借著AI的熱度,3D領域在元宇宙之后再度引起關注。前段時間的英偉達GTC 2024大會將AI概念繼續(xù)拔高,可以看出AI進一步滲透至工業(yè)數(shù)字化、機器人、建筑、醫(yī)療保健、影視和游戲等領域。AI的多重利好將刺激3D資產生成技術優(yōu)化以及相關平臺的誕生。
無論是需要上億級的參數(shù)量進行訓練的AI+3D大模型,還是急缺填充的XR+3D內容和場景,空間計算時代對核心3D資產的快速創(chuàng)建有了更高的需求。
具有底層技術能力的企業(yè)將更具競爭力。VR陀螺了解到,眾趣科技正是一家在三維數(shù)字化領域頗有資歷的公司。
2022年,眾趣科技宣布完成超億元B輪融資,公司計劃持續(xù)通過AI+AR/VR技術為全領域行業(yè)提供空間數(shù)字化賦能。在更早之前,眾趣還為萬科、中原集團、樂有家等數(shù)百家房產公司提供VR技術服務,并與阿里巴巴、京東達成長期合作關系,為“場景購”提供技術支持。
正值眾趣全新Qverse三維空間云平臺發(fā)布,VR陀螺有幸與眾趣科技創(chuàng)始人兼CEO高翔進行對話,他透露了這場戰(zhàn)略升級背后的考量。
走出實驗室的三維數(shù)字化技術變得“搶手”
本次對話中多次提到三維數(shù)字化,它和三維重建是數(shù)字孿生的技術內涵,而三維重建通過高精度三維掃描和建模形成數(shù)字化的三維模型,數(shù)字孿生則作為三維技術的最終載體和系統(tǒng),其市場潛力能有多大?
根據(jù)MarketsandMarkets報告,2023年全球數(shù)字孿生市場規(guī)模將為101億美元,預計到2028年將增長至1101億美元,復合年增長率(CAGR)達到 61.3%。長期來看,產品、裝備、產線、工廠、建筑、道路都可以構建數(shù)字孿生模型。
立足國內,中國信通院出版的數(shù)字孿生城市白皮書(2023年)指出,我國數(shù)字孿生城市相關政策部署范圍更廣、內容更深、力度更大。自 2021 年國家“十四五”規(guī)劃綱要提出“探索建設數(shù)字孿生城市”以來,數(shù)字孿生技術向城市各行業(yè)應用滲透,發(fā)改委、工信部、自然資源部、住建部、水利部、交通部、農業(yè)農村部、能源局等部門紛紛出臺政策,大力推動落地指引。
圖源:中國信息通信研究院
各大行業(yè)巨頭也在積極部署三維數(shù)字化技術的開放環(huán)境建設。蘋果、英偉達等企業(yè)針對某一技術標準組建OpenUSD(AOUSD)聯(lián)盟;阿里巴巴聯(lián)合數(shù)字孿生產業(yè)鏈伙伴共同編制發(fā)布《城市數(shù)字孿生能力平臺總體技術要求》;中國移動與合作伙伴共同啟動“數(shù)字孿生網(wǎng)絡基礎框架”開源(Open-DTN)合作計劃……
這是一個有待激活的千億級藍海市場,數(shù)字孿生已然成為科技巨頭眼中新的兵家必爭之地。高翔認為:“關鍵的三維數(shù)字化技術真正開始進入民用領域了。”
明確看到三維數(shù)字化的前景,希望以低成本三維建模技術打開市場的眾趣,十分重視團隊的“技術含量”。目前公司大概有150人左右,70%都是開發(fā)人員,主要涉及硬件設備、算法、云服務的后端和前端等技術類崗位,在算法層面同樣獲得不少三維數(shù)字化相關的專利。
“我們看中研發(fā),最初用了三年半時間才將概念變成真正能使用的產品,這期間我們潛心開發(fā)底層技術,甚至沒有開展商務活動。”高翔認為這段沉淀期為日后的業(yè)務展開奠定了基礎,“開發(fā)進度的快慢決定產品本身的好壞,產品本身的好壞決定整個產品對市場的適配度。”
當三維數(shù)字化技術走出實驗室,眾趣賦能實景智慧園區(qū)、工程測繪、房產營銷、文博旅游、家居家裝、電商零售、公共安全等眾多行業(yè)領域,累計復刻數(shù)百萬套3D數(shù)字化空間,客戶遍布全國31個省市和海外30余個國家和地區(qū)。
從三維重建到內容創(chuàng)造,Qverse平臺如何做到一采即用?
