在遊戲裡開了1000小時車，到了現實能不能上路？

對於大眾而言，電子遊戲和學術產生聯絡可能是有件反直覺的事情。但在2019年，《Foldit》就出現在了權威期刊《自然》雜誌中，學者們當時成功將遊戲眾包和蛋白質研究結合了起來。這其實並非孤例，不久前《GT賽車Sport》又以“驅動力”的主題登上了《自然》雜誌的封面，科學家們的研究物件，變成了由索尼打造的人工智慧“GT Sophy”。

GT Sophy背後是由上千臺PS4組成的矩陣，它們會驅動模擬駕駛訓練，AI在反應速度符合人類標準的基礎上，經過數月的訓練，便超過了頂尖賽車遊戲選手的水平。以至於史丹佛大學機械工程學的教授克里斯·格爾德（J.Christian Gerdes）在論文中不吝讚美之詞，認為它的作用不僅限於帶來精彩的表演，未來理應在自動駕駛領域大放異彩。


這些研究並非是索尼心血來潮的成果，因為除了人工智慧外，《GT賽車》的研發工作室過去一直在挖掘這個遊戲系列在現實裡的應用價值。譬如說，當玩家在遊戲裡開了1000個小時賽車後，到了現實中能不能順利上路？

該想法最初源於2006年，起因是Nissan（日產汽車）和英國索尼電腦娛樂公司舉辦了一場活動，讓玩家親身上手賽車。一名駕駛教練在活動結束後表示，自己對一部分玩家在賽道上的表現留下了深刻印象。兩家公司都意識到其中有他們的合作空間，於是兩年後，一個名為“GT學院”（GT Academy）的專案誕生了。

GT學院的理念很簡單：讓拿著手柄的玩家，有機會在現實裡開啟自己的專業賽車職業生涯。


即使在今天的語境下，很多人也會認為該專案的宣傳意義大於實際意義。彼時的它更是受到了大量質疑，例如美國線上服務公司（AOL）旗下的汽車新聞網站Autoblog對此評價到：“這玩意要麼是最愚蠢的想法，要麼就是最牛逼的營銷合作。”

然而Autoblog的發言還是有失偏頗，儘管不能說GT學院碩果累累，但時至如今也算是小有成效。因為他們確實在認真思考遊戲社會價值的問題，從具備可行性，以及極其嚴格的選手選拔流程中也能看出這一點。

例如為了在《GT賽車》中獲得加入GT學院的資格，玩家首先需要使用各種車型，在不同的遊戲賽道中跑出最快圈速，經過連續四輪線上比賽來判定最終成績。獲得資格的人，才能到現場參加《GT賽車》的全國決賽，他們還會在Nissan汽車上進行真實的駕駛測試，同時接受心理和身體的健康評估。

緊接著，來自全國決賽的佼佼者們聚集到英國銀石賽道（Silverstone Circuit）進行為期一週的選拔，期間涉及到Gymkhana、Dogfight等一系列實地訓練，以及針對個人的面試、筆試和鐵人三項等體能測試。期間大家將分組對抗，直至從每組選出一名選手角逐最後一場比賽。比賽結果和他們平時的表現都將作為參考，以便裁判決定獲獎者。


因此直到你成為獲獎者，才有機會被邀請參加Nissan的“車手發展計劃”，然後在GT學院Nissan RJN Motorsport車隊接受為期2到4個月的訓練，以便有資格拿到國際賽車執照。而為了參與國際耐力賽，整個過程又要耗費3年時間。

首屆GT學院的冠軍，是來自西班牙的盧卡斯·奧多涅斯（Lucas Ordóñez），他在23歲時便獲得了進入了職業賽車領域的機會，後來一度參加FIA GT錦標賽和Super GT等專業賽事，在法國勒芒24小時耐力賽中，還協同隊伍拿到過第二和第三的好成績。


詹恩·馬登伯勒 （Jann Mardenborough）的經歷或許更有傳奇色彩，作為從未正經參加過《GT賽車》比賽的路人玩家，在2011年時，卻意想不到地擊敗了9萬名選手獲得GT學院比賽的第三名。他的職業賽車領域的履歷更加豐富，拿到過勒芒24小時耐力賽的第三名，以及豐田競速系列賽和日本三級方程式錦標賽的第二名。

這兩人在成為職業車手之前，都只是喜歡打遊戲的愣頭小子罷了。因為GT學院在話題性和專業性上都有保證，專案運營範圍逐漸從歐洲延伸到北美、澳大利亞、印度、中東、墨西哥和泰國。到了2013年，GT學院的電視節目觀眾在全球已經超過1億。

