技術(shù)則進(jìn)行融合創(chuàng)新，研發(fā)與實(shí)踐同步進(jìn)行，力圖在技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)用性、操作性上找到最佳結(jié)合點(diǎn)。
在上海世博會(huì)中，虛擬制造技術(shù)除了在網(wǎng)上世博會(huì)中“閃亮登場(chǎng)”外，還為世博會(huì)的數(shù)字化做了有益探索。中國(guó)館、主題館屋頂太陽(yáng)能發(fā)電是“低碳世博”理念的直觀演繹。為加強(qiáng)游客對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，杜寶江團(tuán)隊(duì)通過(guò)虛擬技術(shù)，模擬出世博園區(qū)場(chǎng)館、太陽(yáng)運(yùn)行軌跡、光伏發(fā)電過(guò)程，實(shí)時(shí)反映了不同天氣、環(huán)境狀況下，太陽(yáng)能的發(fā)電情況，形象而生動(dòng)地展示了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的深?yuàn)W科學(xué)原理。
三維虛擬場(chǎng)景快速搭建
“操作要簡(jiǎn)單，非專(zhuān)業(yè)人士也能學(xué)會(huì)；可復(fù)制性要強(qiáng)，隨時(shí)隨地可進(jìn)行。為符合這些要求，我們開(kāi)發(fā)了三維虛擬場(chǎng)景快速搭建制作技術(shù)。”杜寶江表示。在人物模擬方面，借鑒人體基因的編碼方式，用數(shù)字完成了人體“特征基因”的編碼。虛擬的人如何組合搭建起來(lái)，網(wǎng)上世博游客可以通過(guò)拖動(dòng)身材、表情、發(fā)質(zhì)、服裝等人物素材模塊虛擬出自己。
此外，項(xiàng)目組把上海世博會(huì)的各個(gè)要素，如展館、任務(wù)、道路等數(shù)據(jù)采集設(shè)置好，建立一個(gè)三維數(shù)據(jù)庫(kù)，做成模塊。這樣，網(wǎng)上世博的工作人員只要拖動(dòng)模塊，就能快速建立虛擬場(chǎng)館和相關(guān)內(nèi)容，提高工作效率；而網(wǎng)上世博游客也可以自己動(dòng)手DIY構(gòu)建個(gè)性化虛擬場(chǎng)景、人物以及未來(lái)之城，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)互動(dòng)、人網(wǎng)互動(dòng)、虛實(shí)互動(dòng)。
在虛擬場(chǎng)館多重互動(dòng)搭建和體驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)形成后，網(wǎng)上世博專(zhuān)家組馬上組織各省市交流，協(xié)商確定各省市的網(wǎng)上場(chǎng)館方案。杜寶江告訴記者，目前網(wǎng)上世博會(huì)的虛擬展館分兩部分：一是實(shí)體展館虛擬化，網(wǎng)上展館的建設(shè)緊隨實(shí)體展館建設(shè)。這樣可以讓世界上大部分不能來(lái)參觀的人，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)參觀世博會(huì)。二是擴(kuò)展部分，實(shí)體展館沒(méi)有或無(wú)法展示的，可以在網(wǎng)上游覽，或通過(guò)趣味游戲來(lái)體驗(yàn)各自的特色。
與網(wǎng)絡(luò)游戲只需要好玩、互動(dòng)、熱鬧的技術(shù)不同，虛擬制造技術(shù)要準(zhǔn)確，要反映現(xiàn)實(shí)，要和相關(guān)行業(yè)聯(lián)系起來(lái)。原先，項(xiàng)目組曾經(jīng)設(shè)想，把所有上網(wǎng)者和世博園現(xiàn)場(chǎng)的人物都搬到虛擬的網(wǎng)上，仿佛自己真的在網(wǎng)上世博會(huì)上實(shí)時(shí)參觀游覽，形成虛實(shí)融合的網(wǎng)上世博會(huì)。構(gòu)想很偉大，技術(shù)保障問(wèn)題也不大，但是目前網(wǎng)絡(luò)狀況適應(yīng)不了大范圍的實(shí)施。杜寶江說(shuō)，不久的將來(lái)，這一構(gòu)想一定會(huì)實(shí)現(xiàn)，世界上許多知名公司和機(jī)構(gòu)都在研究這方面的技術(shù)。
虛擬制造技術(shù)的低碳之路
“要發(fā)展高附加值、低能耗的綠色制造業(yè)，虛擬制造技術(shù)必須首先發(fā)展。”我國(guó)“虛擬制造技術(shù)第一人”姚福生院士曾大聲疾呼。作為一種新興科技，虛擬制造技術(shù)是在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境和設(shè)備現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，同時(shí)進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、運(yùn)行控制、銷(xiāo)售和管理的一體化模擬仿真過(guò)程。通過(guò)人機(jī)交互、虛實(shí)聯(lián)動(dòng)，可以在不消耗實(shí)際生產(chǎn)資源的情況下找出最優(yōu)方案，從而縮短周期、降低成本、提高效益。
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在核試驗(yàn)、飛機(jī)試制、汽車(chē)設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域都發(fā)展了較先進(jìn)的虛擬技術(shù)。“網(wǎng)上世博會(huì)上的應(yīng)用，讓虛擬制造技術(shù)‘一夜成名’，同時(shí)，也有力推動(dòng)了這一技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。”杜寶江表示。
目前，杜寶江團(tuán)隊(duì)已承擔(dān)了臨港新城重工業(yè)基地建設(shè)模擬、電站集團(tuán)閔行基地改造規(guī)劃及節(jié)能減排方案演示、大飛機(jī)設(shè)計(jì)、隧道盾構(gòu)三維虛擬培訓(xùn)和遠(yuǎn)程診斷等近40個(gè)項(xiàng)目。“隧道盾構(gòu)三維虛擬培訓(xùn)和遠(yuǎn)程診斷構(gòu)建了一個(gè)看得見(jiàn)的管理系統(tǒng)。”杜寶江介紹，這一系統(tǒng)與地下施工系統(tǒng)直接相連，地下工程出現(xiàn)的任何情況都可以通過(guò)虛擬系統(tǒng)，在電腦上實(shí)時(shí)反映出來(lái)。甚至有些現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法發(fā)現(xiàn)的情況，如刀具在挖掘過(guò)程中遇到的損壞、跑偏等問(wèn)題通過(guò)傳感器，都可以在虛擬影像中及時(shí)反饋出來(lái)。
在裝備制造和服務(wù)業(yè)領(lǐng)域，虛擬制造系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用都方興未艾，正顯現(xiàn)著它蓬勃的生命力。杜寶江堅(jiān)信，虛擬制造技術(shù)將在我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
