数字孪生：下一代智慧城市技术，火元素王聪&卢要全话你知如何构建数字现实世界

• 文/纽豪斯

• 发布/AI智道

• 时间/2019年3月14日 10:30

• 地点/火元素

• 人物/王聪&卢要全、纽豪斯

前言：每一个小人物，都可以有大故事，今日的小公司，明日要孪生世界。王聪和卢要全的火元素要通过AI、3ds MAX、BIM、视频融合技术构建一个虚拟的数字孪生的DR（数字现实）世界，这一篇文章讲述了2个小人物如何实现这个梦想。数字现实必将在未来2-3年成为大热门技术…

继VR（Virtual Reality，虚拟现实）、AR（Augmented Reality，增强现实）、MR（Mixed Reality，混合现实）之后，即将兴起DR的热潮，DR就是Digital Reality(数字现实)，通俗的来讲就是数字双胞胎、数字孪生（DT），这个全新的概念正是纽豪斯和王聪、卢要全访谈之后达成的共识。

Digital Twin数字孪生是指充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。Digital Twin是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。而DR是在DT基础之上再融合视频图像信息。

小人物的大故事渐入佳境，这一期我们要和大家一起分享一下“数字孪生”技术的落地，所以这次纽豪斯破例采访了两个人：王聪和卢要全，估计以后也不会有这样的形式。

关于王聪和卢要全

火元素王聪

王聪聪，1985年出生，江西鄱阳人，祖籍鄱阳，2004年毕业于北京工商大学财经学院美术专业，2013年注册成立深圳火元素视觉传媒有限公司。很难想象一位从事美术专业的人士会玩起了真正的IT系统，从美术设计到3D MAX，从3D MAX到三维世界，看上去也是一个很自然的过渡。

火元素卢要全

卢要全，1971年出生，安徽蚌埠人，祖籍蚌埠，1993年毕业于蚌埠坦克学院自动化专业。毕业后从事了5年自动化相关工作，2000年创业注册了自己的公司，主要销售防盗和视频监控产品。2014年后关闭公司在两家智能化公司从事相关业务，2019年1月加入火元素成为合伙人。

原本纽豪斯是要和卢要全谈一下业务合作和客户拓展工作的，没有想到王聪意外加入，三个男人聊起了三维可视化竟然一度忘记了吃中午饭，没有废寝但做到了忘食。

深入了解火元素

火元素成立初期主要从事三维3D MAX建模、动画制作和视觉呈现与人机互动业务。就是因为这些技术能力吸引了卢要全的加入，将三维能力和安防进行结合看到了亮点（火元素制作了三维实景融合的深圳欢乐海岸与麒麟山庄的安防项目），对于卢要全而言，火元素也将是他最后一家作为合伙人而打工的公司。对此，纽豪斯采访了卢要全几个核心问题。

纽豪斯：2018年火元素的合同额有多少？

卢要全：公司目前规模还比较小，合同额在千万以下。但是员工看好公司的愿景，未来或有很多的激励措施，非常看好公司的发展前景（其实纽豪斯也是这么认为的）。

纽豪斯：2019年的合同额可不可以做个预测？

卢要全：2000+万的合同额，现在的用户都在排队等着上系统。

智能制造之烟厂

纽豪斯：火元素目前聚焦的行业有哪些？

卢要全：公司聚焦烟厂和医院两大行业。烟草场景来说主要开发智能物流仓储的管控和智能生产的结合。医院场景来说主要聚焦能源管理，会和电网公司合作，做好能源大后勤的管理，先慢慢切入医院这个场景，然后慢慢在这个基础上架构更多的业务系统。智慧园区也是火元素的一个发展方向，之前也有案例，需要将整个安防系统整合到现有的平台中来，可能会和深圳本地的安防厂商合作，没有选择海康和大华合作的原因是他们的体量实在是太大了（纽豪斯：看来海康和大华也有短板就是太大了）。

纽豪斯：火元素有没有自己的3D引擎？

卢要全：暂时没有自己的引擎，本质上来说火元素在渲染上有很强的技术积累，目前还是用第三方引擎技术，不过我们自己研发引擎技术3D-DVCS已经有很大的进展。

纽豪斯：火元素的核心技术是什么？

卢要全：视觉效果的呈现、程序的可交互操作（可模拟动作），在往上走就是大数据的呈现。目前火元素能够实现数字孪生、语音交互、手势识别和姿态识别。火元素很早就积累了Microsoft HoloLens应用开发经验，会做一些特色的应用系统，AR（增强现实）、VR（虚拟现实）、MR（混合现实）都有涉及。

纽豪斯：烟厂模式一旦成功，如何复制？

卢要全：目前全国大概有220+的烟厂有物流仓储数字孪生的需求，目前在烟厂项目上火元素除了做了物流仓储的三维可视化应用之外，还承接了生产环境的三维可视化应用，就是所谓的数字孪生系统。但主要的功能还是只看不控，理论上系统可以实现控制功能，如果业主允许的话。

