作者 | Chenglin Pua（馬來(lái)西亞） 編審 | 于百程

元宇宙在近兩年得到極大關(guān)注，許多公司也都想成為第一個(gè)吃螃蟹的人，Meta是其中最激進(jìn)的一個(gè)。除了Meta之外，英偉達(dá)（NVIDIA）也是一個(gè)非常激進(jìn)的玩家。

(相關(guān)資料圖)

英偉達(dá)創(chuàng)立于1993年1月，是一家以設(shè)計(jì)和銷售圖形處理器為主的無(wú)廠半導(dǎo)體公司。英偉達(dá)也會(huì)設(shè)計(jì)游戲機(jī)核心，例如Xbox和PlayStation。英偉達(dá)最出名的產(chǎn)品線是為個(gè)人與游戲玩家所設(shè)計(jì)的GeForce系列，為專業(yè)CGI工作站而設(shè)計(jì)的Quadro系列，以及為伺服器和高效運(yùn)算而設(shè)計(jì)的Tesla系列。雖然起家于PC電腦的顯示卡業(yè)務(wù)，英偉達(dá)也曾涉及移動(dòng)晶片Tegra的設(shè)計(jì)，但智慧機(jī)市場(chǎng)對(duì)此響應(yīng)不大，不過(guò)近年英偉達(dá)卻利用這些研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，朝向人工智慧和機(jī)器視覺(jué)的市場(chǎng)發(fā)展，其也是圖形處理器上重要的開(kāi)發(fā)工具CUDA的發(fā)明者。Meta喜歡將社交與元宇宙結(jié)合起來(lái)，而英偉達(dá)想從產(chǎn)業(yè)角度引領(lǐng)“元宇宙即服務(wù)”潮流。英偉達(dá)表示，元宇宙未來(lái)會(huì)是英偉達(dá)主要的業(yè)務(wù)之一。英偉達(dá)的元宇宙布局當(dāng)中，Omniverse平臺(tái)是一個(gè)殺手锏。該平臺(tái)非常強(qiáng)大，且在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用場(chǎng)景。Omniverse的簡(jiǎn)介Omniverse平臺(tái)是專為虛擬協(xié)作與物理級(jí)準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)模擬打造的，由NVIDIA RTX 技術(shù)提供動(dòng)力支持，實(shí)時(shí)協(xié)作的，易于擴(kuò)展的開(kāi)放式平臺(tái)。在該平臺(tái)上，創(chuàng)作者、設(shè)計(jì)師、研究人員和工程師能夠連接主要設(shè)計(jì)工具、資產(chǎn)與項(xiàng)目，能夠在共享的虛擬空間中協(xié)作和迭代。除此之外，開(kāi)發(fā)者與軟件提供商能夠在Omniverse的模塊化平臺(tái)上輕松地構(gòu)建和銷售擴(kuò)展程序、應(yīng)用、連接器和微服務(wù)，以擴(kuò)展其功能。Omniverse可實(shí)現(xiàn)的效果包括了：

·用戶與應(yīng)用程序間的實(shí)時(shí)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)用戶和主流行業(yè)3D 設(shè)計(jì)工具在單個(gè)交互式平臺(tái)上實(shí)時(shí)整合，開(kāi)發(fā)者不需要準(zhǔn)備數(shù)據(jù)便可即時(shí)進(jìn)行更新、迭代和更改，從而簡(jiǎn)化工作流程。

·提供實(shí)時(shí)性的光線追蹤效果，提供可擴(kuò)展的、真實(shí)的實(shí)時(shí)光線追蹤和路徑追蹤，讓作品實(shí)時(shí)達(dá)到精美、物理屬性準(zhǔn)確和逼真的視覺(jué)效果。

·實(shí)現(xiàn)模型可擴(kuò)展性。開(kāi)發(fā)者僅需構(gòu)建一次模型，就能夠?qū)崿F(xiàn)在不同設(shè)備上渲染。Omniverse的關(guān)鍵模塊和功能包括了Omniverse Nucleus（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現(xiàn)形式的基本服務(wù)）、Omniverse Connect（接受外部更新并根據(jù)需要發(fā)布內(nèi)部生成的更改的插件）、Omniverse Kit（構(gòu)建本地Omniverse應(yīng)用程序和微服務(wù)的工具包）、Omniverse Simulation（Omniverse Kit 的仿真插件或微服務(wù)）以及Omniverse RTX Renderer（支持Hydra架構(gòu)的渲染器）Omniverse的應(yīng)用場(chǎng)景主要體現(xiàn)在5個(gè)方面：

