最近這些日子里，我最喜歡做的“放松運(yùn)動(dòng)”，就是在MFS（Microsoft Flight Simulator 2020 | 微軟模擬飛行2020）里調(diào)出一架螺旋槳小飛機(jī)（比如屌絲納172），隨機(jī)選一個(gè)出生地，然后放著旅行音樂，慢悠悠地飛……從哪里出發(fā)不重要，去哪里也不重要，重要的是——在路上的感覺

有時(shí)我也會(huì)飛回那些曾經(jīng)去過的地方，從天空的視角回憶起那段旅程。比如巴塞羅那的紅屋頂，斯圖加特的小山丘，柏林的菩提樹大街，還有舊金山的跨海大橋……往事涌上心頭，想起過去的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，心中回蕩著那首老歌——What a wonderful world。

美好的瞬間串起了我們的生命，而MFS從另一個(gè)角度重現(xiàn)了那些瞬間。

一切都像是故地重游，且置身其中，我震驚于微軟是如何做到這一切，所以開始了幕后探索系列。

根據(jù)我查到的資料，MFS的地景主要使用了三種方法：人工建模，攝影測(cè)量（Photogrammetry），以及AI自動(dòng)生成。

其中人工建模主要用于地標(biāo)建筑，比如上海陸家嘴的幾棟高樓。它們很顯眼，對(duì)精度要求也高，但是數(shù)量少，人工尚可一戰(zhàn)。

攝影測(cè)量就是俗稱的“照片掃描”技術(shù)，通過傾斜攝影等方法將航拍照片轉(zhuǎn)化為3D模型。

相對(duì)純?nèi)斯そ?，攝影測(cè)量可以生成更大范圍的數(shù)據(jù)，但是精度和品質(zhì)都要差一點(diǎn)。另外，雖然攝影測(cè)量的效率要比人工建模高，但是仍然需要投入很大的人力物力進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和清理工作；同時(shí)，也不是所有地方都允許采集數(shù)據(jù)的。所以在MFS中，幾乎只有西方城市使用了攝影測(cè)量技術(shù)。（這也是為什么我之前提到的都是外國(guó)地名）。

上述兩種方法之外，就是AI的天下了，地球上有很多區(qū)域沒有地標(biāo)，只是不斷重復(fù)的同類建筑。它們看上去大同小異，除了占地面積和高度外，幾乎只有顏色和窗戶上的區(qū)別，對(duì)于這種重復(fù)性的工作，連攝影測(cè)量都顯得太貴了。

所以MFS應(yīng)用了一套AI系統(tǒng)，這套系統(tǒng)能通過航拍數(shù)據(jù)批量生成常規(guī)建筑。

比如下圖，左邊是游戲中的最終畫面，而右邊是航拍照片，它展示了AI生成建筑的效果——從空中來看是非常不錯(cuò)的。

下圖中這些綠色的盒子就是一棟棟具體的AI建筑，我第一次見到這個(gè)畫面的時(shí)候被震撼地不輕。

那么這套系統(tǒng)是如何工作的呢？簡(jiǎn)而言之，AI通過讀取大量的航拍/衛(wèi)星照片，學(xué)會(huì)了判斷地球上的區(qū)域，比如哪里是建筑，哪里是植被，哪里是道路……

作為一個(gè)示例，下圖中的白色粗線條就是AI判定的建筑，細(xì)圓圈是樹木，而粗斜線（可能不太顯眼）就是道路。

在判斷完成以后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)向這些區(qū)域填入對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，并且做出“合情合理”的微調(diào)。拿剛才的建筑舉例，AI所做的，不僅僅是判斷出這里“有一幢房子”，還要給出這幢房子的其它關(guān)鍵數(shù)據(jù)，比如占地面積，建筑形狀，建筑類型，高度，甚至屋頂上的細(xì)節(jié)等等……通過這些數(shù)據(jù)，AI就能“組裝”出一棟棟千奇百怪的建筑，比如下圖就是AI生成的一棟典型外國(guó)大house：

再稍稍改動(dòng)一些參數(shù)，就能批量生成大片同類建筑：

讓我們?cè)倏匆粡垖?duì)比圖，AI生成的建筑不僅豐富多樣，還會(huì)考慮到各地的建筑風(fēng)格，比如下圖的歐洲老建筑就和美國(guó)的小別墅完全不同。此外，你要是飛過埃及，還能看到土黃色的連片小樓房，很有中東風(fēng)情。

實(shí)事求是地說，AI生成的建筑在三種方法中，美術(shù)質(zhì)量是最低的，有時(shí)候還會(huì)產(chǎn)生一些讓人啼笑皆非的錯(cuò)誤。比如AI生成的外灘是下圖這樣的：沒有漂亮的近代建筑，全是離譜的赫魯曉夫樓。

但是AI方法勝在效率高，數(shù)量足——當(dāng)你飛的足夠高，離地足夠遠(yuǎn)，一點(diǎn)地面上的小錯(cuò)誤不會(huì)對(duì)你造成任何影響，翱翔云端，你只會(huì)感嘆于這個(gè)世界的廣大。

Blackshark.ai

上面提到的這套AI系統(tǒng)是位于奧地利格拉茨（Graz）的Blackshark.ai研發(fā)的，借助Bing地圖的數(shù)據(jù)和Azure云服務(wù)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在三年間建造了大約1.5億幢建筑，3千萬平方公里的植被，以及不計(jì)其數(shù)的其它設(shè)施，在此期間，系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)高達(dá)幾十PB（1PB=1024TB）！

所以有些文章說這個(gè)游戲的容量高達(dá)7000萬GB（70PB），可能指的就是這部分?jǐn)?shù)據(jù)——這種說法倒也沒錯(cuò)，但是也不怎么嚴(yán)謹(jǐn)。

我在汽車行業(yè)做過很多年Digital Twin，我曾以為數(shù)字孿生無非就是這樣。直到我在MFS中第一次起飛……那一刻，我感受到了一股強(qiáng)風(fēng)：真正的Digital Twin，是Twin我們的地球自己啊！

最后，給各位表演一段精彩的特技飛行——橫穿浦東開瓶器！

*微軟發(fā)布的幕后解析視頻原版：

https://www.youtube.com/watch?v=ng-mGNqLe6M&list=PL4lYdWP835WGT_pl799O31jkM556fQwC3&index=13&t=1s

*部分使用了攝影測(cè)量技術(shù)的城市列表：

https://www.fanbyte.com/guides/a-complete-list-of-all-photorealistic-cities-in-microsoft-flight-simulator-2020/

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彩蛋：格拉茨其實(shí)還是阿諾施瓦辛格的老家——想到這里，我瞬間恍然大悟：這個(gè)地方既然能造終結(jié)者，那搞個(gè)擺房子的AI不是輕輕松松??！

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