什么引擎最适合数字孪生？游戏引擎并不是最佳选择！

　　01数字孪生没那么深奥!3个关键词搞懂数字孪生

　　“数字孪生”在很多人眼中是一项晦涩难懂的新技术。明明“数字”很好理解，“孪生”也不难懂，为什么这两个词结合在一起就变得深不可测了呢?

　　因为数字孪生集物联网、三维建模、大数据、5G等技术于一体，那么多高新技术结合在一起看起来的确复杂，但想搞清楚数字孪生真正含义其实只用三个关键词就够了!

　　关键词1：由实到虚：将现实世界中的物理对象在数字空间复制一个数字对象，这个对象就是数字孪生体。

　　关键词2：虚实互通：基于物联网传感、仿真等技术将物理对象的几何形状、大小、机制原理和运行状态等信息在数字孪生体上表达出来。现实空间物理对象什么状态，数字空间中的数字孪生体就什么状态，高度还原现实世界所发生的一切。

　　关键词3：以虚控实：在数字空间中，能通过管理系统反向控制物理世界的运行，这样才能更好地管理运营现实世界。

　　由实到虚，虚实互通，以虚控实这三个词组合在一起就是数字孪生的基本概念了。搞清楚什么是数字孪生了，那数字孪生与3D可视化究竟又有什么区别与联系呢?

　　02 3D可视化是数字孪生成果的表达工具

　　上文在讲数字孪生基本概念的时候提到过数字孪生体一词，什么是数字孪生体呢?数字孪生体简单来说就是通过数字化手段对物理对象进行描述，这种描述可以分成不同层级，最基本的就是描述几何模型，包括物理对象的大小、形状、内部结构、空间位置以及不同零件间的位置关系等等，这也是将物理对象可视化的过程。

　　可视化可以分为2D和3D，比起2D可视化，3D可视化能够更加直接地将各行业的数据立体化地呈现出来，因此现在大多数字孪生都是通过3D可视化表达。我们可以简单理解为，3D可视化其实是数字孪生成果的一种常见表达工具。

　　03做数字孪生为什么离不开3D引擎?

　　3D引擎到底是啥?有啥用?听到"引擎"两个字，你可能首先会想到汽车引擎，这是汽车的核心部件，为汽车提供动力的。如果没有引擎，那么汽车就只能是一个模型。3D模型也一样，你用3DMax软件制作了一个非常逼真、精美的3D模型，还有光影和动画效果，甚至每一根发丝都是那么真实，但它是“死”的，不能与人互动。

　　而3D引擎能够让3D模型“活”起来。你可以让3D人物在街道上奔跑，街道两边的建筑和光影效果都是“实时渲染”出来的，你可以增加一大堆跑酷动作，比如“下蹲”、“奔跑”、“跳跃”、“躲避”等等。

　　这就是3D引擎的能力，它赋予了3D模型人机交互的能力，让你不需要编写很多代码，就能让3D模型在“体”、“相”、“用”三方面逼近现实世界真实的人和物，才能为数字孪生提供核心动力。

　　04为什么说游戏引擎并不是做数字孪生的最佳选择?

　　常见的3D引擎可以分成两大类，一类是Native3D引擎(客户端)，这类引擎以Unity、UE4等游戏引擎为主，另一类是Web3D引擎(浏览器)，以T3D为代表的基于WebGL和WebGPU开发的渲染引擎为主。

　　可能有的小伙伴会有疑问了，为什么要开发这么多引擎呢?一种引擎不够用吗?《游戏引擎架构》这本书给出了答案↓在游戏领域，没有所谓最好的引擎，只有最合适的引擎，这句话同样适用于数字孪生领域。

　　那回到本文的主题，做数字孪生项目应该用什么引擎呢?在思考这个问题前，我们先要搞清楚数字孪生场景和游戏场景的区别。

　　做数字孪生可视化，主要的业务场景是城市、园区、楼宇和数据中心的运营管理，业务价值是帮助人们更好地认知和管理现实世界。所以，这种业务场景和游戏有很大的区别。游戏大都是封闭的虚拟世界，里面出现的人物、事件和地点都是事先设计好的，游戏中做出的决策也不会影响现实世界。

　　而数字孪生是用来管理现实世界的，现实世界有大量的工具平台需要兼容和集成、有大量的实时数据需要接入和处理，这些都是传统游戏引擎难以适应的。

　　另外，现实世界的管理需求在不断演变，数字孪生应用就需要不停地迭代，甚至以周为单位交付新的管理功能。如果用游戏引擎来做数字孪生应用开发周期长且不说，而且应用迭代起来非常麻烦。因此就需要一个低门槛、易调试、高性能的引擎来开发数字孪生应用。

　　05数字孪生的最佳引擎应该具备哪些能力?

　　数字孪生要打通现实世界和虚拟世界，让现实世界的数据进入虚拟世界，让人们在虚拟世界中做出的决策和操作，能够影响现实世界，所以数字孪生的最佳引擎应该具备以下特点：

　　1️⃣支持海量实时数据驱动

　　现实世界有大量的传感器，它们将物理对象的运行数据连续不断地传入数字孪生系统，驱动系统快速构建出一个3D仿真的虚拟世界，实时显示数字孪生体的空间坐标、运行状态和相关管理运营指标。这就需要场景中的每个3D对象都是数据驱动的，能够根据数据状态的变化而变化。

　　2️⃣支持与第三方物联系统的无缝整合

　　在数字孪生和物联网管理领域，已经有众多的楼宇监控系统、资产管理系统和物联控制系统存在。数字孪生可视化系统并非要取代这些系统工具，而是要和这些原有的系统工具相互补充，要实现数据互通和界面整合。因为大部分已有系统都是Web应用，所以，数字孪生引擎必须兼容Web应用，要能够在Web浏览器中运行，要支持IFrame技术。

　　3️⃣更快的需求响应速度和适变能力

　　对于一个现实世界的管理系统而言，管理场景会不断演进，功能需求也会不断变化，系统要发挥价值，就必须不断的优化，叠加新功能，所以开发效率的十分重要。要提升开发效率，最好的办法是采用前端编程语言，Javascript是前端开发者使用最广泛的语言，学习门槛低，开发效率远远高于传统游戏引擎。

　　UINO优锘科技完全自研的数字孪生引擎ThingJS，渲染兼容T3D/Three.JS/UE4等引擎，采用Javascript语言，低代码、好上手，支持灵活构建各类数字孪生管理场景，能够对接海量数据实时驱动。还封装了很多常用的数字孪生管理对象、3D模型、接口规范，比如，针对空间管理业务，ThingJS引擎就内置了“园区”、“建筑”、“楼层”、“房间”、“摄像头”这些空间层级、空间对象和设备等等，大大降低了数字孪生应用的开发门槛和成本，是更适合做数字孪生的专业引擎。