作者 | Chenglin Pua（馬來西亞） 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吃螃蟹的人，Meta是其中最激進(jìn)的一個。除了Meta之外，英偉達(dá)（NVIDIA）也是一個非常激進(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)計和銷售圖形處理器為主的無廠半導(dǎo)體公司。英偉達(dá)也會設(shè)計游戲機(jī)核心，例如Xbox和PlayStation。英偉達(dá)最出名的產(chǎn)品線是為個人與游戲玩家所設(shè)計的GeForce系列，為專業(yè)CGI工作站而設(shè)計的Quadro系列，以及為伺服器和高效運算而設(shè)計的Tesla系列。雖然起家于PC電腦的顯示卡業(yè)務(wù)，英偉達(dá)也曾涉及移動晶片Tegra的設(shè)計，但智慧機(jī)市場對此響應(yīng)不大，不過近年英偉達(dá)卻利用這些研發(fā)經(jīng)驗，朝向人工智慧和機(jī)器視覺的市場發(fā)展，其也是圖形處理器上重要的開發(fā)工具CUDA的發(fā)明者。Meta喜歡將社交與元宇宙結(jié)合起來，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，元宇宙未來會是英偉達(dá)主要的業(yè)務(wù)之一。英偉達(dá)的元宇宙布局當(dāng)中，Omniverse平臺是一個殺手锏。該平臺非常強(qiáng)大，且在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用場景。Omniverse的簡介Omniverse平臺是專為虛擬協(xié)作與物理級準(zhǔn)確的實時模擬打造的，由NVIDIA RTX 技術(shù)提供動力支持，實時協(xié)作的，易于擴(kuò)展的開放式平臺。在該平臺上，創(chuàng)作者、設(shè)計師、研究人員和工程師能夠連接主要設(shè)計工具、資產(chǎn)與項目，能夠在共享的虛擬空間中協(xié)作和迭代。除此之外，開發(fā)者與軟件提供商能夠在Omniverse的模塊化平臺上輕松地構(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可實現(xiàn)的效果包括了：
·用戶與應(yīng)用程序間的實時協(xié)作，實現(xiàn)用戶和主流行業(yè)3D 設(shè)計工具在單個交互式平臺上實時整合，開發(fā)者不需要準(zhǔn)備數(shù)據(jù)便可即時進(jìn)行更新、迭代和更改，從而簡化工作流程。
·提供實時性的光線追蹤效果，提供可擴(kuò)展的、真實的實時光線追蹤和路徑追蹤，讓作品實時達(dá)到精美、物理屬性準(zhǔn)確和逼真的視覺效果。
·實現(xiàn)模型可擴(kuò)展性。開發(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)用場景主要體現(xiàn)在5個方面：
·建筑、工程和施工：在行業(yè)初始概念設(shè)計、全球協(xié)作、競爭與客戶演示、快速設(shè)計評審階段應(yīng)用
·制造業(yè)：在行業(yè)初始概念設(shè)計、加快迭代設(shè)計速度與實時生成每日樣片、全球協(xié)作以及虛擬制作階段應(yīng)用
·游戲開發(fā)：幫助游戲開發(fā)者更快地將游戲推向市場、管理擴(kuò)展的資源庫、簡化3D 角色動畫并重新定義視頻游戲敘事
·超級計算：在行業(yè)從多種來源導(dǎo)入素材、實時模擬平臺、同時渲染2D 和3D 幾何圖形、發(fā)布電影級視覺效果產(chǎn)品等階段應(yīng)用
·媒體和娛樂：應(yīng)用于行業(yè)概念設(shè)計評審、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)
來源：英偉達(dá)官網(wǎng)
Deutsche Bahn 鐵路網(wǎng)由5700 個車站和33000 公里的鐵軌組成，是西歐最大的鐵路網(wǎng)。德國國家鐵路運營商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)，以便列車實現(xiàn)自動化，在彼此間距較小時安全運行，并通過網(wǎng)絡(luò)以更佳方式進(jìn)行操縱。利用Omniverse，DSD 開始率先構(gòu)建大型數(shù)字孿生全面模擬整個鐵路網(wǎng)的自動列車運營。這需要對整個鐵軌系統(tǒng)創(chuàng)建逼真且物理級精確的模擬。該模擬將包括在城市和農(nóng)村中運營的鐵軌，以及站臺測量和車輛傳感器等來源的數(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)，以便在日常鐵路運營期間以更好的方式檢測和應(yīng)對突發(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
來源：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 是美國一家零售公司，旗下?lián)碛谐^2000 家門店。Lowe’s致力于幫助客戶實現(xiàn)家居裝飾夢想。Lowe’s 目前正在位于美國的兩家門店中進(jìn)行數(shù)字孿生測試，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為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，以全新方式進(jìn)行協(xié)作并優(yōu)化商店運營。Lowe’s通過交互式數(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?zāi)軌驇椭鷨T工比較商店貨架的應(yīng)有外觀與實際外觀，并確保在其庫存中配備適當(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)站通過收集分析結(jié)果來優(yōu)化客戶的線上購物體驗一樣，數(shù)字孿生能夠以全新方式查看銷售業(yè)績和客戶流量數(shù)據(jù)，達(dá)到優(yōu)化店內(nèi)體驗的目的。