作者 | 山竹
出品 | 锌产业
故宫博物院作为中国最大的古代文化艺术博物馆，拥有上百年的历史文化传承，自1925年建成以来，陆续收入藏品超过186万件，这其中既有保存完好的珍贵藏品，也有大量需要修复的绝世珍品。
这就有了文物修复师这一颇为低调的职业。
2016年《我在故宫修文物》播出后，故宫博物院开始火出圈，在这部纪录片中，大部分人第一次从其中文物修复师身上真正感受到了，什么是中国文化中的工匠精神。
也是在这之后，文物修复师这一职业开始为众人熟知，甚至一度成为网红职业，而同样是在近些年被应用到文物保护中的，还有一系列黑科技。
故宫和腾讯是在2019年开始筹建联合实验室的——一个尝试通过技术手段实现文物三维数据采集、加工、展示全流程智能管理的实验室。
这个坐落于故宫西华门内，故宫文物医院旁边的实验室，于今年5月正式启用，并开始批量“复制”故宫中的珍宝和文物。
01
数字工厂造文物
作为我国历史文化最高殿堂，故宫早在1999年就提出了数字故宫的建设目标，彼时正值中国互联网方兴未艾之时，腾讯、阿里、百度互联网三巨头在这一年前后相继创立。
因而，故宫其实很早就有了自己的数字与信息部，这一部门主要负责故宫文物的影像采集。
故宫与腾讯筹建的联合创新实验室正是基于故宫原有的影像采集工作室进行的升级再造，和其它实验室不同的是，在双方原计划中，就是要将这一实验室改造成拥有不少黑科技的智能实验室。
于是，在新实验室筹建之初，腾讯从数字孪生团队中抽调了物联网、可视化、空间建模三方面的精英工程师，组建了三个小组分别负责数据采集、数字孪生平台可视化设计、建筑空间孪生体构建。
据锌产业了解，腾讯数字孪生团队自建筑数字孪生起家，对于建筑空间数字化，这一团队自然是再熟悉不过。
然而，作为一座拥有百年历史的博物馆，故宫影像采集工作室原有的建设图纸已经无从找寻，房间的管网分布情况也无人知晓。
故宫·腾讯联合创新实验室项目经理杨志雨解释称，“如果有图纸，我们可以直接基于图纸生成建筑空间三维模型，没有图纸，就需要通过腾讯的数字孪生引擎对这一工作室进行三维空间重构，并通过三维扫描技术将管线管网重构出来。”
显然，要想继续推进这一项目，后者就成了必要手段。
在之后的几个月里，通过数字孪生引擎的三维空间重构和三维扫描技术，腾讯的团队对这个450㎡的故宫影像采集工作室的建筑空间、管线管网进行了一次彻底的三维重构。
故宫·腾讯联合创新实验室兴建前后，这一实验室的本质功能并没有改变，就是为了造“文物”，准确来说，应该是造“数字文物”。
要造“数字文物”，就需要将文物搬到这一实验室的拍摄区，完成二维或三维图像拍摄。而这些有着千年历史文化传承的文物，对于环境要求极为苛刻，稍有不慎就会对文物造成诸如氧化、腐蚀等损坏。
在联合实验室筹建过程中，双方就这一问题经过多次探讨，最终制定了一套文物采集标准，在这套标准中，明确规定了文物拍摄、采集时，对于环境温度、湿度等因素的要求。
有了这套标准，再通过传感设备对实验室的环境实时调控，就不用再担心这些珍贵文物会因拍摄造成损伤。
科技复现历史，本就不该再留下任何人为痕迹，但这要求身在其中的技术团队要有足够的生态广度和技术厚度。
02
复现历史的难度
实际上，早在2013年，腾讯在建筑数字化领域就打造了微瓴平台，这一平台至今已有十年之久。而自2018年进入商业化后，截至2023年8月，腾讯已经在建筑、交通、工业、能源、文旅、教育等20多个行业完成了586个项目落地交付。
例如腾讯深圳总部大楼的改造，为东莞天安数码城打造的数字孪生底座，为瑞泰马钢打造的透明工厂等。
在腾讯数字孪生产品部于2022年正式成立后，团队基于数字孪生也为深圳宝安打造了智慧交通数字孪生底座、惠州城市交通实时数字孪生交管系统、中联重工智能制造升级，以及三星堆运营智慧大脑等项目。
2022年12月1日，腾讯面向全行业首发了数字孪生云，将游戏科技、云计算/云渲染、人工智能、模拟仿真、高精地图、全息感知以及音视频传输等核心技术进行深度融合，以平台产品形态向外提供服务。
而在腾讯今年的数字生态大会上，腾讯云副总裁、腾讯数字孪生业务负责人张少宇对外发布了腾讯数字孪生“1+3”全新的产品矩阵——一个数字孪生底座，以及可视化平台、空间实时计算平台、实时仿真平台三大平台。
张少宇解释称，“我们这次站在公司角度将地图相关能力、大屏可视化能力、自动驾驶能力，以及早期楼宇数字化能力整合到了一起，构建了这样的1+3产品矩阵。”
之所以有这次调整，是因为腾讯认为数字孪生技术包括数字技术、物联技术，以及人工智能和空间计算技术。
“这次产品矩阵升级后，我们搭建了用于三维建模、空间建模、物联接入的数字孪生底座，上层则有用于大屏可视化、仿真推演、空间计算的平台，从整个数字孪生关键技术角度来看，我们已经完成了全面布局。”
10年数字孪生技术打磨出的全栈技术和产品，形成了腾讯在数字孪生领域的技术厚度；5年的项目经验和500+实际落地项目，形成了腾讯在数字孪生领域的工程能力。
