2025数字孪生视觉语言白皮书-易知微

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版权声明 本白皮书版权属于数字孪生世界企业联盟和杭州易知微科技有限公司并受法律保护。转 载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：数字孪生世界企 业联盟和杭州易知微科技有限公司”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 扫码添加小助手查看历年白皮书合集 编制说明 2021 年 8 月，在浙江大学数据分析和管理国际研究中心的指导下，由杭州易知微科技 有限公司牵头发起成立了数字孪生世界企业联盟，专注于贯通数字孪生产业上下游，打造 数字孪生产业协同创新生态，以数字孪生体为基座，融合上下游产品和技术，将物理世界 全方位的数字化，实现一个真实的可以实时感知和管理的数字孪生世界。 为促进生态合作、行业交流、创新发展等工作上的融合共生，由联盟理事长单位杭州 易知微科技公司牵头，结合联盟内各成员单位的行业实践，于 2022 年 5 月首次编制数字 孪生世界白皮书（案例实践篇），于 2023 年 4 月编制数字孪生世界白皮书（技术实践篇）， 于 2025 年 4 月编制数字孪生世界白皮书（智能算法篇），于 2025 年 9 月编制数字孪生世 界白皮书（视觉语言篇）。 特别说明：本白皮书内所有案例截图均为模拟数据。 主编单位：杭州易知微科技有限公司 编写指导（排名按姓名拼音首字母）： 陈为 浙江大学计算机学院教授 邓贵德 中国特种设备研究院正高级工程师 杨秦敏 浙江大学控制科学与工程学院教授 周伟华 浙江大学数据分析和管理国际研究中心主任 编写小组（排名不分先后）：宁海元、赵倩、李宋、李耀辉、刘永贵、吴玉鑫、康金元、 朱佳灵、宋明高、林丹丹等 指导老师序 易知微主持编写的这本《数字孪生世界白皮书》为数字化改革和区域经济发展提供了 导览图，是各大企业数字化转型过程中的必备参考。 陈为 浙江大学计算机学院教授 从当前数字孪生项目布局情况来看，城市、水利、电力、交通、能源是目前数字孪生 的主要研究应用领域。在高端装备、社会风险防控等方面也有探索性的研究开展。《数字 孪生世界白皮书》通过对于数字孪生技术和行业解决方案的深度剖析和成果分享，为数字 孪生应用在千行百业中落地生根提供借鉴，为产业发展提供了参考。 邓贵德 中国特种设备研究院正高级工程师 随着经济社会数字化转型的持续推进，数字孪生逐渐成为各界关注的热点。尤其是今 年以来以数字孪生为核心技术的“元宇宙”概念的爆发式兴起，使得数字孪生技术得到了包 括学术界、工业界等在内的多方重点关注。数字孪生技术打通了物理世界与数字世界的隔 阂，实现了物理信息系统中的虚实融合，在智能制造、智能建造、智慧医疗、智慧城市等 垂直行业广泛拓展，产生了智能运维、虚拟调试、异常诊断、风险预测、决策辅助、系统 优化等诸多应用价值，已成为助力企业数字化转型、提高生产效率、促进数字经济发展的 重要抓手。 《数字孪生世界白皮书》聚焦数字孪生世界的关键技术、行业场景与应用发展，梳理 了数字孪生技术基础设施发展情况，深入分析产业化元宇宙发展趋势，技术体系以及包括 城市、工厂、流域、双碳等典型行业的应用场景，旨在为产业界在规划建设数字孪生世界 时提供参考借鉴，助力数字孪生世界的技术演进和产业发展。 杨秦敏 浙江大学控制科学与工程学院教授 在企业数字化转型和政府数字化改革大背景下，数据分析带来的决策能力，已经变成 每一个组织需要具备的核心能力。对于决策者来说，如何高效的看见和理解数据，并基于 数据快速做出决策和指挥，也越来越成为一个基本要求。因此，数据分析的可视化逐渐成 为普遍需求，由此进一步演进到数据孪生技术，构建和物理世界一一映射的数字孪生体， 实时联动呈现相关的数据和分析，并在数字世界中可以反向操控物理世界的实体，这是在 学术界和工业界正在兴起的数字化新技术。很高兴看到这本《数字孪生世界白皮书》的诞 生，提供了很多数字孪生技术企业在工程实践中的探索，必将加速数字孪生技术趋势的发 展。 周伟华 浙江大学数据分析和管理国际研究中心主任 前言 《“十四五”国家信息化规划》《“十四五”数字经济规划》等文件均提出要强化数字孪 生技术战略研究布局和技术融通创新。数字孪生最早主要应用于军工及航空航天领域，近 年来持续向智能制造、智慧城市、智慧水利、智慧能源、智慧交通等垂直领域拓展，已成 为助力企业数字化转型、实现城市可持续发展、促进数字经济发展的重要抓手。通过数字 化提升城市运行效能，不断破解城市治理中的实际问题是提升城市治理水平的重要路径， 而数字孪生技术作为优势技术集成突破的代表之一，已经成为产业、资本、政府各界高度 关注和资源投入的焦点。数字孪生城市被视为智慧城市的升级版和必选项，进一步刷新了 人们对于未来城市的想象空间。 2022 年，数字孪生世界企业联盟联合数字孪生业内领域单位与专家，主持编写了《数 字孪生世界白皮书（2022）》，聚焦数字孪生世界的关键技术、行业场景与应用发展，全 面介绍了数字孪生知识体系、“V”模型数字孪生世界方法论，聚焦 5 大领域、汇集 15 个重 点行业典型案例。旨在为产业界在规划建设数字孪生世界时提供参考借鉴，助力数字孪生 世界技术演进和产业发展。 《数字孪生世界白皮书（2023）》在 2022 版基础上深化技术创新，提出"技术+应用" 双驱动模式，系统规划产业发展路径。白皮书涵盖五大板块，行业综述指出数字孪生呈多 技术融合特征，但存在"有表无里"等实践痛点，强调"数智视融合，虚实人联动"将成为核 心趋势；技术架构对比分析 B/S 与 C/S 体系优劣势，结合案例提出建设参考；核心技术提 出七大能力体系，包括感知、数据治理、仿真推演等，支撑城市、工厂等场景深度应用； 通过技术成果展示物联网、AI、GIS 等技术聚合创新，如易知微的渲染引擎、数字人等实 践突破；行业应用聚焦园区、港口、水利等五大场景，结合政策与市场需求推动技术落地。 全文通过理论剖析与实践案例结合，为数字孪生技术跨领域融合及产业化发展提供系统性 指引。 《数字孪生世界白皮书（智能算法篇）》在前两版的基础上深化数字孪生技术创新， 推动“数字孪生+智能算法”的数字孪生智能应用建设，旨在通过白皮书为数字孪生产业发 展提供借鉴与参考。