對許多人來說，“元宇宙”（Metaverse）這個概念的含義各不相同。這并不奇怪，因?yàn)?“元宇宙 ”正在從一個概念向更具體的東西過渡。盡管這個詞早在 1992 年就由作家尼爾-史蒂芬森（Neal Stephenson）提出，但直到現(xiàn)在我們才看到元宇宙解決方案的出現(xiàn)。從游戲到商業(yè)，從社交到工業(yè)，元宇宙將以各種方式對我們的生活產(chǎn)生根本性的影響。計(jì)算輔助工程（CAE）也是如此。它是什么或可能是什么?Meta 源自希臘語，意為 “在......之后 ”或 “超越......”，但作為后綴使用時，可被理解為 “超越”、“更全面 ”或最近的 “自指”（如 metamodel，模型的模型）。當(dāng)前綴為 “宇宙”（Universe）時，可以理解為 “自我參照的世界”（self-referenced world）。考慮到這一術(shù)語已有 30 多年的歷史，而且我們世界的數(shù)字化進(jìn)程也是最近才加速的，它的預(yù)言性令人吃驚。一個持久的鏡像世界，一個反映現(xiàn)實(shí)的空間，一個并存的虛擬呈現(xiàn)，一個數(shù)字孿生的天然家園。無所不包單一的元宇宙不太可能占據(jù)主導(dǎo)地位，而是會有適合不同任務(wù)的不同表現(xiàn)形式。當(dāng)然，它們會共享共同的技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施和標(biāo)準(zhǔn)，但會針對不同的目的而量身定制。√

游戲

不出所料，游戲的發(fā)展最為迅猛，這已經(jīng)不是第一次了。大型多人在線（MMO）游戲，如《魔獸世界》，估計(jì)吸引了 800 萬玩家，其交互式 3D 圖形引人注目（盡管并非逼真）。我的世界擁有驚人的 1.4 億用戶，可以說是有史以來最成功的游戲。這是一款可以構(gòu)建三維世界的沙盒游戲，玩過這款游戲的孩子可能都知道，它是孩子們創(chuàng)新和想象力的絕佳出口。

在《我的世界》中的構(gòu)建世界其他游戲如《使命召喚》、《俠盜獵車手》、《堡壘之夜》以及當(dāng)今幾乎所有其他角色扮演游戲都采用了先進(jìn)的圖形處理技術(shù)和最新的 3D 可視化技術(shù)。這些游戲在很大程度上都是虛擬世界，人們可以在其中棲息并互動（盡管往往不是真實(shí)世界的完全復(fù)制品）。√

社交

成功的社交互動元宇宙尚未出現(xiàn)。2003 年發(fā)布的 “第二人生”（Second Life）是一個三維世界，在這個世界里，你的化身可以做任何想做的事，沒有任何既定目標(biāo)，到現(xiàn)在有7000萬注冊用戶，日活超過20萬。與 Facebook 每天約 20 億的用戶相比，它只能算是不成功的。

歡迎來到第二人生

2021年，F(xiàn)acebook更名為“元平臺”，扎克伯格宣布致力于元宇宙。兩年后，在虧損約100億美元后，他宣布將重心轉(zhuǎn)移到人工智能上。也許VR硬件還不夠先進(jìn)，也許是市場對三維虛擬社交互動的價值認(rèn)識不足，也許只是因?yàn)?“元地平線世界 ”化身化身缺少腿？微軟似乎也已經(jīng)從之前的興奮點(diǎn)上轉(zhuǎn)移了注意力，而蘋果則對其元宇宙計(jì)劃守口如瓶，盡管正在大力推進(jìn)其AR硬件。√

商業(yè)