3D熱圖和可視化指標(biāo)會顯示經(jīng)常被同時購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Omniverse來模擬商店在使用不同陳列時的情形。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)才能取到想要同時購買的商品。2022年9月，Lowe’s 在NVIDIA GTC 大會上宣布即將向其他Omniverse 創(chuàng)作者免費提供其家居裝修庫中的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。游戲開發(fā)：Omniverse ACE助力虛擬數(shù)字人在2022年8月9日SIGGRAPH大會上，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計算機(jī)（Omniverse ACE，Omniverse Avatar Cloud Engine）。Omniverse ACE建立在英偉達(dá)的統(tǒng)一計算框架之上，該框架提供了對豐富的軟件工具和API的訪問，從而利用高度逼真且可以進(jìn)行互動的化身所需的各種技能。這些工具包括用于開發(fā)語音AI應(yīng)用的Riva，用于計算機(jī)視覺和智能視頻分析的Metropolis，用于高性能推薦系統(tǒng)的Merli，用于自然語言理解的大型語言模型的NeMo Megatron，以及用于AI動畫的Omniverse。Violet 是一個AI 賦能的客服助理，可以隨時受理客戶的訂單，此類虛擬數(shù)字人未來也可以應(yīng)用在游戲領(lǐng)域。利用傳統(tǒng)方法構(gòu)建一個虛擬數(shù)字人/虛擬形象通常需要昂貴的設(shè)備、特定的專業(yè)知識和耗時的工作流，因此，構(gòu)建栩栩如生的虛擬形象是一項極具挑戰(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，以簡化虛擬形象開發(fā)。在該演示中，Violet是一個具有基礎(chǔ)動畫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。在開發(fā)過程中，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)虛擬體驗感）。
虛擬數(shù)字人Violet
超級計算：利用Omniverse平臺進(jìn)行科學(xué)計算，加速清潔能源的轉(zhuǎn)型德國新能源企業(yè)Siemens Gamesa Renewable Energy目前利用Omniverse平臺為其風(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)千臺渦輪機(jī)，通過清潔能源為學(xué)校、家庭、醫(yī)院和工廠提供照明。Omniverse平臺將幫助Siemens Gamesa 加快計算速度，優(yōu)化電廠布局，與先前的設(shè)計相比，此平臺預(yù)計將使電廠的發(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)備的安裝量可能會提高四倍，因此，盡可能增加每臺渦輪機(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)步的推動下，如今在風(fēng)能和太陽能轉(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)上投入一美元時多4 倍。從利潤角度來看，這對過渡到更綠色環(huán)保的地球有著具有巨大的影響。借助Omniverse平臺，研究人員現(xiàn)在可以通過比傳統(tǒng)方法快4000 倍的速度進(jìn)行計算流體動力學(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，意味著在計算流體動力學(xué)等復(fù)雜領(lǐng)域，我們在最新算法開發(fā)的計算速度和部署速度方面邁出了一大步。媒體和娛樂：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)動的Audio2Face 應(yīng)用為一個科幻人物的臉部制作動畫并配上聲音后，他就迫不及待地想要使用這項技術(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 中打開該文件。Audio2Face只需一個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)力的面部動畫。然后，Anderson Rohr 手動為角色的眼睛、眉毛和脖子制作動畫，并對場景的照明進(jìn)行調(diào)整。在使用Omniverse 之前，Anderson Rohr花在某些動畫的渲染上的時間就長達(dá)300 小時；憑借Omniverse 及其用于各種軟件應(yīng)用的連接器可以實時完成渲染。Anderson Rohr表示，“Omniverse 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我的預(yù)期，而且沒有擾亂我的工作節(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、電影場景或任何其他創(chuàng)作項目中達(dá)到實時效果。”
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關(guān)鍵詞： 產(chǎn)業(yè)元宇宙 虛擬數(shù)字人
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