系统梳理技术演进路径、核心能力建设及行业实践成果，围绕复杂数 据处理与孪生场景应用、机理模型与数据驱动模型、超大体量数据处理与实时渲染能力、 自动化模型构建能力、大模型算法能力在数字孪生中的应用做了深度的技术剖析，深度展 现数字孪生技术在各行各业中的场景化价值。 《数字孪生世界白皮书（视觉语言篇）》从宏观视角出发，拆解数字孪生项目的底层 逻辑，梳理系统框架的构建路径。从技术选型到设计开发深度解读搭建原理、剖析设计心 理，从设计原则的提炼，到模块化组件的沉淀，再到底层技术的开发应用。既探讨配色、 布局、动效等视觉语言的设计法则，也剖析技术实现与人性化交互的融合之道。为可视化 服务商以及其他数据价值的诠释者，提供一份兼具方法论与实操性的指引。全方位提升项 目效率和画面质量，让明星案例的场景效果在更多项目中快速复用、真实落地，创造更多 的业务价值。 目录 一、 视觉表达原则：体系化的逻辑思路沉淀..............................................................1 （一） 构建标准底层框架 .................................................................................. 1 1. 色彩通用规范 ...........................................................................................2 2. 形状与符号语义 ....................................................................................... 2 3. 空间映射比例 .......................................................................................... 3 4. 动效反馈传递 .......................................................................................... 6 （二） 赋予行业特色属性 .................................................................................. 7 1. 风格指南 ................................................................................................. 7 2. 颜色定义 ................................................................................................12 3. 文字规范 ................................................................................................16 4. 基础组件库 ............................................................................................ 18 （三） 筛选优质设计工具 .................................................................................36 1. 产品功能 ................................................................................................36 2. 使用体验 ............................................................................................... 44 3. 更新迭代 ............................................................................................... 48 4. 资源生态 ............................................................................................... 51 二、 实践演绎路径：方法论场景延展与创新应用..................................................... 57 （一） 拓展探索行业解决方案 .......................................................................... 57 1. 智慧水利综合智治应用工程 .....................................................................57 2. 渔政运营管理决策驾驶舱 ........................................................................ 63 3. 港口运输作业一体化数字管理平台...........................................................66 4. 其他行业项目案例展示 ........................................................................... 74 （二） 融合创新加速行业发展 .......................................................................... 75 1. EasyTwin 数字孪生仿真渲染引擎.............................................................. 