可能是由於珠玉在前，2016年時國際汽車聯合會FIA也找到《GT賽車》系列的製作人山內一典，希望雙方能達成合作。

交談的結果，是他們打算將遊戲中的“Sport模式”作為真實賽車手的訓練前置，融入競賽、實況報導和賽事禮儀等內容，所有玩家都可以通過完成這些挑戰積累賽事知識。

該模式中還有和FIA聯合推出的兩大錦標賽，分別是由各個國家和地區之間進行比賽的Nation Cup，以及各家車廠互相角逐的Manufacturer Series。如果在這兩項為期一年的賽事中獲得冠軍，在FIA官方慶典活動中還能和真的賽車手站上同一領獎臺。


在這個過程中，遊戲選手有機會拿到由各國汽車運動主管機構派發的“數字駕照”，然後再進一步兌換真實的賽車駕照。據官方介紹，有22個國家支援這一計劃，因為除了德國外，許多國家都擔心賽車運動的儲備人才過少。

值得一提的是，目前數字駕照如何兌換真實駕照還是個語焉不詳的問題。如果參考GT學院的做法，在遊戲裡開1000小時車確實有一定輔助作用，但由於目前存在的擬真技術瓶頸，還是得結合現實的實踐經驗。

遊戲？工具！

無論是研究人工智慧“GT Sophy”，還是幫助玩家成為賽車手的“GT學院”和“數字駕照”，山內一典對《GT賽車》系列的終極期望，全都可以歸類為實現“數字孿生”，即用遊戲來完成深度的物理世界模擬。

他2021年4月接受KPMG的採訪時說到：

“我打算將汽車文化、汽車工業和《GT賽車》捆綁在同一條船上。同時，我也想做一些不同的事情。我認為電子遊戲的任務之一，就是通過連線現實和數字世界來實現數字孿生。另一方面，我也認為‘人類能夠感受到的現實，不一定完全能從真實的事物中體現出來’，我一定會去面對這個問題。我願意挑戰創造一個讓人們感覺比真實世界更真實的世界，無論是不是通過《GT賽車》來實現……如果我們能把小時候從大自然學到的經驗，比如‘屏息觀察眼前發生的事情，並根據觀察做出假設、理解和行動’通過電子遊戲呈現出來，我會覺得很高興，我相信這是我的使命。”

拿書面話來講，他口中的數字孿生是利用物理模型、感測器更新、執行歷史等資料，整合多學科、多物理量、多尺度、多概率的模擬過程，在虛擬空間中完成對映，從而反映相對應的實體裝備的全生命週期過程。

如果不那麼嚴謹的總結，就是在虛擬世界（如遊戲）裡創造一個現實物體的雙胞胎，有樓造樓，有車造車，各方面資料和指標完全一致。它的用途極其之廣，製造業、城市規劃和醫療都有現成案例。


需求是一直存在的，上世紀60年代美國宇航局便建立了宇宙飛船的物理複製品，然後把它連線到模擬器上，如果太空中的裝置出了問題，工程師團隊就可以在地面上討論解決方案。總之業界和學術刊物上的觀點普遍認為，密歇根大學教授邁克爾·格里夫斯（Michael Grieves）率先將這個概念用在製造業上，面向公眾提出已經是2002年的事情了。


實際上國內佈局得非常早，中國航空工業集團第一飛機研究院，在千禧年初就做了殲轟-7的數字樣機。後來美國宇航局的約翰·維克斯（John Vickers）在2010年時將數字孿生和路線圖報告聯絡起來，幾乎同一時間，美國空軍研究實驗室的空氣動力學學者，又提出用數字孿生來維護戰鬥機的方案。伴隨著德國政府提出工業4.0，西門子、達索等大型公司，也不忘在宣傳中加入數字孿生這幾個字來炒概念了。


《GT賽車》目前做出的鋪墊，可能往前再走幾步就能讓它變成一個“駕駛模擬測試平臺”。國內很多公司也正在基於遊戲技術來實現山內一典的暢想，比如科技部最近公佈了國家“十四五”重點研發計劃，長安大學聯合騰訊等公司的“自動駕駛模擬及數字孿生測試評價工具鏈”專案獲批立項，其中就整合了車輛動力學模型、專業遊戲引擎和三維重建等技術。


從技術的角度來看，數字孿生體很多時候確實得通過遊戲引擎來建立，例如Epic Games開發了對應的工具“Twinmotion”，正是基於虛幻引擎打造的。它的作用很簡單，幫助建築師和工程師搞基建，讓他們的草圖能快速轉化成虛擬的3D環境。