三維重建是計算機視覺中的重要議題。三維數(shù)字化技術大范圍推廣之前,普遍采用傳統(tǒng)的三維建模方式,即需要專業(yè)的建模師在Unity、虛幻引擎、3D Max或AutoCAD等專業(yè)工具上完成模型的設計和建模,一套房子的高精度三維重建往往需要花費數(shù)日完成,成本在幾萬到十幾萬不等,高昂的成本令中小企業(yè)望而卻步。但三維資產未來需求空間巨大,從數(shù)字孿生到更多的3D內容創(chuàng)作,低成本獲取可用的3D素材成為核心。
1、降低硬件成本,滿足三維數(shù)字化需求
物理世界復雜的環(huán)境光、不規(guī)則的物體幾何表面等因素,將影響三維數(shù)字化產品的穩(wěn)定性以及適配性,配合自研的AI算法開發(fā)三維掃描相機成了當時眾趣的首要目標,在不降低重建效果的情況下有必要先將重建成本最高的硬件價格降下來。
圖源:眾趣科技
經過多年發(fā)展,眾趣目前已形成完整的SPACCOM系列空間掃描設備矩陣,包括3D激光掃描儀、3D掃描相機和AI全景相機等多款硬件產品,可低成本滿足不同應用場景三維數(shù)據(jù)采集需求。
傳統(tǒng)三維重建算法已較為成熟,其硬件成本還能否進一步下降?高翔表示:“我們注意到,其實有三維數(shù)字化需求的領域非常多??蛻羝毡橄Mㄟ^便捷的智能手機采集三維數(shù)據(jù),以更低成本的方式進行三維重建。我們預計未來可能會有很好的可商業(yè)化產品出現(xiàn),但當前的手機還不具備這樣的條件。”
“以蘋果的LiDAR方案為例,最早用于人臉的三維識別,它采用的激光反射原理與我們的首款設備是一樣的(通過測量光觸及物體并反射回來所需的時間來確定距離),但它的缺點就是只能在0.5米以內的近距離掃描,在大空間場景就無法運用。而且精細度會隨著用戶掃描的距離變遠而下降,還不能作真正商品化的三維數(shù)字化產品。”
可見在要實現(xiàn)高精度三維重建,同時應對實時外部環(huán)境變化、保證重建精度,專業(yè)級設備必不可少,這也是后續(xù)三維重建技術優(yōu)化研究的重要一環(huán)。而同類型相關產品市面上也有不少,例如海外的Matterport,不同產品之間的核心差異點在哪?