77 2. EasyV 数字孪生可视化平台...................................................................... 84 3. 更多产品服务 .........................................................................................89 （三） 技术应用降低建设门槛 ..........................................................................94 1. 3D 高斯技术 ..........................................................................................94 2. 渲染与扩展 ............................................................................................ 98 3. 全新交互形态 ....................................................................................... 101 参考文献..............................................................................................................108 数字孪生世界白皮书 1 一、视觉表达原则：体系化的逻辑思路沉淀 当我们深入思考数字孪生项目中符号、字体、配色、交互体验等设计元素如何搭配时， 本质上是在探索一场理性与感性的平衡艺术。数字孪生既需要严谨的框架来承载数据的重 量，也需要灵动的创意唤醒观看者的共鸣；既要遵循“功能至上”的实用法则，又要回应“美 即适用”的情感诉求。 从科技感的冷峻光影到极简商务的克制表达，从未来主义的超前想象到行业基因的深 度契合，每一种视觉风格、每一次数据呈现背后，都是对业务场景的深刻解读，对用户需 求的细腻洞察。 （一）构建标准底层框架 在数字孪生技术从概念验证迈向规模化落地的关键阶段，其核心目标已不再局限于物 理世界的简单映射，而是转向对复杂系统全要素、全流程的动态感知与智能干预。这一过 程中，传统的二维图表受限于静态、割裂的数据表达方式，难以承载多维时空数据的关联 分析需求，更无法支撑数字孪生场景中“人-机-环境”的实时交互与协同决策。无论在智慧 能源、工业制造、智慧水利还是其他行业的孪生项目设计中，都会遇到一个共同的命题 ——如何将海量时空数据转化为可感知、可推演的决策场景。 数字孪生以三维动态模型为载体，将地理坐标、设备状态、环境参数等多源异构数据 编织成虚实交融的空间叙事，使工厂车间、城市路网、轨道监测等迥异的业务场景，均能 通过统一的时空坐标系实现数据价值的穿透式释放。 数字孪生世界白皮书 2 1. 色彩通用规范 正确的色彩规范能够使项目视觉效果更符合国际标准与行业惯例，减少用户的认知负 担，提升信息的传达效率。例如：使用红色表示停止或危险，绿色表示正常，黄色表示警 告。这些颜色在不同文化中可能有不同含义，但在大部分行业标准中是一致的。 预警色彩通用规范（跨行业共识）： 颜色 色值示例 语义 应用场景 红色 危险/故障/超限 设备停机、血压超限、交通拥堵、结构应力超阈值 橙色 警告/需干预 库存不足预警、空气质量中度污染、服务器负载 80% 黄色 注意/临界状态 电梯维护提醒、电池电量 20%、温湿度接近舒适区边缘 绿色 正常/安全 设备运行中、生命体征正常、环保指标达标 蓝色 信息提示/低优先级 数据更新完成、设备待机状态、常规操作指引 紫色 特殊状态/自定义事件 系统调试模式、VIP 客户区域标注、实验性功能入口 2. 形状与符号语义 在数字孪生系统中，通用形状与符号语义模块是构建跨行业视觉语言的核心组件。通 过标准化、直觉化的图形设计，能够将复杂数据映射为可快速识别的视觉符号，降低认知 负荷。 数字孪生世界白皮书 3 水利行业通用符号示例 3. 空间映射比例 (1) 几何属性映射 用模型大小/高度直接映射数值。如：通过圆柱体不同高度及颜色叠加的柱状热力效果 来表达降雨值，或者通过柱体填充高度来表达已用库容的占比。 (2) 颜色阈值映射 通过连续数据（如温度、压力、高程）按业务逻辑分段渲染（如从低到高分别为蓝- 绿-黄-橙-红）映射数值。如：水下地形高程、一二维水动力、有限元、淹没分析等业务场 景的可视化表达。 数字孪生世界白皮书 4 (3) 位置映射 将数据值直接映射到空间坐标（X/Y/Z 轴），形成数据点在空间中的分布。如：将设 备高程数据映射到大坝模型内部，更加直观展示的设备的分布情况，以便监管维护。 (4) 密度映射 通过点密度或区域颜色深浅表示数据分布的集中程度。如：通常用热力图表示（红色 高密度，蓝色低密度）人群密度或路网中车辆密度。 数字孪生世界白皮书 5 (5) 向量场映射 用箭头、流线或粒子轨迹表示方向与矢量数据。如：通过箭头沿路径的流动以及简化 人形图标的粒子流展示避险转移的动态效果。 数字孪生世界白皮书 6 4. 动效反馈传递 在数字孪生系统中，动效设计的核心在于平衡功能性与用户体验。合理的动效时长与 路径规划直接影响用户对数据的理解效率以及系统操作流畅度和沉浸感。动效时长需贴合 人类认知习惯——过短的时长可能导致信息跳跃，增加认知负担，过长的延迟则会降低响 应效率，通过科学的时间控制能够显著提升信息传达的连贯性与可控性。 (1) 功能型动效 动效类型 建议时长 适用场景 示例说明 微交互反馈 100-200ms 点击/悬停响应（按钮高亮、图标缩放） 点击传感器图标时放大至 110% （200ms） 局部视图切换 300-500ms 弹窗展开、侧边栏滑入、页面切换 从大坝全局视图切换到横缝细节 面板（400ms） 全局视角切换 500-800ms 3D 模型旋转、地图缩放 从城市鸟瞰视角切换到街道级视 图（600ms+缓动跟随） 复杂数据过渡 800-1200ms 多图层联动变换、粒子系统重组 气象数据从温度场切换至风场可 视化（1000ms 分阶段过渡） (2) 三维场景