英偉達(dá)CEO黃仁勛：“科幻小說中的元宇宙已經(jīng)近了。”

在近段時(shí)間元宇宙（Metaverse）倍受關(guān)注的時(shí)候，英偉達(dá)在本屆GTC大會(huì)宣布，將推出面向企業(yè)的實(shí)時(shí)仿真和協(xié)作平臺(tái)Omniverse ，一個(gè)被稱為“工程師的元宇宙”的虛擬工作平臺(tái)。

Omniverse 去年10月推出測(cè)試版，超過17,000名客戶進(jìn)行了測(cè)試體驗(yàn)，包括寶馬、愛立信、沃爾沃、Adobe、Epic Games在內(nèi)的眾多公司都正在與Omniverse合作。

GTC大會(huì)上，英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛對(duì)Omniverse進(jìn)行了展示，并表示Omniverse可以讓個(gè)人模擬制造出遵從物理規(guī)律的共享3D虛擬世界。

視頻來源：英偉達(dá) Omniverse

英偉達(dá)媒體和娛樂部門的負(fù)責(zé)人Richard Kerris在新聞發(fā)布會(huì)上提到，英偉達(dá)已經(jīng)為此花費(fèi)了數(shù)年時(shí)間和數(shù)億美元。

那Omniverse到底是怎樣的存在，讓英偉達(dá)進(jìn)行如此大的投入？

基于皮克斯USD生長出的Omniverse

英偉達(dá)這樣一家發(fā)明了GPU，以設(shè)計(jì)顯示芯片和主板芯片為主的人工智能計(jì)算公司推出Omniverse，還要從皮克斯這家因動(dòng)畫為人所熟知的公司說起。

圖片圖源：Dean Takahashi

皮克斯曾出品的《機(jī)器人總動(dòng)員》、《飛屋環(huán)游記》等眾多經(jīng)典動(dòng)畫，這些優(yōu)質(zhì)動(dòng)畫擁有豐富而又復(fù)雜的3D場(chǎng)景，集合了成千上百位藝術(shù)家的工作。

而在動(dòng)畫的制作流程中，不同的分工會(huì)涉及不同的設(shè)計(jì)軟件工具，因此在進(jìn)行協(xié)同時(shí)，需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換等繁瑣的工作。

為了解決這個(gè)問題，皮克斯制作了能夠?qū)@些場(chǎng)景進(jìn)行統(tǒng)一的格式USD（通用場(chǎng)景描述，Universal Scene Description），不同軟件制作的3D內(nèi)容可以統(tǒng)一使用USD格式。

USD不僅僅是統(tǒng)一的3D場(chǎng)景格式，它還擁有一系列擴(kuò)展功能，比如USD分層，其功能類似于PS中的圖層，每位藝術(shù)家可以擁有自己的圖層，在互相干擾的情況下對(duì)同一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行處理。

這樣一來，大大提高了協(xié)同工作的效率，節(jié)省了成本與時(shí)間。

2016年皮克斯對(duì)USD實(shí)施了開源，自此，所有人都可在Github上免費(fèi)獲取USD代碼并加以應(yīng)用。

很快USD被電影行業(yè)內(nèi)眾多公司所采用，比如夢(mèng)工廠使用USD創(chuàng)作《馴龍高手3：隱秘的世界》。而后又向游戲、建筑、制造業(yè)等多個(gè)行業(yè)擴(kuò)展，英偉達(dá)便是其中一個(gè)，曾使用USD建造虛擬世界等。

2016年皮克斯展示USD時(shí)英偉達(dá)仿真技術(shù)副總裁Rev Lebaredian在場(chǎng)，他表示USD的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)演示啟發(fā)了他們，并最終誕生了以USD為核心的英偉達(dá)Omniverse。

Omniverse是一個(gè)完全圍繞USD構(gòu)建的應(yīng)用程序，它與USD最重要不同之處在于，英偉達(dá)通過USD，利用Connector工具將Omniverse與不同軟件、工具整合起來，能夠支持多用戶實(shí)時(shí)協(xié)作。USD雖然可支持協(xié)同合作，但大多數(shù)的協(xié)作卻并非是實(shí)時(shí)的。