高翔從技術類型的角度向VR陀螺解答:“眾趣的早期產品與Matterport比較類似,都是采用游戲中常見的Kinect深度傳感器(紅外散斑原理)。缺點就在于容易受環(huán)境光影響,在室外幾乎沒法用。雖然精度會比蘋果LiDAR更高,能滿足數(shù)據(jù)采集需求,但離真正高精度的數(shù)據(jù)采集仍然有差距。”
高翔還指出,目前在三維重建方面分為兩大方向。一是基于拍照采集空間的深度信息、顏色信息等數(shù)據(jù),通過算法拼接完成三維模型的數(shù)字化重建。二是通過彩色數(shù)據(jù)采集和計算生成點云數(shù)據(jù)。
三維重建技術融合AI算法后,數(shù)據(jù)采集的精確度有了大幅提升。以需要高精度測量的公共安全應用為例,警方通常需要在案發(fā)現(xiàn)場被破壞前(一些物證會隨時間發(fā)生變化)進行快速調查并完成取證,傳統(tǒng)勘察容易出現(xiàn)信息遺漏,信息不全則影響案件偵破進度。通過眾趣研發(fā)的點云AI算法能夠快速實現(xiàn)三維重建,據(jù)悉三維測量精度在10毫米以內,15-20分鐘左右即可完成100平米的空間數(shù)據(jù)采集,并生成1:1的三維實景空間,以及配套的全景圖片以及平面圖等數(shù)據(jù)。相較于以往需要花費數(shù)日請人到現(xiàn)場勘測,請設計師繪圖進行三維重建,眾趣的三維重建方案的整體時間、工序、成本大幅優(yōu)化。
據(jù)稱,眾趣目前主要采用基于激光雷達開發(fā)的三維相機,不僅掃描數(shù)據(jù)的準確度、精度高,而且也能同時適應室內和室外的各種場景,整套三維數(shù)據(jù)重建方案的成本和產品的性能都在這套新的硬件基礎上得到優(yōu)化。
2、觸手可及,Qverse平臺打通三維數(shù)據(jù)轉化“最后一公里”
有了完整的硬件基礎,相應的軟件平臺自然要跟上步伐。4月8日,Qverse三維空間云平臺正式發(fā)布。
該平臺提供一站式的三維空間數(shù)字化解決方案,覆蓋創(chuàng)建到編輯再到展示的多個環(huán)節(jié),通過AI+AR空間計算技術與云端渲染技術構建3D數(shù)字空間,眾趣的硬件+軟件結合的業(yè)務版圖逐漸完善。
高效3D建模編輯(圖源:眾趣科技)
有了Qverse三維空間云平臺,眾趣如何實現(xiàn)低成本快速三維重建與再編輯?據(jù)高翔所述,只需要1名攝影師,1臺三維相機,1小時掃描采集,2小時AI算法自動化處理,即可完成對室內籃球場大小的三維空間數(shù)字化重建,因為后期不需要人為參與建模,成本接近于使用單反相機照相,相比傳統(tǒng)動輒三五天的建模時間,有了大幅優(yōu)化。
Qverse可落地的大空間數(shù)字化應用場景包括但不限于:為智慧園區(qū)提供全域測繪,為房地產領域快速生成全套實勘數(shù)據(jù),為家居家裝行業(yè)帶來高仿真裝修效果模擬,為工業(yè)制造領域提供廠房三維實景克隆和VR實訓,為文博旅游行業(yè)創(chuàng)建數(shù)字博物館和AI講解、為新零售領域優(yōu)化人貨場三維數(shù)字化展示等等。
除了營銷展示,Qverse平臺提供了三維數(shù)據(jù)的再編輯能力,即支持隨時在三維空間建模后進行二次編輯的創(chuàng)作,平臺內提供完整的內容創(chuàng)建工具,選中物品即可標記關鍵點,嵌入文字、圖片、音頻或視頻。還可擺放圖片或三維小模型來布置三維場景,生成三維內容可向他人跨屏分享,實現(xiàn)遠程協(xié)作。
圖源:眾趣科技
在低成本快速三維重建能力的基礎上,Qverse還能通過三維數(shù)據(jù)優(yōu)化工作流程。例如將影視城進行三維數(shù)字化后,劇組可以一鍵查看影視城的空間面積和現(xiàn)場環(huán)境,可以方便導演和劇組選址,在拍攝前確認攝影、演員、布景等信息,用數(shù)字化提高工作效率。此外,Qverse還支持將點云數(shù)據(jù)導入到專業(yè)BIM軟件中,為工程測繪工作提供精準數(shù)據(jù)支撐,滿足工業(yè)級實測實量需求。
