英偉達+元宇宙=Omniverse，數億美金花的值嗎？

英偉達CEO黃仁勳：“科幻小說中的元宇宙已經近了。”

在近段時間元宇宙（Metaverse）倍受關注的時候，英偉達在本屆GTC大會宣佈，將推出面向企業的實時模擬和協作平臺Omniverse ，一個被稱為“工程師的元宇宙”的虛擬工作平臺。

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

GTC大會上，英偉達執行長黃仁勳對Omniverse進行了展示，並表示Omniverse可以讓個人模擬製造出遵從物理規律的共享3D虛擬世界。

英偉達媒體和娛樂部門的負責人Richard Kerris在新聞釋出會上提到，英偉達已經為此花費了數年時間和數億美元。

那Omniverse到底是怎樣的存在，讓英偉達進行如此大的投入？

基於皮克斯USD生長出的Omniverse

英偉達這樣一家發明了GPU，以設計顯示晶片和主機板晶片為主的人工智慧計算公司推出Omniverse，還要從皮克斯這家因動畫為人所熟知的公司說起。

圖片圖源：Dean Takahashi

皮克斯曾出品的《機器人總動員》、《飛屋環遊記》等眾多經典動畫，這些優質動畫擁有豐富而又複雜的3D場景，集合了成千上百位藝術家的工作。

而在動畫的製作流程中，不同的分工會涉及不同的設計軟體工具，因此在進行協同時，需要進行格式轉換等繁瑣的工作。

為了解決這個問題，皮克斯製作了能夠對這些場景進行統一的格式USD（通用場景描述，Universal Scene Description），不同軟體製作的3D內容可以統一使用USD格式。

USD不僅僅是統一的3D場景格式，它還擁有一系列擴充套件功能，比如USD分層，其功能類似於PS中的圖層，每位藝術家可以擁有自己的圖層，在互相干擾的情況下對同一個場景進行處理。

這樣一來，大大提高了協同工作的效率，節省了成本與時間。

2016年皮克斯對USD實施了開源，自此，所有人都可在Github上免費獲取USD程式碼並加以應用。

很快USD被電影行業內眾多公司所採用，比如夢工廠使用USD創作《馴龍高手3：隱秘的世界》。而後又向遊戲、建築、製造業等多個行業擴充套件，英偉達便是其中一個，曾使用USD建造虛擬世界等。

2016年皮克斯展示USD時英偉達模擬技術副總裁Rev Lebaredian在場，他表示USD的現場實時演示啟發了他們，並最終誕生了以USD為核心的英偉達Omniverse。

Omniverse是一個完全圍繞USD構建的應用程式，它與USD最重要不同之處在於，英偉達透過USD，利用Connector工具將Omniverse與不同軟體、工具整合起來，能夠支援多使用者實時協作。USD雖然可支援協同合作，但大多數的協作卻並非是實時的。

在Omniverse中進行操作，比如調節燈光、移動物體等，都是對USD檔案進行直接修改。

此外，USD支援工具之間進行資源的共享，使用者可在Omniverse上透過同步工作流程以USD為基礎進行創作。

Omniverse在USD的虛擬上增加了元宇宙概念，使用者在虛擬世界中進行協同工作，建造數字孿生世界，比如進行汽車、製造、建築的設計製造等，進一步將USD的價值從媒體與娛樂應用程式中解放出來，向建築、製造等工業領域邁進。

為了讓USD達到更佳的使用效果，Omniverse集成了英偉達的技術優勢。

Omniverse系統的構成與廣泛應用

除了基於USD外，英偉達的Omniverse主要結合了NVIDIA RTX，英偉達建立的圖形平臺，幫助應用快速模擬物理環境，讓Omniverse成為了一個強大的多GPU實時模擬、協作平臺。

據介紹，Omniverse由5個關鍵部分組成：Nucleus、Connect、Kit、Simulation和RTX Renderer。這些元件與連線的第三方數字內容建立（DCC）工具以及附加的連線的Omniverse微服務一起構成了完整的Omniverse生態系統。

圖源：英偉達

Omniverse Nucleus

：提供一組基本服務，這些服務允許各種客戶端應用程式、渲染器和微服務共享和修改虛擬世界的表示形式。

Omniverse Connect庫

：被作為外掛分發，使客戶端應用程式可以連線到Nucleus併發布和訂閱無論是單個資產還是整個世界。當需要同步時，DCC外掛將使用Omniverse Connect庫來應用外部接收的更新，並根據需要釋出內部生成的更改。