在Omniverse中進(jìn)行操作，比如調(diào)節(jié)燈光、移動(dòng)物體等，都是對(duì)USD文件進(jìn)行直接修改。

此外，USD支持工具之間進(jìn)行資源的共享，用戶可在Omniverse上通過同步工作流程以USD為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)作。

Omniverse在USD的虛擬上增加了元宇宙概念，用戶在虛擬世界中進(jìn)行協(xié)同工作，建造數(shù)字孿生世界，比如進(jìn)行汽車、制造、建筑的設(shè)計(jì)制造等，進(jìn)一步將USD的價(jià)值從媒體與娛樂應(yīng)用程序中解放出來，向建筑、制造等工業(yè)領(lǐng)域邁進(jìn)。

為了讓USD達(dá)到更佳的使用效果，Omniverse集成了英偉達(dá)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

Omniverse系統(tǒng)的構(gòu)成與廣泛應(yīng)用

除了基于USD外，英偉達(dá)的Omniverse主要結(jié)合了NVIDIA RTX，英偉達(dá)創(chuàng)建的圖形平臺(tái)，幫助應(yīng)用快速模擬物理環(huán)境，讓Omniverse成為了一個(gè)強(qiáng)大的多GPU實(shí)時(shí)仿真、協(xié)作平臺(tái)。

據(jù)介紹，Omniverse由5個(gè)關(guān)鍵部分組成：Nucleus、Connect、Kit、Simulation和RTX Renderer。這些組件與連接的第三方數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建（DCC）工具以及附加的連接的Omniverse微服務(wù)一起構(gòu)成了完整的Omniverse生態(tài)系統(tǒng)。

圖源：英偉達(dá)

Omniverse Nucleus：提供一組基本服務(wù)，這些服務(wù)允許各種客戶端應(yīng)用程序、渲染器和微服務(wù)共享和修改虛擬世界的表示形式。

Omniverse Connect庫：被作為插件分發(fā)，使客戶端應(yīng)用程序可以連接到Nucleus并發(fā)布和訂閱無論是單個(gè)資產(chǎn)還是整個(gè)世界。當(dāng)需要同步時(shí)，DCC插件將使用Omniverse Connect庫來應(yīng)用外部接收的更新，并根據(jù)需要發(fā)布內(nèi)部生成的更改。

Omniverse Kit：是用于構(gòu)建本地Omniverse應(yīng)用程序和微服務(wù)的工具包。它建立在一個(gè)基本框架上，該框架通過一組輕量級(jí)擴(kuò)展提供了多種功能。這些獨(dú)立擴(kuò)展是使用Python或C ++編寫的插件。

Simulation：Omniverse中的仿真由英偉達(dá)一系列技術(shù)作為Omniverse Kit的插件或微服務(wù)提供。作為Omniverse一部分進(jìn)行分發(fā)的首批仿真工具是英偉達(dá)的開源物理仿真器PhysX，該仿真器廣泛用于計(jì)算機(jī)游戲中。

RTX Renderer：新的Omniverse RTX視口是Omniverse支持符合皮克斯Hydra架構(gòu)的渲染器之一，它利用Turing和下一代NVIDIA架構(gòu)中的硬件RT內(nèi)核進(jìn)行實(shí)時(shí)硬件加速的光線跟蹤和路徑跟蹤。

此外，英偉達(dá)針對(duì)不同類型用戶構(gòu)建了可在Omniverse軟件中使用的不同類型的Omniverse應(yīng)用，包括為建筑、工程和施工專業(yè)人員設(shè)計(jì)的Omniverse View；為媒體、娛樂和制造/產(chǎn)品設(shè)計(jì)行業(yè)的設(shè)計(jì)師、創(chuàng)作者和專家設(shè)計(jì)的Omniverse Create；為3D深度學(xué)習(xí)研究人員設(shè)計(jì)的Omniverse Kaolin等。

未來還會(huì)發(fā)布AI驅(qū)動(dòng)的面部動(dòng)畫應(yīng)用程序Omniverse Audio2Face，為GeForce RTX游戲玩家開發(fā)的Omniverse Machinima，以及用于機(jī)器人開發(fā)的Isaac Sim 2021.1。

不同領(lǐng)域的創(chuàng)作者、工程師、設(shè)計(jì)師等可以通過Omniverse Connectors在這些不同的應(yīng)用間并行工作。