·建筑、工程和施工：在行業(yè)初始概念設(shè)計(jì)、全球協(xié)作、競(jìng)爭(zhēng)與客戶演示、快速設(shè)計(jì)評(píng)審階段應(yīng)用

·制造業(yè)：在行業(yè)初始概念設(shè)計(jì)、加快迭代設(shè)計(jì)速度與實(shí)時(shí)生成每日樣片、全球協(xié)作以及虛擬制作階段應(yīng)用

·游戲開(kāi)發(fā)：幫助游戲開(kāi)發(fā)者更快地將游戲推向市場(chǎng)、管理擴(kuò)展的資源庫(kù)、簡(jiǎn)化3D 角色動(dòng)畫(huà)并重新定義視頻游戲敘事

·超級(jí)計(jì)算：在行業(yè)從多種來(lái)源導(dǎo)入素材、實(shí)時(shí)模擬平臺(tái)、同時(shí)渲染2D 和3D 幾何圖形、發(fā)布電影級(jí)視覺(jué)效果產(chǎn)品等階段應(yīng)用

·媒體和娛樂(lè)：應(yīng)用于行業(yè)概念設(shè)計(jì)評(píng)審、供應(yīng)商溝通、生產(chǎn)線機(jī)器人的AI 訓(xùn)練和模擬、龐大的交互式工廠布局?jǐn)?shù)據(jù)集階段建筑、工程和施工：Digitale Schiene Deutschland構(gòu)建數(shù)字孿生鐵路網(wǎng)

來(lái)源：英偉達(dá)官網(wǎng)

Deutsche Bahn 鐵路網(wǎng)由5700 個(gè)車站和33000 公里的鐵軌組成，是西歐最大的鐵路網(wǎng)。德國(guó)國(guó)家鐵路運(yùn)營(yíng)商Deutsche Bahn 的子公司Digitale Schiene Deutschland（DSD）希望在不建造新鐵軌的前提下提高鐵路網(wǎng)的運(yùn)載量。該公司正致力于打造強(qiáng)大的鐵路系統(tǒng)，以便列車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，在彼此間距較小時(shí)安全運(yùn)行，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以更佳方式進(jìn)行操縱。利用Omniverse，DSD 開(kāi)始率先構(gòu)建大型數(shù)字孿生全面模擬整個(gè)鐵路網(wǎng)的自動(dòng)列車運(yùn)營(yíng)。這需要對(duì)整個(gè)鐵軌系統(tǒng)創(chuàng)建逼真且物理級(jí)精確的模擬。該模擬將包括在城市和農(nóng)村中運(yùn)營(yíng)的鐵軌，以及站臺(tái)測(cè)量和車輛傳感器等來(lái)源的數(shù)據(jù)詳情。借助Omniverse創(chuàng)建的AI 數(shù)字孿生，DSD可以開(kāi)發(fā)強(qiáng)大的感知功能，構(gòu)建預(yù)防事故與管理系統(tǒng)，以便在日常鐵路運(yùn)營(yíng)期間以更好的方式檢測(cè)和應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。該模擬不但增加了鐵路上的交通量，也減少了交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳足跡。制造業(yè)：Lowe’s打造交互式商店數(shù)字孿生以及優(yōu)化體驗(yàn)

來(lái)源：英偉達(dá)官網(wǎng)

