基于物理的模拟和元宇宙的未来

　　一些世界上最大的公司正在全力投入元宇宙。你可能不知道Ansys，这是一家美国上市公司，生产工程仿真软件，自1970年以来一直存在。PrithBanerjee博士是其首席技术官，上周我与他谈到了他对元宇宙的愿景以及具体来说，为什么他认为如果没有基于物理的最佳建模和仿真，虚拟世界就无法充分发挥其潜力。
　　事实证明，Ansys已经与构建虚拟世界的公司建立了许多合作伙伴关系，包括全球电信公司、微芯片和GPU制造商、数据中心和存储公司，以及所有云提供商，Banerjee表示。他说，Ansys为这些客户提供了硬件和软件专业知识的组合；从构建硬件到设计结构电磁系统。
　　Banerjee本人作为电子设计自动化专家拥有杰出的职业生涯，包括在2000年代创立了几家公司，并在200712年间领导了HP实验室。最初，他是1980年代和90年代伊利诺伊大学的电气和计算机工程教授（事实上，当Mosaic网络浏览器于1993年发布时，他就在那里）。
　　Banerjee在描述他如何看待元宇宙时，回忆起早期的网络时代。他说，马赛克时代主要基于文本的互联网是第一代。第二代基于2D图像和2D视频，他说这就是我们现在生活的世界。他认为元宇宙将成为互联网的第三代，因为它将使您能够与3D中的事物进行交互。消费级元宇宙也需要物理学
　　令人惊讶的是，他坚持认为，我们将需要他所说的基于物理的最佳建模和模拟，不仅适用于企业元宇宙，而且适用于马克扎克伯格和其他人所支持的消费互联网类型。
　　我可以理解为什么物理建模对于创建数字孪生很重要，这是微软、英伟达和其他公司认为的企业元宇宙的关键概念之一。3D数字双胞胎对象（例如数字汽车或医疗设备的双胞胎）精确地模仿其真实世界的对应物至关重要。但是，如果Facebook的3D等价物没有精确的物理特性又有什么关系呢？事实上，来自Meta的VR社交应用程序HorizonWorlds的3D化身目前远非现实它们因卡通化和解剖学缺陷而被嘲笑。
　　我想说，基于物理的模拟对于今天的企业客户来说更为重要，这是我们的大多数客户〔。。。〕，但未来消费者将需要它，Banerjee说。他指出，电影动画已经变得非常逼真，甚至连动画角色上的几缕头发都变得如此逼真。基于物理的计算机模拟最终将为虚拟世界带来相同水平的细节，尽管Banerjee给出了大约50年的时间框架。Web技术将推动前端
　　鉴于Banerjee将元宇宙定义为第三代互联网，我问他网络技术将在元宇宙中扮演什么角色。毕竟，网络是第一代诞生的源泉，并且（与移动互联网一起）它在第二代中发挥了重要作用。
　　我们将依赖网络显示技术，如React等，但我们会将用于模拟的3D数据输入其中，他回答道。他特别提到了由TheKhronosGroup（Ansys是其成员的一个非盈利行业联盟）管理的开放网络技术。这意味着WebGL、OpenXR、glTF等开放标准。
　　所以本质上，他是说元宇宙的前端将是基于网络的。我注意到目前，像Unity和UnrealEngines这样的原生游戏引擎是高端图形的首选。那么网络能够与之竞争吗？
　　前端将是Web工具所有的东西，如React、Angular等但这些前端将与后端一起工作，班纳吉说。我们的工具将在后端、云端运行。这种快速模拟不会在您的手机上使用网络运行，对吧？你手机上的计算能力不够好。所以本质上〔。。。〕我们将有一个到后端的前端连接，计算将发生在云上的后端在Azure或其他任何地方它会在前端通过网络进行可视化。
　　解决连通性
　　虚拟世界技术基础设施的另一个关键部分将是连接性特别是移动网络消费高保真图形内容的能力。Ansys认为元宇宙将在5G和最终6G世界中需要前所未有的连接水平。我问班纳吉，鉴于我们目前才刚刚进入4G时代，要达到这种连接水平有多困难。
　　他回答说这是一个重大障碍，因为在模拟中，我们正在解决矩阵问题这涉及数百万或数十亿个数据点。为了解决这种复杂性，可以使用AI和ML技术（如降阶模型）将处理的数据从10亿点减少到1000点。
　　还有一些编码技术可以提供帮助。Banerjee让我想象你有一个10亿点的3D帧。现在，在下一帧中，所有的事情都在改变吗？不，这只是那个场景的剩余部分，他说。因此，使用非常智能的编码，您实际上可以模拟出所有十亿点，但您只发送增量，即1，000。元宇宙中的所有5种感官
　　在采访快要结束时，班纳吉告诉我，他认为虚拟宇宙将在30到40年后能够模拟所有五种人类感官。这是我们中的一些人写过的科幻小说，但班纳吉是一位杰出的计算机科学教授和一家大型工程公司的首席技术官。他认为气味和味觉都将成为虚拟世界的一部分，加入我们今天在VR中所拥有的触觉、视觉和听觉。
　　我在伊利诺伊大学〔and〕我们有这个虚拟现实实验室，班纳吉说。我们实际上是在测试所有这些感官。现在，它们还没有上市，但50年后它们会上市。
　　最终，Ansys希望将其仿真技术开放给普通人使用。Banerjee说，目前，只有少数高技能工程师可以使用Ansys制造的高级仿真工具类型，例如AnsysFluent，它的流体仿真软件具有高级物理建模能力。他继续说，最终目标是使模拟民主化。
　　根据班纳吉的说法，地球上所有90亿人都将使用模拟来做他们想做的任何事情。所以这就像一个宏大的计划，超越了元宇宙。