生产设备可视化

纽豪斯：你认为三维可视化的趋势如何？

卢要全：三维可视化只是一种技术，任何场景都可以用来做三维可视化呈现，将难以理解的信息实现更快的感知，让领导能够直观的看到更多的信息，提高决策的效率。总结出来就是：看到更多、得到更多，控制更多、决策更快。

基于视频融合的立体防控技术在安防行业还有很大的发展空间，多监控摄像机的融合的实用性可能比3D MAX的渲染效果更好，各有差别，如果能够实现3D MAX、视频的三维融合，那么将是真正的DR（数字现实），我们创建了一个新名字？（也许是的）

三人行，必有我师焉

关于数字孪生，纽豪斯和卢、王2人做了以下的讨论：

视频应用

纽豪斯：工厂到底涉不涉及控制功能？视频融合的精度、遮挡是如何处理的？

王聪：火元素的2018年转型升级，聚焦烟厂行业，把主要的精力放在智能制造和智慧制造的升级，医院是附加板块。火元素目前对可视化呈现和动作再现做的比较好，控制功能可以做，但是持谨慎的态度。视频融合有做一部分，但考虑到有遮挡的技术问题，尚未全面引进，不过倒是一个好的思路，用视频呈现更加的“现实”。但是有一点是需要谨慎考虑的，那就是公司的技术方向一旦走偏了，错误可能会是2、3年，代价实在是太大。

设备结构可视化

纽豪斯：如何看待智能和智慧的关系？

王聪：智能制造就是（火元素）现在开发的系统，而智慧制造就是AI+智能制造，最少我是这么认为的，目前火元素还是处于智能制造的阶段，下一步的发展目标就是智慧制造。

纽豪斯：火元素目前的市场策略和开发团队是怎么样的一个情况？

卢要全：火元素太偏向技术，有项目就聚焦项目，合伙人一起打造公司，我来了就是弥补公司销售的短板。目前火元素拥有10+名技术开发人员，有负责3ds MAX的、有负责程序的、有负责后台的、有负责UI设计的、有负责分析的，每个专项人都很少。但这并不妨碍火元素开发出一流的系统。

纽豪斯：如果单看系统演示，简直不能相信这么庞大系统是这么少的人员开发出来的。

王聪：开发人员的工作强度很大，大家都很拼搏。技术积累都不成问题，火元素需要完整的产品线，迫切需要走完整展示的道路。地产、DR、安防、运维都要涉及。

纽豪斯：作为美术专业出身的学子，王总是怎么转行进入智能制造这个行业的？火元素发展的历史是怎么样的？

王聪：火元素是2013年成立的，最早从事VR的开发。我大学学的是美术专业，作为大二的学生就开始探讨自己如何取得更深的发展，羡慕画家的洒脱，但又担心当老师误人子弟。然后自己就选修了武汉大学3D MAX的课程，寄希望用3D复原社会（那时候还没有数字孪生的概念），用画笔将世界呈现出来是一件很棒的事情。2006年来深圳发展，开始从事3D行业，自己决定开发三维系统和平台最大的影响来源于电影《黑客帝国》，大受启发，2008年就开始利用3D MAX技术来复原科幻电影中的场景，要把电影的场景变成现实，这只是最初我的追求和梦想。曾经一度和几个美国留学生开发Second Life（第二人生）这样的游戏，希望能够复原和还原整个城市，那个时候还没有智能头盔的概念，比如用游戏的方式开发可以体验店铺买衣服、用游戏的方式去买车（三维呈现，自己选颜色、轮胎、装饰、配置等）。利用美术的手法，再结合3D的场景和现实环境去匹配，从2007年开始接触烟厂的需求，然后就自然而然的从物流仓储工业流程视频动画开始做起。

王聪：火元素成立之初一开始做三维动画，自己做创新寄希望和别人不一样。后来引进程序开发人员，但开发人员却没有具体工作可做，好像对公司也没有价值。研发人员就主动寻求当前市面上的主流技术和需求进行关联，慢慢就发现VR和AR的应用场景，市场存在需求，就开发了大量的应用。后来深入了解后，开始介入程序+3D的虚拟世界，希望将虚拟世界转实际应用，代替现实世界，后来程序员越来越多，公司业务转型，逐步开始做实际应用，重心就放在三维可视化平台上面，实现数字双胞胎（偶然中的必然），另外也可以让人来深度浸入到三维系统中来（比如VR眼镜）。

王聪和纽豪斯还分享了自己的哲学观点，纽豪斯和王聪进行了探讨和交流。哲学有三大终极问题：我是谁？我从哪里来？我要到哪里出？王聪总结道，人是由躯壳、记忆和能量体三部分组成的，三维系统就是要将人的记忆（智慧）、能量体用三维可视化的方式保留下来，成为永久。这差不多就是“语音识别（智慧）+视觉识别（记忆）”结合的AI技术了。当然这套理论纽豪斯当场也不是很理解，纽豪斯从希腊哲学和宗教方面分享了自己的认知，貌似王总也有所启发，希望以后王聪的理论会得到进一步的完善，我们可以再继续探讨。