勞氏（Lowe’s）利用Omniverse打造交互式商店數(shù)字孿生。Lowe’s 是美國(guó)一家零售公司，旗下?lián)碛谐^(guò)2000 家門(mén)店。Lowe’s致力于幫助客戶實(shí)現(xiàn)家居裝飾夢(mèng)想。Lowe’s 目前正在位于美國(guó)的兩家門(mén)店中進(jìn)行數(shù)字孿生測(cè)試，即使用Omniverse Enterprise 將商店的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可視化并與之進(jìn)行交互。最終使零售員工能夠?yàn)榭蛻籼峁└鼉?yōu)質(zhì)的服務(wù)，以全新方式進(jìn)行協(xié)作并優(yōu)化商店運(yùn)營(yíng)。Lowe’s通過(guò)交互式數(shù)字孿生探索各種全新的AR用例，包括重新配置布局和補(bǔ)貨支持、協(xié)作以及“X 光透視”。店員可佩戴Magic Leap 2與數(shù)字孿生進(jìn)行交互。這種AR 體驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷨T工比較商店貨架的應(yīng)有外觀與實(shí)際外觀，并確保在其庫(kù)存中配備適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。Lowe’s正在借助NVIDIA Omniverse 和AI 探索處理此流程的更高效的方法。就好比電子商務(wù)網(wǎng)站通過(guò)收集分析結(jié)果來(lái)優(yōu)化客戶的線上購(gòu)物體驗(yàn)一樣，數(shù)字孿生能夠以全新方式查看銷售業(yè)績(jī)和客戶流量數(shù)據(jù)，達(dá)到優(yōu)化店內(nèi)體驗(yàn)的目的。3D熱圖和可視化指標(biāo)會(huì)顯示經(jīng)常被同時(shí)購(gòu)買的商品之間的物理距離，可以幫助員工將這些商品陳列得更近。借助歷史訂單和產(chǎn)品位置數(shù)據(jù)，Lowe’s可以通過(guò)Omniverse來(lái)模擬商店在使用不同陳列時(shí)的情形。借助Lowe’s Innovation Labs 創(chuàng)建的AI 虛擬形象，該零售商可以模擬客戶和員工需要走多遠(yuǎn)才能取到想要同時(shí)購(gòu)買的商品。2022年9月，Lowe’s 在NVIDIA GTC 大會(huì)上宣布即將向其他Omniverse 創(chuàng)作者免費(fèi)提供其家居裝修庫(kù)中的600 多件逼真的3D 產(chǎn)品素材，創(chuàng)作者可以在他們的虛擬世界中使用。游戲開(kāi)發(fā)：Omniverse ACE助力虛擬數(shù)字人在2022年8月9日SIGGRAPH大會(huì)上，英偉達(dá)自家的元宇宙產(chǎn)品大放光彩，當(dāng)中包括了云原生超級(jí)計(jì)算機(jī)（Omniverse ACE，Omniverse Avatar Cloud Engine）。Omniverse ACE建立在英偉達(dá)的統(tǒng)一計(jì)算框架之上，該框架提供了對(duì)豐富的軟件工具和API的訪問(wèn)，從而利用高度逼真且可以進(jìn)行互動(dòng)的化身所需的各種技能。這些工具包括用于開(kāi)發(fā)語(yǔ)音AI應(yīng)用的Riva，用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和智能視頻分析的Metropolis，用于高性能推薦系統(tǒng)的Merli，用于自然語(yǔ)言理解的大型語(yǔ)言模型的NeMo Megatron，以及用于AI動(dòng)畫(huà)的Omniverse。Violet 是一個(gè)AI 賦能的客服助理，可以隨時(shí)受理客戶的訂單，此類虛擬數(shù)字人未來(lái)也可以應(yīng)用在游戲領(lǐng)域。利用傳統(tǒng)方法構(gòu)建一個(gè)虛擬數(shù)字人/虛擬形象通常需要昂貴的設(shè)備、特定的專業(yè)知識(shí)和耗時(shí)的工作流，因此，構(gòu)建栩栩如生的虛擬形象是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作。而Omniverse ACE 所提供了構(gòu)建、自定義和部署交互式虛擬形象所需的所有AI 基礎(chǔ)模塊，以簡(jiǎn)化虛擬形象開(kāi)發(fā)。在該演示中，Violet是一個(gè)具有基礎(chǔ)動(dòng)畫(huà)且可完全操縱的虛擬形象。Omniverse ACE 能為交互式虛擬形象后端提供支持，本質(zhì)上是充當(dāng)Violet 的大腦。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，Violet采用了Tokkio 應(yīng)用工作流（賦能交互式虛擬形象以智能方式查看、感知、交談并提供推薦以加強(qiáng)虛擬體驗(yàn)感）。

