不需要購買世博門票，不需要經(jīng)歷長時間的排隊等待，只要輕點鼠標(biāo)，你就可以飽覽世博盛況。同時，你還可以設(shè)置角色，擁有自己的個性名字，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┟餍牵顫娍蓯鄣暮殻瑒勇娴膰H展覽局秘書長洛塞泰斯先生；你可以在高仿真的園內(nèi)道路上或行或跑，或與人對聊、問答，或探訪某個展館、某件展品，且游且玩，經(jīng)歷充滿知識和趣味的世博之旅……這就是網(wǎng)上世博會游覽帶給你的驚喜。
作為上海世博會的兩大亮點之一，網(wǎng)上世博會運用三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)，不僅把世博會3.28平方公里園區(qū)、園區(qū)內(nèi)150多個展館及實體世博會的精彩內(nèi)容全都搬到互聯(lián)網(wǎng)上，而且能讓“網(wǎng)上世博游客”實時互動，在虛擬世博會里感受到真實的世博。
虛擬制造技術(shù)顯身手
從最初參與網(wǎng)上世博技術(shù)方案的撰寫和實施方案的論證，到網(wǎng)上世博會最終實現(xiàn)，網(wǎng)上世博專家、上海理工大學(xué)虛擬制造技術(shù)研究院副院長、上海滬江虛擬制造技術(shù)有限公司董事長杜寶江教授是親歷者和見證者。為實現(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，杜寶江和他的團隊經(jīng)歷了長達(dá)3年多的科研探索。
“對于虛擬制造技術(shù)，國際上并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有些標(biāo)準(zhǔn)都是開發(fā)商自己定的。在造訪了很多相關(guān)技術(shù)先進(jìn)的國家后，我們發(fā)現(xiàn)與開始的技術(shù)要求還是相差甚遠(yuǎn)。”在了解虛擬制造技術(shù)現(xiàn)狀后，杜寶江團隊決定走自己的路。項目組分為研發(fā)組和實踐組，對國際上目前沒有的技術(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)與實踐同步進(jìn)行，力圖在技術(shù)創(chuàng)新和實用性、操作性上找到最佳結(jié)合點。
在上海世博會中，虛擬制造技術(shù)除了在網(wǎng)上世博會中“閃亮登場”外，還為世博會的數(shù)字化做了有益探索。中國館、主題館屋頂太陽能發(fā)電是“低碳世博”理念的直觀演繹。為加強游客對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的認(rèn)識，杜寶江團隊通過虛擬技術(shù)，模擬出世博園區(qū)場館、太陽運行軌跡、光伏發(fā)電過程，實時反映了不同天氣、環(huán)境狀況下，太陽能的發(fā)電情況，形象而生動地展示了太陽能光伏發(fā)電的深奧科學(xué)原理。
三維虛擬場景快速搭建
“操作要簡單，非專業(yè)人士也能學(xué)會；可復(fù)制性要強，隨時隨地可進(jìn)行。為符合這些要求，我們開發(fā)了三維虛擬場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，網(wǎng)上世博游客可以通過拖動身材、表情、發(fā)質(zhì)、服裝等人物素材模塊虛擬出自己。
此外，項目組把上海世博會的各個要素，如展館、任務(wù)、道路等數(shù)據(jù)采集設(shè)置好，建立一個三維數(shù)據(jù)庫，做成模塊。這樣，網(wǎng)上世博的工作人員只要拖動模塊，就能快速建立虛擬場館和相關(guān)內(nèi)容，提高工作效率；而網(wǎng)上世博游客也可以自己動手DIY構(gòu)建個性化虛擬場景、人物以及未來之城，實現(xiàn)了人機互動、人網(wǎng)互動、虛實互動。
在虛擬場館多重互動搭建和體驗系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)形成后，網(wǎng)上世博專家組馬上組織各省市交流，協(xié)商確定各省市的網(wǎng)上場館方案。杜寶江告訴記者，目前網(wǎng)上世博會的虛擬展館分兩部分：一是實體展館虛擬化，網(wǎng)上展館的建設(shè)緊隨實體展館建設(shè)。這樣可以讓世界上大部分不能來參觀的人，通過網(wǎng)絡(luò)參觀世博會。二是擴展部分，實體展館沒有或無法展示的，可以在網(wǎng)上游覽，或通過趣味游戲來體驗各自的特色。
與網(wǎng)絡(luò)游戲只需要好玩、互動、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，要和相關(guān)行業(yè)聯(lián)系起來。原先，項目組曾經(jīng)設(shè)想，把所有上網(wǎng)者和世博園現(xiàn)場的人物都搬到虛擬的網(wǎng)上，仿佛自己真的在網(wǎng)上世博會上實時參觀游覽，形成虛實融合的網(wǎng)上世博會。構(gòu)想很偉大，技術(shù)保障問題也不大，但是目前網(wǎng)絡(luò)狀況適應(yīng)不了大范圍的實施。杜寶江說，不久的將來，這一構(gòu)想一定會實現(xiàn)，世界上許多知名公司和機構(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“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)是在計算機虛擬環(huán)境和設(shè)備現(xiàn)實環(huán)境中，同時進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計、制造、測試、運行控制、銷售和管理的一體化模擬仿真過程。通過人機交互、虛實聯(lián)動，可以在不消耗實際生產(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。
國外發(fā)達(dá)國家在核試驗、飛機試制、汽車設(shè)計制造等領(lǐng)域都發(fā)展了較先進(jìn)的虛擬技術(shù)。“網(wǎng)上世博會上的應(yīng)用，讓虛擬制造技術(shù)‘一夜成名’，同時，也有力推動了這一技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。”杜寶江表示。
目前，杜寶江團隊已承擔(dān)了臨港新城重工業(yè)基地建設(shè)模擬、電站集團閔行基地改造規(guī)劃及節(jié)能減排方案演示、大飛機設(shè)計、隧道盾構(gòu)三維虛擬培訓(xùn)和遠(yuǎn)程診斷等近40個項目。“隧道盾構(gòu)三維虛擬培訓(xùn)和遠(yuǎn)程診斷構(gòu)建了一個看得見的管理系統(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虛擬系統(tǒng)，在電腦上實時反映出來。甚至有些現(xiàn)場無法發(fā)現(xiàn)的情況，如刀具在挖掘過程中遇到的損壞、跑偏等問題通過傳感器，都可以在虛擬影像中及時反饋出來。
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。杜寶江堅信，虛擬制造技術(shù)將在我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和低碳經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用。