回看在故宫·腾讯联合创新实验室再造过程中，要真正为一个如此复杂的建筑打造数字孪生系统，实际上还有另一个必须考虑的问题——设备和传感器的互联互通。
张少宇告诉锌产业，“我们打通物联能力有两种方法，第一种是直联设备，例如温湿度传感器的互联，或者通过HTTP等标准通信协议进行直联，另一种是通过子系统做对接。”
要想实现稳定的物联能力，无论通过上述哪种互联方式，都需要联合其中诸多设备制造商，乃至系统集成商，进行设备和数据的对接和打通，这就需要极强的生态整合能力。
据腾讯数字孪生产品副总裁张果透露，腾讯目前有产品型、行业型、服务和咨询型生态伙伴超300家。“我们一方面在共建合作伙伴生态圈，另一方面也在将大家的设备、能力广泛联接到场景生态中。”
由此也就不难理解，为什么腾讯在联合实验室构建过程中，能够快速实现互联互通，打造出一个复刻文物的数字工厂。
03
数字孪生再下沉
2023年5月18日，在国际博物馆日上，故宫·腾讯联合创新实验室官宣正式落成并启用。
相对于传统实验室而言，这一实验室加入了自动环境调节功能，可以自动将实验室环境调整到最适合拍摄中的文物所需要的温湿度、二氧化碳浓度，减少对文物的损耗；
相对传统虚拟拍摄而言，这一实验室采用二三维数据采集与多源数据融合技术，实现了一部手机就能完成人、物与数字三维模型的融合拍摄，拍摄成本降低了95%。
也是在故宫·腾讯联合创新实验室落成的这一年，国内数字孪生技术已经不再只是服务于大型国央企，数字孪生技术开始悄然深入更多产业，让更多中小企业和一线从业者一同迎接数字世界的洗礼。
在制造业领域，腾讯为瑞泰马钢打造的透明工厂这一制造业领域标杆项目中，瑞泰马钢还与一些中小型物流公司在钢材运输上有着深入合作，这些物流公司在高效车队管理上的需求在近些年也越来越突出。
腾讯数字孪生团队通过为这些物流公司提供低代码和无代码开发工具，让他们的业务人员可以通过自己的业务逻辑开发诸如货物流转、车队管理等数字孪生应用，这样的数字孪生应用，已经成为这些物流公司高效管理、降本增效的重要手段。
在农业领域，在腾讯与深汕集团合作的数字乡村建设项目中，腾讯为深汕地区搭建了“一库、三屏、一入口、三体系、N应用”完整的数字孪生体系。
通过建设数字乡村可视化大屏，腾讯将“乡村总览、乡村数字经济、乡村数字治理、乡村网络文化、乡村公共服务、乡村环境监测”六大维度重点指标数据，通过二维图表、三维地图联动，进行统计分析与展示。
通过建设乡村AI遥感识别系统，实现对乡村田地的种植计划核查、耕地动态调查、作物长势监测，提升农田监测管理效率，让科技深入田地，去切实解决田间地头的“三农”问题。
在城市运营领域，在腾讯与上海浦东机场合作的数字机场项目中，腾讯正在为浦东机场搭建包括安全、运行、服务、经营、交通、环境、货运、管理体系在内的数字孪生机场。
通过建设数字机场地面安全保障系统——在机坪部署大量智能化监测设备，来对飞机各类数据进行采集，通过AI视频分析平台对机场进行数据分析、智能监控。
这套系统目前实现了对浦东机场290个机位、19个节点的覆盖，数据综合准确率高达98%，由此也提升了航班地面运行过程中的安全保障。
同样通过引入腾讯低代码平台“微搭”，基于数字孪生界面，浦东机场一线业务与开发人员用“拖拉拽”的方式，就可以开发业务应用和软件。
……
04
突破“大屏”之困
中国目前有400多家数字孪生公司，回顾过去十年，这些公司中绝大多数的核心业务一直停留在大屏可视化这一数字孪生初级阶段。
一块炫酷的大屏，观感上可以带来不小的视觉冲击，但无法深入核心业务，浮于表面的数字化终究无法触达企业降本增效的时代痛点。
经过这几年技术渗透的由浅入深、服务客户的由大到小，身在行业中的张少宇发现，“数字孪生发展到现在，已经从早年间强调好看、逼真还原、游戏级渲染效果，进入到了可计算、可预测、可控制、可交互阶段。”
他认为，“只有将数字孪生技术真正深入到企业的生产系统，去提升企业管理效率、服务品质、创新能力，整个产业才算真正进入‘深水区’。”
就像在故宫·腾讯联合创新实验室中，不仅有能够统筹全局的数字大屏，还有能够构建“数字文物”的拍摄技术，以及可以根据文物特性自动调节的拍摄环境。
就像在深汕数字乡村中，不仅有能够统筹六大维度数据的数字大屏，还有切实解决田间地头“三农”问题的乡村AI遥感识别、农产品溯源、污水监测等系统。
就像在上海浦东数字机场中，已经建成的地面安全保障系统不仅能对飞机乃至机场的数据进行采集分析，还能及时发现、预判机场可能存在的效率和安全问题，并快速做出判断和处理。
在突破“大屏”之困后，数字孪生正在逐渐进入产业“深水区”。
而推动数字孪生技术在工业、交通、建筑、文旅等更多行业陆续进入“深水区”，是第四次工业革命的一个必经阶段，也是腾讯数字孪生团队今年最重要的业务目标。
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