视频叠加的问题还是3D叠加的问题

火元素有个思路，有硬件设备就必须用3D呈现，模拟人和物，然后系统中可以加入有10个订单，通过三维制造系统要让机器产生效率、减少能量的消耗，这就需要有序排单、通过三维可视化系统产生数据，有效提高订单的生产、仓储的调用，这正式火元素在做的事情。

王聪认为3D MAX是一种比较好的三维构建的方式。如果采用倾斜摄影来建模，就需要解决倾斜摄影的消耗，解决U3D转换结合的问题。

对于最核心的引擎问题，王聪介绍火元素采用了开源的3D引擎，自身是没有的，但已经开始尝试开发自有的3D-DVCS引擎，关键技术难题已经解决，目前正在完善ing。

火元素在做大型的厂房、社区、城市会采用倾斜摄影的方式解决，无人机遥感测绘是和深圳市的一家公司进行合作的。目前火元素还不具备智慧制造的的能力，主要来源于AI能力的不足，亟需引入第三方合作资源。

王聪认为从“智能”到“智慧”有个转化的过程，需要一定的时间积累。

智慧消防

纽豪斯：除了智能制造、医院业务板块，火元素还有没有开拓其他行业？

王聪：事实上我们已经开拓了智慧消防的业务。原计划在深圳进行推广的，但是项目暂停了，主要还是受消防部门改为应急指挥部门的原因。我提出了一个全新的概念，三维化+人员信息、再接入消防信息数据、调用监控及消防车、调用线路的融合视频，查看拥堵点，附近可调配的指挥人员和消防资源，再结合警务通的联动，提前疏导交通。但因消防改制消防管理人员的变动很大，整个全国的消防人员划分和职责变动都比较大。现在的火元素，先做Demo然后再看市场的变化。火元素已经实现了智慧消防的3D可视化管理，可以提供UI和看板（Dashboard）。

数字看板Dashboard

C/S架构还是B/S架构

纽豪斯：火元素的平台是怎么构建的，基于网页还是专用客户端？

王聪：市面上一般的三维可视化通过网页执行。而火元素则通过EXE可执行文件执行，也就是C/S架构，有客户端，加载的速度更快，界面更好设计。B/S架构比较通用，但存在架构安全性的问题，相对应而言,C/S架构更加安全。5G技术普及以后，可能B/S架构预计会得到更好的普及。

王聪：C/S架构能够做到本地化部署，当然火元素也有另外一套轻量化系统，运行在B/S架构上，在网页端实现，可以预置场景实现一些展示功能。可以向客户远程展示系统，只要有网络就可以，给别人演示，也可以通过网络映射实现远程桌面。希望5G、云计算普及之后，网络带宽问题就可以彻底解决。

核心工作：渲染和三维建模

纽豪斯：三维孪生系统的核心就是对地图的三维渲染能力和建模能力，火元素是怎么处理的？

王聪：如果是渲染工作，火元素是和渲染农场合作，他们在天津设有服务器中心，速度快、费用低廉。相当于一个超算中心，计费是按照1个核1分钟的模式计算。

王聪：数字工厂孪生是需要动作建模的，故火元素不会采用BIM建模，而是采用3D MAX建模。火元素第一个工厂实施需要好几个月，但如果是类似的工厂，再开始第二个建设预计1个月就可以完成部署工作。动作模型的开发是最耗时间的，要动作和现实情况相匹配才有价值。

动作孪生

王聪：火元素目前能够处理订单数据，可以将订单打乱、分散处理。比如A区域需要10箱12mg的香烟、B区需要100箱12mg的香烟，从货物高架以最快速度取货并装车就很有学问，先拿什么烟、从什么地方拿，都是火元素的订单系统需要考虑的。而运输机器人只是执行系统命令的，烟厂的仓储管理的关建是自动化调配系统，如何调优方案、执行最佳的执行方案就是火元素要做的。

纽豪斯：那么用户最关心什么呢？

王聪：工厂业主无非关注用了多少钱？收入了多少钱？这是2大核心问题，火元素要做的就是帮用户降低成本、节能增效。火元素目前主要是和电网公司（比如说南方电网）联合做节能工程。把南方电网介绍到烟厂做节能工程，可以实现规模协同效应。

关于火元素

深圳火元素视觉传媒以专业的大数据视觉交互为核心，致力于为客户提供全方位的可视化视觉交互系统。成立于2013年的火元素早期以虚拟现实VR&三维数据技术为起步，以团队创新和提供优质的服务作为发展理念，使得现已发展成为国内优秀的数字科技公司。作为三维视觉交互领域优秀的团队，火元素不断提高内部技术整合，完善技术创新和服务。紧紧围绕着全方位服务于数字科技这一领域而奋斗。大数据可视化分析决策系统，与行业需求深度结合，系统兼具顶级视觉效果与高性能操控，可广泛应用于航天战场、智慧城市、网络安全、企业管理、工业监控等领域。一站式系统解决方案，帮助决策者发掘数据背后的规律，提高决策效率与能力。

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本文转自房叔微信公众号：AI智道