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现实与虚拟的交汇:Magnopus在迪拜2020年世博会

2022年3月29日 类别 社区 | 7 分 阅读
Expo Dubai Xplorer
Expo Dubai Xplorer
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本篇特邀文章由执行制片人Daisy Leak、软件工程总监David Swift和Magnopus的联合创始人Ben Grossmann合作撰写。Magnopus是一支由170多名艺术家、设计师和工程师组成的团队 ,在美国和英国都设有工作室,主营制作、部署和运营大规模跨现实体验。

在Magnopus,我们致力于用高质量的现实与虚拟体验将人们聚在一起。在过去三年间,我们开发并推出了全球最大的地理空间元宇宙体验,该体验适用了Magnopus自己的技术栈外加Unity引擎制作。  

这个兼具品质与难度的项目始于近四年前,当时我们加入了2020年迪拜世博会的一个团队,为世博交通馆开发游览体验。交通馆是世博会的三个标志性展馆之一,它代表了世博会的三个主题:移动性、可持续性和机遇。在与团队的探索过程中,我们被里姆·哈希米阁下传达的使命宣言“连接思想,创造未来”所感召。

制作设想

许多展馆都奉行“过去、现在、未来”的叙事方式,但我们建议让参观者进行一次探索人类出行方式的历史旅程,穿过现实、进入数字世界,到达一个两者交融的世界。这样一来,儿童便能克服自己有限的行动力,建立自己想看到的世界,正如数千年来的人类祖先一样。   

在这个探索过程中,我们禁不住地想:能否在整个世博园区内创建一个alpha版?能否以社交媒体上的数字孪生向世界各地的人们分享园区的实地体验,并将虚拟与现实两者联系起来?

这个做起来要比做一个游戏复杂得多,而且虚拟内容的现实基础会一直变化,但我们雄心勃勃的设想获得了世博会领导层的肯定。于是,我们从七个国家招募了200多名工程师、设计师和艺术家、组成了一支多元化的团队,并与不少相关企业建立了联系。我们一起夜以继日地工作,创造了一个城市般大小的空间,让2020年迪拜世博会的现场和线上游客可以在一个共享的体验中实时接触。 

经过39个月的开发,6个月的实际运营,外加这场全球性疫病,这种面向未来的体验现在已经成功上线。Expo Dubai Xplorer能以移动应用、网页、云技术以及现场数字标识的形式使用。

Expo Dubai 2020
Dubai Expo Xplorer既能在现场体验,也能iOS和Android系统上远程体验;所有体验皆由Magnopus的技术栈和云托管服务相互连接。

特色功能

该体验使用了复杂的互通技术将两个关键组成结合在了一起——数字层面的内容被用于增强世博会的现场体验;面积高达4.38平方公里的场地数字孪生充塞着灵感丰富的体验、200多座由世界顶级建筑师设计的建筑,还包括192个独特的国家馆。 

由于在开发设计时采用了虚拟现实技术,所有内容皆能在实物建成之前完成测试。 

虚拟活动

我们在各场地内安装了大量的数字艺术设施,用于介绍阿联酋故事、2020年世博会主题、国家馆,以及那些延伸实地展览的场地小细节。这些活动包括:

  • 易于游览的互动式3D场景,让游客享受到每一处增强世博体验的细节。例如,用户可以摆放虚拟的珊瑚虫和海绵来建立自己五彩斑斓的珊瑚群,并了解类似石斑鱼等当地鱼类物种。这一活动不仅为阿联酋带来了知名度,也让许多个人对脆弱的珊瑚礁生态系统产生了情感投入,同时还体现了阿联酋计划于2025年前在阿拉伯湾培育150万个新珊瑚生物群落的承诺。
  • 用于凸显世博园区特色和建筑的大型增强现实显示器给游客带来了惊喜和欢乐。例如,世博会中心展区奇妙的水上景色启发了团队制作一条AR水龙,它会华丽地出现在空中,为游客带来一次近距离的刺激体验。 
  • 魔法传送门将带着游客进入全方位的虚拟环境,领略遥远的胜景,或一瞥现实中的名胜。阿联酋拥有着大量美不胜收的景点,借助这些传送门的力量,游客们可以轻松地从远程欣赏该地区的美景。 

我们的“Activation”并不止步于观赏美景,还会邀请游客切身参与到世博会中来。游客们将在参观期间获得“Seeds of Change(变革的种子)”,在达到一定进度后便能宣誓为现实中的公益事业做出贡献。这可以形成一个积极的循环:奖励游客持续的好奇心,并反过来赋予他们改变世界的能力。  

现实与虚拟的连接

这个多人游戏的特点是现场游客和远程玩家之间可以实时相连,现实与虚拟世界将相互连通,藉此扩大游戏的影响力和参与度。身处世博园区的游客可以与远在世界另一端的朋友(以手机镜头拍摄)一起分享游览体验,并在聊天组中相互交流。 

两类游客还可以一起探索可互动的数字孪生。“全收藏”功能还会鼓励游客探索展馆场地,引导他们找到可能被错过的额外内容和场地特色。我们特地把这些内容安排在了人流量较少的区域,以鼓励和奖励人们“不走寻常路”。这些隐藏的宝藏相互之间都有着联系,每个宝藏都暗含着寻找下一个宝藏的线索。

Expo Dubai Xplorer Physical and Digital.

