隨著社會生產(chǎn)力和科技的不斷發(fā)展,虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、5g、以大數(shù)據(jù)和人工智能為代表的新一代信息技術(shù)正處于快速發(fā)展階段。目前,它已經(jīng)探索和實踐了許多應(yīng)用場景,社會對新技術(shù)的需求也越來越強烈,并逐漸成為一個新的科技領(lǐng)域。本文重點介紹虛擬現(xiàn)實(VR)和數(shù)字孿生(DT)連接與區(qū)別。
虛擬現(xiàn)實(VR)引用百度百科定義,虛擬現(xiàn)實技術(shù)包括計算機、電子信息、仿真技術(shù),其基本實現(xiàn)是計算機技術(shù),利用和綜合三維圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、顯示技術(shù)等高科技的最新發(fā)展成果,借助計算機等設(shè)備產(chǎn)生逼真的三維視覺、觸覺、嗅覺等感官體驗虛擬世界,使虛擬世界的人有身臨其境的感覺。又稱虛擬現(xiàn)實或靈境技術(shù),是20世紀發(fā)展起來的一項新的實用技術(shù)。
數(shù)字孿生(DT)百度百科全書的定義是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù),整合多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的模擬過程,完成虛擬空間中的映射,反映相應(yīng)物理設(shè)備的整個生命周期過程。數(shù)字孿生(DT)它是一個超越現(xiàn)實的概念,可以被視為一個或多個重要的、相互依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。
從定義上看,虛擬現(xiàn)實(VR)和數(shù)字孿生(DT)它們都以虛擬的方式模擬現(xiàn)實世界,但它們之間有一些明顯的區(qū)別。首先,虛擬現(xiàn)實(VR)主要目標是提供一個逼真的虛擬環(huán)境,讓用戶體驗和互動,數(shù)字孿生(DT)更注重創(chuàng)建準確的虛擬模型,利用物聯(lián)網(wǎng)傳感形成虛擬空間和物理世界的映射,實現(xiàn)動靜融合,用于分析、實驗和預(yù)測。其次,虛擬現(xiàn)實(VR)其應(yīng)用主要集中在娛樂、教育、醫(yī)療等領(lǐng)域,而數(shù)字孿生則集中在娛樂、教育、醫(yī)療等領(lǐng)域(DT)更常用于工業(yè)制造、城市規(guī)劃、能源管理等領(lǐng)域。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)助力教育信息教學(xué)的發(fā)展
虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為教育中的一種新技術(shù)手段,為促進教育信息化的發(fā)展提供了巨大的價值。例如,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),在建筑工程等相關(guān)專業(yè)知識的教學(xué)培訓(xùn)中,開發(fā)創(chuàng)造生動、逼真、有趣的學(xué)習(xí)環(huán)境,實現(xiàn)對工程圖紙識別和結(jié)構(gòu)的認知教學(xué)培訓(xùn),也能實現(xiàn)與施工工藝相關(guān)的教學(xué)培訓(xùn)的逼真動態(tài)完成,讓學(xué)生從傳統(tǒng)的文字圖片被動轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌娜S虛擬主動知識學(xué)習(xí)模式。
虛擬仿真實驗平臺具有高效、高安全、低成本、低風(fēng)險、可重復(fù)、可追溯性等優(yōu)點。它不僅可以用于相關(guān)知識的教學(xué)和實驗,還可以支持新思維、新概念、新技術(shù)、新方法的研究和驗證,提高相關(guān)學(xué)科的科研創(chuàng)新能力。
數(shù)字孿生技術(shù)賦能千行百業(yè)
自進入信息時代以來,數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛而深入的應(yīng)用導(dǎo)致了數(shù)字經(jīng)濟。目前,世界正處于一個世紀前所未有的變化之中,數(shù)字化是時代的趨勢,已成為全球發(fā)展的熱點。數(shù)字孿生作為數(shù)字領(lǐng)域的熱點之一,逐漸成為從工業(yè)到工業(yè)、從軍事到民生的新智慧代表,使各行各業(yè)成為可能。數(shù)字孿生技術(shù)作為促進企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、促進數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要起點,在產(chǎn)品設(shè)計制造、工程建設(shè)和城市管理領(lǐng)域得到了深入的應(yīng)用。
數(shù)字孿生工業(yè)園區(qū):工廠環(huán)境、設(shè)施設(shè)備、各生產(chǎn)區(qū)等1;1的全要素場景恢復(fù),形成工業(yè)園區(qū)的數(shù)字雙底座。整合和提取工廠生產(chǎn)管理全過程的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息,以可視化圖標的形式顯示,幫助生產(chǎn)管理人員清楚地看到園區(qū)或工廠的整體能耗、產(chǎn)值、倉儲、進度、安全、人員等關(guān)鍵指標和設(shè)施設(shè)備運行狀態(tài),實現(xiàn)“一圖”。
數(shù)字孿生城市:借助數(shù)字孿生技術(shù),建設(shè)數(shù)字孿生城市,將極大地改變城市面貌,重塑城市基礎(chǔ)設(shè)施,實現(xiàn)城市管理決策的協(xié)調(diào)和智能化,確保城市安全有序運行。通過在城市天空、地面、地下、河流等層面布置傳感器,可以充分感知和動態(tài)監(jiān)測城市運行狀態(tài)。通過數(shù)字化建模,建立與物理城市相對應(yīng)的虛擬模型,虛擬城市可以模擬真實環(huán)境中人、物、交通、環(huán)境等綜合事物的行為。根據(jù)城市基礎(chǔ)設(shè)施、交通、環(huán)境活動的各種痕跡,虛擬城市模擬和各種智能城市服務(wù)記錄匯聚成城市大數(shù)據(jù),推動數(shù)字孿生城市的優(yōu)化發(fā)展。
結(jié)論:虛擬現(xiàn)實技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展在相關(guān)領(lǐng)域有不同的應(yīng)用和目標,但在某些領(lǐng)域相互交集或集成。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工廠、醫(yī)療設(shè)計、制造和教學(xué)培訓(xùn)中發(fā)揮著重要作用;數(shù)字孿生技術(shù)是物理世界和數(shù)字世界的整合,通過收集物理世界的各種數(shù)據(jù),在數(shù)字世界中建立相應(yīng)的模型,實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、模擬、預(yù)測和控制的整個生命周期,對智能水利、智能城市、智能地鐵、智能工廠、智能校園的發(fā)展具有重要價值。
審核編輯 黃宇
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