数字孪生应用案例及常用技术

数字孪生作为新一代高新技术，结合人工智能、5G、区块链等前沿技术与各产业不断融合深化，有力推动各行业数字化转型的发展，实现智能互联网时代的升级与变革。那么数字孪生运用过程中，常用的技术有哪些呢？

一、建模

目前大部分厂商建模是在特定领域进行开发和熟化，然后在后期采用集成和数据融合的方法将来自不同领域得模型融合。快速三维建模技术分为两种，一种是基于倾斜摄影的三维建模，适用于大区域环境模型的构建，另外一种是基于三维激光点云数据辅助的逆向建模，适用于单体建筑、设备的逆向建模。

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二、三维视频融合

三维视频融合技术是虚拟现实技术的一个分支，或者说是虚拟现实的一个发展阶段。三维视频融合技术指把一个或多个由摄像机图像序列视频和与之相关的三维虚拟场景加以匹配和融合，生成一个新的关于此场景的动态虚拟场景或模型，实现虚拟场景与实时视频的融合。这种融合不会随着对三维模型的倾斜、旋转等操作而产生错位，充分发挥出三维场景的直观特点。视频融合后，还可以进行一些高级管理，比如球机追视功能，可以使用鼠标在三维画面上点击目标，比如一辆行进的车或一个人，最近的球机会自动锁定并跟踪人或车。

三、人工智能

在数字孪生应用中，需要在虚拟空间对现实物理映射做到多概率的仿真，这就离不开算法模型和人工智能的开发。非常复杂的设计模型放到神经网络中，借助深度学习可以把高自由度的模型削减为低自由度且仍能够提供我们所需要的模型能力。从原理上来说，所有物理映射的虚拟必须进行模拟，这些模拟非常耗时耗力。而使用人工智能可以高效的选择可用性最高的仿真选项。

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四、云渲染

云渲染是将3D程序放在远程的服务器中渲染，用户终端通过Web软件或者直接在本地的3D程序中点击一个“云渲染”按钮并借助高速互联网接入访问资源，指令从用户终端中发出，服务器根据指令执行对应的渲染任务，而渲染结果画面则被传送回用户终端中加以显示。

云渲染技术解放了时间和空间的限制，只要网络允许，在任何空间和时间内都可以实现随时随地操作服务器上的程序，查看效果，方便做各种演示和决策。因为实时云渲染技术的运用，可以支持多并发，尤其是围观模式更适合参与人数更多的场景下使用。

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五、高性能计算

数字孪生系统复杂功能的实现在很大程度上依赖其背后的算力平台，实时性是衡量数字孪生系统性能的重要指标。因此如何考量系统搭载的计算平台的性能、数据传输网络的时间延迟及云计算平台的算力能力，设计最优的系统计算架构，满足系统实时性分析要求，是应用数字孪生的重要内容。平台算力的高低直接决定系统的整体性能。