5月24日下午，復旦大學慶祝建校118周年相輝校慶系列學術報告中，復旦大學智能機器人研究院常務副院長張立華教授回顧了物理仿真技術的發展、物理引擎的基本計算過程與應用，并展望了物理仿真技術的未來發展趨勢。

虛擬現實將成新形態 "元宇宙"一詞最初由科幻小說作家尼爾斯蒂芬森在1992年的小說《雪崩》中創造出來。那是一個平行于真實世界的賽博空間（Cyberspace），即戴上研發的耳機和目鏡，找到連接終端，就可通過虛擬分身進入由計算機模擬、與真實世界平行的虛擬空間。

元宇宙具有沉浸式體驗、虛擬化分身、開放式創造、強社交屬性和穩定化系統的特征，其六大支撐技術——區塊鏈技術、交互技術、電子游戲技術、人工智能技術、網絡及運算技術和物聯網技術（簡稱"BIGANT"），可以按照對元宇宙的支撐作用進一步歸納為感知、計算、重構、協同和交互五類。

"其中3D渲染與物理仿真引擎是元宇宙的重構基礎支撐技術。" 張立華強調，"物理仿真是元宇宙中最關鍵的支撐技術之一，物理引擎具有極高的商業價值，科技巨頭也視之為重要基石之一。"

多年來，張立華帶領團隊在物理引擎設計和研發領域取得了重要成果，并成為世界三大商用物理引擎PhysX的奠基人之一。該引擎被多個頂尖游戲開發引擎和元宇宙仿真平臺所采用。

"物理仿真能解決什么問題呢？能讓游戲中的人物運動起來，讓人物和場景實現自然的交互和碰撞。" 通過播放游戲片段，張立華向大家生動展示了物理仿真在影片中具體應用。他認為，元宇宙將成為未來互聯網的新形態，其更大價值在于通過虛實交互與融合影響人們生活的真正物理世界。

衍生技術遠超游戲領域 談到物理仿真在元宇宙等領域中的應用，張立華介紹了工廠數字孿生、護理機器人和虛擬數字人的開發和應用。

張立華介紹說，物理引擎提供了一個能高度擬真機器人看護場景的仿真平臺，對機器人技能學習、虛擬病人建模、活動場景設計等提供了充分的支持。

以游戲《堡壘之夜》為例，大場景實時仿真是物理引擎發展趨勢。美國著名說唱歌手TravisScott曾在《堡壘之夜》上舉辦了一場有2770萬人觀看的虛擬演唱會，沉浸式的體驗給所有玩家留下了深刻的印象。可見，基于物理仿真技術所實現的包括虛擬數字人在內的虛擬場景構建，能夠帶給人們更加真實和震撼的沉浸感受。

如何讓虛擬數字人更加逼真？張立華發現布料仿真與毛發仿真技術能夠為虛擬數字人添加逼真、自然的衣物和發型，構建更加真實的人物形象。

"布料仿真與毛發仿真算法原理相似，但尚且缺乏可量化的仿真評價指標。" 張立華表示，復旦大學智能感知與無人系統（IPASS）實驗室在總結現有評價指標的基礎上提出了一些新的有針對性的仿真評價指標，首次構建了較為完整的毛發與布料物理仿真方法的評價指標體系。

"雖然電子游戲技術奠定了元宇宙的數字創造基礎，但元宇宙的應用及其衍生的技術進展遠遠不止于游戲領域，而應當成為人們生活、工作的沉浸式虛擬時空。" 張立華說，物理仿真雖起源于游戲的需求，但使用范圍早已超越了游戲，隨著當下元宇宙的興起，物理仿真技術更是成為構建元宇宙的關鍵因素。

"未來面向元宇宙的應用，物理仿真引擎是重要的核心技術之一。" 張立華強調，為適應未來場景需求，物理仿真引擎需要設計通用的求解器來支持剛體、流體、軟體等不同類型材質物體之間的穩定交互，通過云平臺的部署來支持實時、大量、高精度的運算求解，并設計分布式架構來實現千萬量級以上的用戶同屏互動。

而當前，國內游戲與元宇宙開發仍主要依賴于國外的商業引擎及元宇宙基礎生態平臺。張立華認為，在元宇宙時代，我們急需研發具有完全自主知識產權的物理仿真引擎，這也是IPASS團隊的一個重要研究目標。

在報告的最后，張立華教授以芯片散熱器設計、醫療影像處理、氣象仿真、地

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