虛擬數(shù)字人Violet

超級(jí)計(jì)算：利用Omniverse平臺(tái)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，加速清潔能源的轉(zhuǎn)型德國(guó)新能源企業(yè)Siemens Gamesa Renewable Energy目前利用Omniverse平臺(tái)為其風(fēng)力電廠創(chuàng)建基于物理信息的數(shù)字孿生。Siemens Gamesa Renewable Energy在全球各地?fù)碛袛?shù)千臺(tái)渦輪機(jī)，通過(guò)清潔能源為學(xué)校、家庭、醫(yī)院和工廠提供照明。Omniverse平臺(tái)將幫助Siemens Gamesa 加快計(jì)算速度，優(yōu)化電廠布局，與先前的設(shè)計(jì)相比，此平臺(tái)預(yù)計(jì)將使電廠的發(fā)電量提高20%。在2020 至2025 年期間，全球每年風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安裝量可能會(huì)提高四倍，因此，盡可能增加每臺(tái)渦輪機(jī)的發(fā)電量比以往更加重要。在全球清潔能源技術(shù)快速進(jìn)步的推動(dòng)下，如今在風(fēng)能和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中每投入的一美元所產(chǎn)生的電量要比十年前在同一系統(tǒng)上投入一美元時(shí)多4 倍。從利潤(rùn)角度來(lái)看，這對(duì)過(guò)渡到更綠色環(huán)保的地球有著具有巨大的影響。借助Omniverse平臺(tái)，研究人員現(xiàn)在可以通過(guò)比傳統(tǒng)方法快4000 倍的速度進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬，并以高保真度查看模擬結(jié)果。Siemens Gamesa 陸上數(shù)字產(chǎn)品組合經(jīng)理Sergio Dominguez 表示，與英偉達(dá)的合作意義非凡，意味著在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等復(fù)雜領(lǐng)域，我們?cè)谧钚滤惴ㄩ_(kāi)發(fā)的計(jì)算速度和部署速度方面邁出了一大步。媒體和娛樂(lè)：創(chuàng)作者使用AI 創(chuàng)建具有歌唱功能的虛擬數(shù)字人Anderson Rohr 是一名身處巴西南部的3D 多面手和自由視頻剪輯師。Anderson Rohr在看到某位創(chuàng)作者使用NVIDIA Omniverse 和由AI 驅(qū)動(dòng)的Audio2Face 應(yīng)用為一個(gè)科幻人物的臉部制作動(dòng)畫(huà)并配上聲音后，他就迫不及待地想要使用這項(xiàng)技術(shù)。最終Anderson Rohr 利用Omniverse制作了聲音恐怖的《Bad Moon Rising》（20世紀(jì)60 年代Credence Clearwater Revival的曲目），并配上了使用自己聲音進(jìn)行的翻唱。Anderson Rohr首先錄制了自己的歌聲，然后在Audio2Face 中打開(kāi)該文件。Audio2Face只需一個(gè)旁白音軌或任何其他音源，就能立即為數(shù)字人生成富有表現(xiàn)力的面部動(dòng)畫(huà)。然后，Anderson Rohr 手動(dòng)為角色的眼睛、眉毛和脖子制作動(dòng)畫(huà)，并對(duì)場(chǎng)景的照明進(jìn)行調(diào)整。在使用Omniverse 之前，Anderson Rohr花在某些動(dòng)畫(huà)的渲染上的時(shí)間就長(zhǎng)達(dá)300 小時(shí)；憑借Omniverse 及其用于各種軟件應(yīng)用的連接器可以實(shí)時(shí)完成渲染。Anderson Rohr表示，“Omniverse 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我的預(yù)期，而且沒(méi)有擾亂我的工作節(jié)奏。我經(jīng)常使用它，我希望我所創(chuàng)作的作品能夠啟發(fā)大家在虛擬制作、游戲、電影場(chǎng)景或任何其他創(chuàng)作項(xiàng)目中達(dá)到實(shí)時(shí)效果。”

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