我把自己，克隆进电脑里——聊聊「数字孪生」设计

最近，宝马(BMW)在元宇宙里开了一家汽车制造工厂，并“雇佣”了120个虚拟人类作为员工。

这家元宇宙工厂，其实是宝马一家德国工厂的「数字孪生」:

大到工厂的外观设施、每一件物品材料，小到各种纹理、材质、光线，都与现实中的宝马工厂分毫不差。

甚至包括那120个数字员工，都是根据宝马现实工厂中的真实员工，克隆出来的「数字孪生」。

宝马(BMW)的元宇宙工厂&数字员工

数字孪生（Digital Twin）又被称为“数字映射”、“数字镜像”，指将现实中的事物在虚拟空间里进行模拟，并与现实中一样具有生命周期，是会”生长”的3D模型。

简单讲，「数字孪生」就是在元宇宙中，对现实世界里的人、事、物进行数字克隆。

01. 数字孪生有什么用?

通过「数字孪生」的高精度克隆，团队完全可以在元宇宙里模拟复杂的工作流程，轻松测试各种新方案的可行性。

而数字员工，可用于测试工作流程中的人体工程学、提升工作效率。

宝马(BMW)的元宇宙工厂&数字员工

「数字孪生」让团队完全不用动到现实中的一枚螺丝钉，就可以预见实验结果，并进行快速的迭代，而且不会带来现实中像停产停机等问题...

毕竟，它们只发生在虚拟世界，就像玩电子游戏一样。

02. 数字孪生是如何设计出来的

「数字孪生」到底是如何将现实中的一切，分毫不差地克隆进元宇宙里呢？

✦ Omniverse

Omniverse是一个开放的元平台，可高精度的模拟、同步现实世界环境，准确预测无限“假设”场景。宝马的这家数字孪生工厂，便是在Omniverse中运行的。

在Omniverse中也逃不过搬砖的数字员工

同时，Omniverse支持接入3ds Max、Blender、Maya、虚幻引擎等工具，设计师无需重新学习新的3D软件，可以直接在自己常用的软件中进行创作后，再导入Omniverse即可。

那么，如何像宝马工厂一样，将现实中的员工，变成可编辑的3D虚拟人类呢？

✦ Character Creator

Character Creator是一个3D角色创作软件，支持接入Omniverse，用于3D角色的生成、动画和渲染。

用这款软件可以在几秒钟内，将一张照片变成一个3D虚拟人类，并支持进一步的编辑：

用一张照片就能变3D虚拟人类

比如调整面部特征、身体结构和更换服饰等等，软件里还提供了大量的素材和动作库可供选择。

有了这些3D人类模型后，大量逼真的动作&动画，又是怎么做出来的呢？

✦ Actorcore

Actorcore是一个3D动作资产云平台，提供了数千个AAA级质量的3D角色动作下载。

和其他平台的动作素材不同的是，Actorcore的动作素材自带逼真的动态和说话动画，适用于各种不同的场景。

动作素材自带动态场景

我们可以将Actorcore的动作导出USD格式后，直接拖拽到Omniverse中，即可应用在3D虚拟人类身上。

除了常规动作，如果还想给这些虚拟人类，增加微表情处理呢？

✦ iClone

iClone是一个实时3D动画软件，支持接入Omniverse，提供动态表情捕捉功能。

打开iClone并连接手机软件Live face后，用你的手机摄像头，就可以将你的表情实时同步到3D虚拟人类上，并支持微表情的调整：

用Live Face捕捉你的面部表情

值得一提的是，上面说到的Character Creator、Actorcore和iClone同属一个开发商，不仅都支持接入Omniverse，几个软件之间也可以无缝衔接。

这个视频里将展示结合上面这几个软件，如何把一个真实人类，克隆进电脑里的魔法过程：https://youtu.be/g1Kj-57thxs

视频中最终完成的虚拟人类

03.数字孪生的简易体验入口

如果觉得上面的软件门槛太高，你也可以试试下面这2款APP，用手机就能体验的「数字孪生」：

✦ Scandypro

Scandypro是一款3D面部扫描APP，用手机前置镜头自拍后，即可在APP里生成你的3D头像模型。

我用Scandypro的扫描过程

模型还支持导出PLY/OBJ等格式，可以在专业3D软件里进一步编辑。

✦ In3D

In3D是一款3D全身扫描APP，用手机拍摄你的全身照，即可在APP里生成你的3D人偶

我用In3D的扫描过程（好鬼畜

同时，软件里还支持给人偶一键换装、自动绑定动作并生成3D动画，也可以导出fbx、glb文件在专业软件里编辑。

写在最后

「数字孪生」已不再被当成科幻小说，它正在改变、颠覆着我们的传统行业。
用元宇宙里发生的上万次预演，换来现实中一场没有意外的实验，也许便是我们现实世界与元宇宙最好的和解。