精确的空间位置

由谷歌开发的ARCore Cloud Anchors在我们这里实现了最大规模的应用,让数百万的现场游客能够享受到与现实位置完全一致的增强现实景观。远程游客则可以在类似Roblox等流行游戏的界面中打开一个实时更新的场地数字孪生,并浏览同样的AR内容和体验。

在Magnopus技术栈和云托管服务的支持下,游客可在接近某个地点时自动收到对应的内容,而应用的大小也不至于过于臃肿。基于地理位置的创作接口和覆盖全球的内容分发网络被用于实时更新与发布新内容,使创作者能制作与用户位置紧密相关的新型互动式AR体验。 

Augmented Reality Falcon
这一活动展示了世博会最具代表性的建筑之一——阿联酋馆,并致敬了建筑师Santiago Calatrava的灵感:猎鹰。在Magnopus一整套云托管服务的支持下,游客不必安装体积巨大的应用便可在接近某个地点时自动收到该位置的数字内容。

面积达4.38平方公里的世博园区数字孪生兼具社交和互动功能

全球各地的数百名艺术家花了两年多的时间来打造这个活生生的园区复制,还用动态光照、艺术设施、动画和惊人的美景来强化了这个世界。 

这个线上平台会实时定位现场位置,保证数字孪生能做到高度精确——模型都是按照建筑师的CAD或BIM文件1:1做成的——并根据游客的位置和距离来流传输相应的内容,同时应用安装包的大小也不会过大。 

个性化的虚拟形象

游客们可借助先进的虚拟形象生成技术,用自己的一张照片来创建一个卡通版的3D角色。我们的解决方案可生成能直接用于动画制作的个性化3D头部模型,模型可包括头发,可以连接到包含700多种选择的身体模型上。这些形象完全运行于云端,可以用浏览器或移动设备访问。 

高度还原的数字人可让体验更具吸引力、更加个性化。而我们的定制系统减少了用户的使用阻力,让整个过程尽可能地简单。 

Unity功能

为了创建这种跨现实体验,我们团队使用了自己内部的技术栈、一套强大的定制解决方案和Unity来解决各种问题,包括:

  • 构建一个轻量级和可扩展的应用,兼容尽可能多的移动设备。
  • 进一步扩展AR,使内容在所有平台上保持一致。 
  • 利用Addressables动态打包内容,减小安装程序大小。

轻量、可扩展、跨平台

Unity的目标是让跨平台应用的开发更轻松,让平台的特殊代码尽可能地减少。这使得我们团队能够专注于实现有趣的功能、Magnopus的集成和吸引眼球的内容,无须花太多时间去迎合某个特定设备,尤其是在当今安卓生态丰富多样的情况下。

在开发期间,我们可以在电脑上生成一个虚拟现实版应用,再将这个简化的应用嵌入到原生的移动应用中,我们甚至还做了一个用在世博园区户外展牌的版本。这个展牌应用是为带有专用GPU的Windows 10电脑而构建的,它使用摄像头来展示实时的高质量增强现实动画,并使用了与移动应用相同的虚拟形象。

用AR Foundation简化AR开发过程

Unity的AR Foundation包含了ARKit和ARCore,它成为了Xplorer AR应用的直接基础,同时也意味着我们可以用最通用的方法来实现功能。我们可以用同一套代码库和资产建立完整的数字世界和AR体验,不必再构建多个不同的应用。 

Addressables动态内容

我们为AR和数字版用户创建了一个定制的广播传输系统。与其在每次内容修改时重新构建整个应用,我们拓展了Magnopus CICD的解决方案,利用Addressables来完成新内容的重新打包与部署。如果修改较小,这可能就是半小时和几分钟之间的区别。

由于内容和代码相互独立,应用在通过安卓和iOS漫长的审核流程后仍能做到内容更新。我们还建立了一套支持按需下载Unity Addressable Bundles的服务,让内容能在特定位置触发交付网络、完成部署。 

基于地理位置的创作工具还允许将Addressable ID与地理位置关联起来,让设计者们可以实时更新内容的投放。然后,应用客户端便能借助云端API快速下载与附近活动相关的内容。

经验总结:

由于面对如此规模巨大和富有野心的项目,我们在一个个挑战中经历了难以置信的成长。我们学到了很多很多...

  • 虚拟/现实体验与电子游戏或手机休闲游戏不同,没有“一刀切”或“现成的”解决方案,因此开发自定义功能至关重要。 
  • 尽早开始制作,要灵活,避免在纸上过度地设计。只有当你真正玩上的时候,你才会意识到那些看起来很美好的想法可能并没有那么好,你需要在制作过程中灵活地“寻找乐趣”。
  • 别忘了人的“认知负荷”。对现场游客来说,现实世界中的精彩已经让人眼花缭乱。要想让线上线下的内容做到完全一致,远程游客需要有“更丰富体验”。
  • 避免在设备上运行大量运算,否则用户的电池会在午餐前就用完,然后他会在这一天剩下的时间里非常难受。 
  • 人们的时间是有限的。大家都愿意拿起手机观看一些有意思的东西,但不消几分钟,人就会感到厌倦,即使内容还没放完也会放下手机。AR内容在时长较短的时候效果最好。 
  • 在开发技术的同时,还要制作上边的内容,这很复杂,所耗费的时间比你想象的要长。 
  • 在建造场馆的同时创建数字孪生是一项不小的挑战(尤其是两者需要完全一致!),时刻更新最新的BIM非常关键。
  • 相较于“特定设备上的特定群体”,你很难设计出适合“所有人、所有地方”的体验。一定要专注于自己的强项。

下一步

我们创建的迪拜世博会Xplorer为未来开了一个先例;这是一种把人们和地点结合在一起的好方法。从我们在这个“Alpha”版中所学到的来看,我们为了性能和灵活性重新组织了代码,并设计出了不少新功能。我们的目标是帮助其他人创造类似的大规模体验,使他们有能力将更多的精力花在独一无二的内容上,而不是耗费在开发那些早就应该标准化的技术上。

2022年3月29日 类别 社区 | 7 分 阅读