游戏发展至今,其价值和意义远不止娱乐。增强现实和虚拟现实等游戏技术已成为解决现实世界问题的新方法。
游戏有助于教育启蒙,解决社会问题,激发创造力,塑造领导力,以及促进人际交流。
近年来,更多人认识到游戏能够在现实世界发挥作用,助力社会发展。
例如, AR、VR、3D创作工具、音频和其他游戏技术的发展成果越来越多地用于重点文化遗产保护项目。游戏技术正在推动制造业等产业发展,优化运营,促进科研发展。毫无疑问,游戏已成为创新引擎。
保护文化遗产
如今,保护文化遗产是我们生活中的重要议题。世界各地的政府和组织都在努力解决一个问题:如何在保护文化遗产的同时让历经风雨的遗址和地标向公众开放。在游戏技术的加持下,数字化的重要性日益凸显,各类遗址数字化项目正显著增加。
腾讯致力于支持这类文化保护项目。我们最近对举世闻名的中国长城古迹进行数字化还原。结合我们打造超绝拟真的虚拟世界的丰富经验,腾讯以数字化方式高精度还原了约一公里的喜峰口长城。
运用照片扫描建模技术,我们实现了对喜峰口长城的毫米级测量。同时,通过游戏引擎、腾讯自研的PCG生成、云游戏等技术,处理多达10亿面片的资产,不仅精确还原了长城墙体,还捕捉了周围的景观,包括在周围山体“种植”了20万棵树木,实现动态全局光照等超写实效果。这是全球首次通过游戏技术,实现最大规模、毫米级精度、沉浸交互式的文化遗产数字还原。
得益于开发高保真游戏积累的技术优势,数字场景制作的质量相比以前得到大幅提升。在实现高精度还原的同时,制作周期可以从几个月缩短到几周。
同样,游戏技术还将被用于北京中轴线的数字化保护。北京中轴线正在申报联合国教科文组织世界遗产名录。其沿途有故宫、天坛、景山等重要地标,中轴线见证了中国首都核心圈的历史变迁,是城市规划与发展的典范。
为了还原中轴线的物理、历史和文化信息,我们将利用游戏技术,通过物理扫描、图形绘制和互动叙事,营造一个高精度的互动式数字世界。我们希望利用大型游戏的过程生成技术,构建复杂的城市景观,并利用游戏引擎的实时动态光照技术,创建出逼真的自然光照。未来,人们将可以生动地体验到中轴线的壮美及其在不同时节的风姿。
在另一个案例中,腾讯与敦煌研究院合作打造沉浸式“数字藏经洞”与虚拟人“伽瑶”。游戏技术将高精度还原藏经洞的物理场景,并通过可交互的数字体验,让洞窟中的古老壁画和文物转化成了活灵活现、引人入胜的故事。虚拟人“伽瑶”将作为首位数字敦煌文化大使,以虚拟直播等方式,带领更多人领略敦煌的文化魅力。
建造全真互联数字工厂
顾名思义,数字孪生是一种将实体高精度映射到虚拟空间的手段。它利用安装在物体上的多个感应器来收集数据,这样工程技术人员就可以看到汽车、飞机或机械等产品在现实世界中的运行方式,并预测其未来的运行方式。在工业中,数字孪生技术使工业生产更智能、更节能、更高效。
用于制作3D图像的游戏引擎技术特别适合数字孪生应用。游戏引擎凭借其实时渲染与3D建模的能力,可以增强传统工业软件在3D展示、智能交互等方面的能力。最近,宝钢股份、腾讯游戏、腾讯云三方携手,打造“全真互联数字工厂”。
来自腾讯游戏的一支跨学科团队将利用其在云渲染、视觉动捕、虚实互动技术方面的多年经验,助力打造出钢铁生产线的数字孪生。
首先是对钢铁生产设备、产线进行精确的视觉再现,逐步还原实时的工业现场环境,达到产品在工厂生产过程中全链路的全真互联。助力远程检修、产线运营、远程进行高危作业成为可能。
目前还处于初期阶段,但腾讯将会继续探索如何将游戏技术与钢铁制造过程中的不同场景相结合。这类合作有望发挥积极作用,推动复杂的大规模工业制造变得更加智能、安全、节能、环保,同时减少资源耗费,减轻工人负荷。
研发全动飞行模拟机视景系统
飞行模拟机是民航飞行员教育和培训的重要基石之一,是在无风险环境中维持技能水平和提高飞行技巧的重要工具。近一个世纪前首次问世以来,飞行模拟机取得了很大的进展,从简单仿制的驾驶舱和仪表盘,发展到能够再现大部分真实场景和条件的先进机器。
全动飞行模拟机(FFS)是航空制造领域的尖端技术设备。模拟器包含飞行员所驾驶机型的驾驶舱复制品,以及运动系统、视觉系统、计算机系统和教员控制台。计算机技术、电子传感技术和液压传动技术被用于实现全方位运动,逼真地模拟起飞、降落和紧急情况等多种飞行动作。
腾讯与中国南方航空公司旗下的珠海翔翼航空技术有限公司深化合作,携手研制中国国产全动飞行模拟机视景系统的关键技术。随着中国民航业的发展、旅游业的复苏以及航班需求的增加,这样的合作研发项目将有助于为民航业稳定输送训练有素的飞行员。
双方联合开发的模拟机视觉软件系统将利用基于物理的光照和渲染(PBR)等游戏技术,解决FFS模拟机关键部件目前所存在的难题。借助游戏行业广泛采用的实时模拟技术,我们可以快速创建非常逼真又不断变化的虚拟环境。
例如,用于开发F1赛车游戏的程序可以用来模拟自然地形、植被、道路、河流、岩石、村镇和建筑。此外,还可以创建昼夜节律系统,准确依照从早到晚的24小时周期,设定日月星辰的位置。多年来,这一切已经在游戏中得以真实再现。
同样,飞行员可能遇到的各种天气状况早就出现在游戏中,包括大雨、暴风雪、冰雹、闪电、打雷、云、雾和风暴等。用于车身等表面的PBR材料也可以轻松用于制作飞机或建筑。这一切都离不开可以在高保真环境下处理大量数据的云和人工智能技术。
促进科学研究
AI是前沿科技领域最重要的研究之一。AI的发展依赖于足够多的样本,而游戏技术恰好可为其提供绝佳的训练场。
“全变源追踪猎人星座”(CATCH:Chasing All Transients Constellation Hunters)计划是由中科院高能所粒子天体物理重点实验室提出的科研项目。以往单颗卫星的天文观测往往需要一支专门的团队来运行。利用腾讯游戏在业界领先的AI技术:多智能体强化学习算法,该计划可以支持上百颗卫星智能化协同作业、观测极端宇宙中的瞬变源。
用于游戏中制作的非玩家角色(NPC)的智能体动作生成技术与实时物理模拟技术,也将被用来提高机器人的自主决策能力,以适应不同的情况,同时提升在虚拟环境中的训练效率,从而构建一套不断进化的智能系统。这个项目旨在帮助机器人解决智能控制与自主决策的问题,未来机器人也能在养老陪护等更多场景中发挥作用。
尽管我们还处于将游戏技术应用到更多现实场景的初级阶段,但我们已经看到虚实世界的差距正在缩小,游戏技术在造福社会和经济方面拥有无限潜力。