Omniverse Kit

：是用於構建本地Omniverse應用程式和微服務的工具包。它建立在一個基本框架上，該框架透過一組輕量級擴充套件提供了多種功能。這些獨立擴充套件是使用Python或C ++編寫的外掛。

Simulation

：Omniverse中的模擬由英偉達一系列技術作為Omniverse Kit的外掛或微服務提供。作為Omniverse一部分進行分發的首批模擬工具是英偉達的開源物理模擬器PhysX，該模擬器廣泛用於計算機遊戲中。

RTX Renderer

：新的Omniverse RTX視口是Omniverse支援符合皮克斯Hydra架構的渲染器之一，它利用Turing和下一代NVIDIA架構中的硬體RT核心進行實時硬體加速的光線跟蹤和路徑跟蹤。

此外，英偉達針對不同型別使用者構建了可在Omniverse軟體中使用的不同型別的Omniverse應用，包括為建築、工程和施工專業人員設計的Omniverse View；為媒體、娛樂和製造/產品設計行業的設計師、創作者和專家設計的Omniverse Create；為3D深度學習研究人員設計的Omniverse Kaolin等。

未來還會發布AI驅動的面部動畫應用程式Omniverse Audio2Face，為GeForce RTX遊戲玩家開發的Omniverse Machinima，以及用於機器人開發的Isaac Sim 2021。1。

不同領域的創作者、工程師、設計師等可以透過Omniverse Connectors在這些不同的應用間並行工作。

英偉達之後推出的AR/VR擴充套件軟體CloudXR，還可為Omniverse帶來強大、便捷的功能。只需只擊幾個，Omniverse就可將使用者的USD內容傳輸到任何支援的Android裝置上，並提供AR/VR漫遊功能。

圖源：英偉達

去年10月，Omniverse開啟公測後，已有超過17，000名客戶進行了測試體驗，多個領域的全球領導企業採用了Omniverse。

寶馬集團是第一家使用Omniverse設計整個工廠的端到端數字雙胞胎的汽車製造商，Omniverse模擬出完整的工廠模型，包括員工、機器人、建築物，裝配部件等，讓全球生產網路中數以千計的產品工程師、專案經理、精益專家在虛擬環境中進行協作，在真實生產新產品前，完成設計、模擬、最佳化等一系列複雜的過程。據稱效率提升了30%。

此外，沃爾沃利用Omniverse進行汽車設計；愛立信透過Omniverse模擬 5G無線網路；英國建築設計公司Foster + Partners利用Omniverse實現跨14個國家的團隊無縫協作……

在虛擬世界中進行實時協作的Omniverse以其高效、低成本特徵，在各個領域得到大規模的快速應用，元宇宙在Omniverse的推動下率先在工業領域有了切實的落地。

真正將虛擬世界的協同落到實處的Omniverse

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

數字孿生很早便被政企等應用到工作生產中，比如地鐵、機場等都曾採用三維模擬技術打造數字孿生，以進行更加直觀的展示，並可透過3D建模進行預演以達到降低成本的效果。

而英偉達的Omniverse在此基礎上加高了技術優勢（更精準的模擬、更優質的渲染等），集成了USD的通用3D場景格式，以及多使用者實時協同功能，將數字孿生打造成工業領域的元宇宙，進一步提升了協同工作所帶來的效率與便利性。

前不久，微軟推出了多人XR應用開發工具Mesh，其關鍵理念同樣是在虛擬的世界中跨時間、跨時空協作。

雖然兩者的虛擬世界呈現方式不同，但同樣提供虛擬世界協作，英偉達透過Omniverse已經實現了大規模的落地，為多個領域的多家公司所採用。

因此目前來看，基於三維模擬的虛擬世界雖然與XR相比缺乏真實性與沉浸感，但它擁有更加實際的落地可能，能夠更快速地投入實際使用，這是元宇宙與實際應用最接近一次。

結語

英偉達透過Omniverse，將虛擬世界帶入了更廣泛的實際生產中，進一步解放了生產力，讓元宇宙概念有了真正意義上一定程度的落地，並且現實了多個領域的降本增效。

隨著元宇宙越來越受追捧，並被像英偉達這樣的實力大廠真實應用到社會生產中，虛擬的未來世界或許已離我們越來越近。