英偉達(dá)之后推出的AR/VR擴(kuò)展軟件CloudXR，還可為Omniverse帶來強(qiáng)大、便捷的功能。只需只擊幾個(gè)，Omniverse就可將用戶的USD內(nèi)容傳輸?shù)饺魏沃С值腁ndroid設(shè)備上，并提供AR/VR漫游功能。

圖源：英偉達(dá)

去年10月，Omniverse開啟公測(cè)后，已有超過17,000名客戶進(jìn)行了測(cè)試體驗(yàn)，多個(gè)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)采用了Omniverse。

寶馬集團(tuán)是第一家使用Omniverse設(shè)計(jì)整個(gè)工廠的端到端數(shù)字雙胞胎的汽車制造商，Omniverse模擬出完整的工廠模型，包括員工、機(jī)器人、建筑物，裝配部件等，讓全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)以千計(jì)的產(chǎn)品工程師、項(xiàng)目經(jīng)理、精益專家在虛擬環(huán)境中進(jìn)行協(xié)作，在真實(shí)生產(chǎn)新產(chǎn)品前，完成設(shè)計(jì)、模擬、優(yōu)化等一系列復(fù)雜的過程。據(jù)稱效率提升了30%。

此外，沃爾沃利用Omniverse進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)；愛立信通過Omniverse模擬 5G無線網(wǎng)絡(luò)；英國建筑設(shè)計(jì)公司Foster + Partners利用Omniverse實(shí)現(xiàn)跨14個(gè)國家的團(tuán)隊(duì)無縫協(xié)作......

在虛擬世界中進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)作的Omniverse以其高效、低成本特征，在各個(gè)領(lǐng)域得到大規(guī)模的快速應(yīng)用，元宇宙在Omniverse的推動(dòng)下率先在工業(yè)領(lǐng)域有了切實(shí)的落地。

真正將虛擬世界的協(xié)同落到實(shí)處的Omniverse

Omniverse被稱為工程師的元宇宙，工程師們可以在其中進(jìn)行機(jī)器人、汽車、工廠等各類事物的模擬制作，從某種程度上看，可以將其視作數(shù)字孿生的高階版。

數(shù)字孿生很早便被政企等應(yīng)用到工作生產(chǎn)中，比如地鐵、機(jī)場(chǎng)等都曾采用三維仿真技術(shù)打造數(shù)字孿生，以進(jìn)行更加直觀的展示，并可通過3D建模進(jìn)行預(yù)演以達(dá)到降低成本的效果。

而英偉達(dá)的Omniverse在此基礎(chǔ)上加高了技術(shù)優(yōu)勢(shì)（更精準(zhǔn)的仿真、更優(yōu)質(zhì)的渲染等），集成了USD的通用3D場(chǎng)景格式，以及多用戶實(shí)時(shí)協(xié)同功能，將數(shù)字孿生打造成工業(yè)領(lǐng)域的元宇宙，進(jìn)一步提升了協(xié)同工作所帶來的效率與便利性。

前不久，微軟推出了多人XR應(yīng)用開發(fā)工具M(jìn)esh，其關(guān)鍵理念同樣是在虛擬的世界中跨時(shí)間、跨時(shí)空協(xié)作。

雖然兩者的虛擬世界呈現(xiàn)方式不同，但同樣提供虛擬世界協(xié)作，英偉達(dá)通過Omniverse已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的落地，為多個(gè)領(lǐng)域的多家公司所采用。

因此目前來看，基于三維仿真的虛擬世界雖然與XR相比缺乏真實(shí)性與沉浸感，但它擁有更加實(shí)際的落地可能，能夠更快速地投入實(shí)際使用，這是元宇宙與實(shí)際應(yīng)用最接近一次。

結(jié)語

英偉達(dá)通過Omniverse，將虛擬世界帶入了更廣泛的實(shí)際生產(chǎn)中，進(jìn)一步解放了生產(chǎn)力，讓元宇宙概念有了真正意義上一定程度的落地，并且現(xiàn)實(shí)了多個(gè)領(lǐng)域的降本增效。

隨著元宇宙越來越受追捧，并被像英偉達(dá)這樣的實(shí)力大廠真實(shí)應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)中，虛擬的未來世界或許已離我們?cè)絹碓浇?/span>