為滿足不同行業(yè)的應用需求,眾趣在提供例如三維尺寸測量等通用功能的基礎上,再為垂直領域提供定制化服務,并開放API與SDK能力以及第三方設備數(shù)據(jù)接入。
至于為何不專注于某一垂直領域做專有平臺?高翔表示,Qverse的核心目標是為更多中小B端客戶提供高效且低成本的專業(yè)級通用平臺。
他表示:“如果同樣的物品,能以三維數(shù)字化的形式呈現(xiàn),人們肯定會優(yōu)先選三維的,而不是二維的,但大部分客戶更關注生成三維內容的成本。而眾趣也不做過于高精尖、用不起的技術,我們只做那種能夠落地的、觸手可及的解決方案。”
圖源:眾趣科技
眾趣產品的核心在于通過算法自動化來實現(xiàn)空間的三維重建,如今有了先進的AI技術,再與新的Qverse平臺融合,在保證三維重建質量的基礎上大幅降低三維基礎設施的創(chuàng)建成本。
以一“技”之長,在底層算法搭建壁壘,眾趣將重心放在大空間的三維數(shù)字化重建領域。高翔補充道,直到現(xiàn)在,這一思路和方向仍然與公司創(chuàng)立之初的預期完全一致。
要讓1+1>2,AI實現(xiàn)數(shù)字孿生的真正價值
“在四五年前,我認為用二維的相機拍三維的空間,是不大可能的事情。僅從XY二維信息怎么生成XYZ的三維信息呢?但現(xiàn)在這項技術真的在房地產領域實現(xiàn)大規(guī)模落地了。”得益于AI,這項技術的快速發(fā)展,令高翔十分感慨。
“我們相信AI技術會在這種VR、AR或元宇宙領域成為主流技術。二維照片直接轉換為三維的空間數(shù)據(jù),其實正是AI技術發(fā)展所產生的直接結果,而且這個技術非常穩(wěn)定。包括近幾年發(fā)展起來的NeRF等技術已經可以簡單滿足大空間三維化的需求,只是作為新技術還未能實現(xiàn)商業(yè)落地,我們也將繼續(xù)關注各種新技術。”
眾趣目前已將自研AI算法融入旗下產品中,包括三維掃描相機以及Qverse平臺,通過二維的照片來識別三維的深度信息,通過AI預測并在云端處理數(shù)據(jù),在Qverse平臺生成三維模型,AI自動化的能力大幅改善了3D資產的創(chuàng)建速度。通過AI把三維數(shù)據(jù)的生成成本降低,讓更多的行業(yè)運用起來,這是眾趣未來的一大發(fā)展方向。
蘋果Vision Pro發(fā)布之后,重新定義了空間計算,這是否會在一定程度上影響三維數(shù)字化的供需關系?
高翔表示:“我們認為目前的技術發(fā)展將到達臨界點,即之前說的三維數(shù)字化的技術進入民用領域。整個三維計算的空間和使用范圍會進一步擴大,同時會帶來巨大的商業(yè)化機會,三維數(shù)據(jù)對各行業(yè)的支撐以及促進是毋庸置疑的。從技術角度來說,蘋果提出的空間計算概念,本質上是三維計算,人們對這些技術的需求會一直存在。”
他繼續(xù)補充說:“我們也希望有像蘋果這樣的公司帶頭,慢慢建立起連接VR和AR的三維數(shù)字化內容生態(tài),形成‘熱帶雨林’,讓更多企業(yè)在這個生態(tài)系統(tǒng)之下自然發(fā)展,進入良性循環(huán),這是我們作為從業(yè)者最希望看到的。”
從眾趣的角度來看,三維場景數(shù)字化并非簡單的數(shù)字基礎設施創(chuàng)建,以三維重建技術為基礎的數(shù)字化空間要能做到反向指導人們的日常工作和生活,解決各種難題,這才是數(shù)字孿生的真正價值。“智造影子世界,服務本體宇宙”,眾趣正在朝這一愿景努力。
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