互聯(lián)網(wǎng)徹底改變了零售體驗(yàn)，目前電子商務(wù)占美國銷售總額的 15% 至 20% 。元宇宙通常被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)的下一步進(jìn)化，因此人們認(rèn)為零售模式也會隨之改變。但問題是，元宇宙零售體驗(yàn)?zāi)芴峁┦裁锤郊觾r值？三維虛擬世界能提供什么現(xiàn)有在線購物體驗(yàn)所不能提供的東西？顯然相對較少，除非這種體驗(yàn)?zāi)芨玫剡B接虛擬世界和實(shí)體世界，如虛擬房地產(chǎn)開放日、前往新目的地（甚至不同時間）的體驗(yàn)、在不同地點(diǎn)騎自行車健身等。這并不是說元宇宙中沒有金錢（真實(shí)的或其他的）交易。使用虛擬貨幣進(jìn)行游戲內(nèi)購買已經(jīng)司空見慣，數(shù)字資產(chǎn)也可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)貨幣化，不過 2020 年人們對不可篡改的代幣 “藝術(shù)品 ”的興奮之情如今已蕩然無存。虛擬房地產(chǎn)可以在 Decentraland 和 The Sandbox 等元宇宙中購買，但目前的驅(qū)動力主要是投機(jī)。

沙盒中的房產(chǎn)

工業(yè)元宇宙與所有其他類型不同，我們將工業(yè)元宇宙定義為:

“它將是一個永遠(yuǎn)在線（持久）的世界，允許無限多的人和資產(chǎn)（并發(fā)）互動，并提供完全沉浸在基于物理、照片級真實(shí)感的實(shí)時模擬中。在這個數(shù)字環(huán)境中，人們可以打破距離的障礙，跨越國家和大陸進(jìn)行合作，實(shí)現(xiàn)全新水平的協(xié)作。”

無論是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)還是運(yùn)行，都是現(xiàn)實(shí)的真實(shí)寫照。這段視頻清楚地概括了一個典型的例子，以代替更詳細(xì)的描述:Siemens FREYR Industrial Metaverse Showcase (Sound ON)175 年來，西門子一直是工業(yè)技術(shù)的先驅(qū)，工業(yè)元宇宙也不例外。那么，CAE 又如何呢?盡管是一個虛擬世界，但工業(yè)元宇宙（簡稱 “IM”）必須符合現(xiàn)實(shí)世界的物理行為。任何 IM 資產(chǎn)（數(shù)字孿生）都必須以物理為基礎(chǔ)，并最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時性。CAE 根植于物理仿真，無論是結(jié)構(gòu)仿真、空氣動力學(xué)仿真、流體力學(xué)仿真還是熱仿真等，因此在其中發(fā)揮著核心作用。如今，CAE 的主要應(yīng)用是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，即從概念構(gòu)思到簽批生產(chǎn)的階段。在這一階段，沒有物理實(shí)物，純粹是隨后要制造的產(chǎn)品的數(shù)字孿生。物理仿真的保真度應(yīng)能準(zhǔn)確預(yù)測其行為，以便確定概念架構(gòu)、進(jìn)行權(quán)衡，直至驗(yàn)證其行為是否符合要求。與準(zhǔn)確性相比，實(shí)時模擬的驅(qū)動力要小一些。即便如此，在這一階段，即時信息仍可在協(xié)作設(shè)計(jì)審查方面發(fā)揮作用，針對一系列不同的工作角色，在更廣泛的的照片級真實(shí)感3D操作環(huán)境中，與預(yù)先求解的產(chǎn)品概念模擬進(jìn)行交互。下面是一個例子：
SIMROD 的瞬態(tài) Simcenter FLOEFD 結(jié)果，NVIDIA Omniverse 動畫演示

雖然上面是一個渲染動畫，但可以由多人同時加載其中的三維場景，每個人都可以從任何角度查看、檢查幾何圖形和結(jié)果，并導(dǎo)航到瞬態(tài)過程中的任何一點(diǎn)。協(xié)作式設(shè)計(jì)審查將不同的工程和管理職能匯集到一個空間，從而加快設(shè)計(jì)決策過程。

在本系列文章的下一部分，我們將進(jìn)一步闡述 IM 是什么和不是什么、在 IM 環(huán)境中呈現(xiàn) CAE 結(jié)果的過程，并展望未來的實(shí)時高保真 IM 仿真。想要了解更多Simcenter產(chǎn)品信息，歡迎聯(lián)系貝思科爾！

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