虛幻引擎官方去年給Twinmotion拍了個很唬人的宣傳片，短片裡點選幾次即可實現建築的視覺化，整個流程和玩模擬經營遊戲差不多，把資源往螢幕中間拖就行了——像是匯入CAD資料2次點選、選擇材質6次點選、放入植被3次點選、新增行人1次點選、新增光照1次點選、變化季節1次點選，匯出內容1次點選等等……


於是按照官方的描述，未來建築業的工作流程可能會變成——設計師在CAD中畫出草圖，點選2次滑鼠把它匯入Twinmotion，然後使用拖放功能快速開發場景，新增人員和植被，並調整季節。他將工程檔案上傳到公司的共享網盤。接著視覺化團隊將該場景匯入虛幻引擎，利用遊戲引擎的各種功能增強它，實時光線追蹤可以大大提高光照和反光的逼真程度，結合預定建設地點的實時資料，能夠呈現經過這座建築的實時車流和人流。


這些暢想並非無憑無據，國內專門做數字孿生業務的公司51World，就通過這種方式建立了上海和新加坡的數字化克隆，在城市新專案基建的時候可以出具影響和風險評估，進而讓政府和管理者監控交通、擬定防災計劃。除了關鍵地標需要手工打造外，其他建築還有諸如道路、河道和綠地的數字化版本藉助演算法、衛星、無人機和感測器的資料生成。


有時候，數字孿生還得體現很細緻的物理效果。汽車製造商奧迪將流水線數字化後，把物理資料匯入了虛幻引擎，以模擬新車的設計。這就不僅僅是隻做個3D模型的問題了，得在虛擬環境中測試車輛的效能，涉及到剛體力學、柔體力學、空氣動力學等一系列內容，然後企業的高管們看一圈逼真的演示，再決定要不要真正生產汽車。

可能有人會問，遊戲引擎憑什麼做到這麼多專業化的東西？那還不是給玩家對於擬真的需求給倒逼出來的。

舉個例子，傳統遊戲動畫本來只有正向運動，像是出拳時肩膀（父節點）帶著手臂（子節點）轉動。但後來諸如《刺客信條》一類的產品在遊戲中加入了攀爬系統，人在攀爬的時候是手臂（子節點）帶著肩膀（父節點）轉，所以得加上反向運動和重心變化。攀爬系統有了，然後又得貼合現實創造可以爬的場景，於是三維重建和攀爬線技術又被融了進去……


由此來看，遊戲引擎在學術研究方面的工具化價值，其實已經被承認了很長時間了。

Science Buddies是個和政府實驗室、NASA有合作的教育平臺，他們過去辦了個名叫「Making It Real: Incorporating Physics in Video Games」的課程。內容涉及到《半衰期》和《傳送門》兩款遊戲，Havok引擎，以及英偉達旗下的PhysX物理引擎。目標是用這些遊戲和工具，塑造出一系列數字化的物理效果。例如碰撞檢測、角色撿起物體時的動畫，模擬頭髮、水、衣服，或者是呈現雪、雨、灰塵和爆炸等現象。


東南路易斯安那大學的物理學教授瑞德·阿蘭（Rhett Allain），也曾經擬定過一個非常有趣的命題。即根據遊戲中的物理引擎，來計算《憤怒的小鳥》中紅色小鳥的大小，他最後表示這隻鳥的直徑是70釐米，這就比枯燥的數學演算更吸引人。

北卡羅萊納大學物理學副教授伊恩·比蒂（Ian D. Beatty）同樣認為，電子遊戲可以成為非常強大的教學系統，設計師在給玩家提供沉浸感的同時，也培養了複雜的技能，並給與了一些情境知識。他在2003年時還寫了篇《通過分析電子遊戲改進物理教學》（Improving Physics Instruction by Analyzing Video Games）的論文來證明這一點。

可能在千禧年初，伊恩·比蒂撰寫論文的那個節點，用遊戲給社會創造價值更多還是基於想象，很多東西還未實際取得成效，但今天遊戲在數字孿生領域都已經有了實打實的成果。

值得一提的是，Epic Games在2021年3月時又收購了技術公司Capturing Reality，他們使用攝影測量和鐳射雷達來建立準確的3D掃描，目標是讓現實世界更容易數字化，然後以數字孿生的形式植入虛幻引擎，未來遊戲給現實提供幫助的道路理應會愈發通暢。


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