文／VR陀螺 小鉆風(fēng)

當(dāng)元宇宙之火熊熊燃燒時(shí)，今年4月英偉達(dá)CEO黃仁勛在主題演講中大談特談，頂著“工程師元宇宙”出道的Omniverse開(kāi)始落地，但元宇宙一詞卻在黃仁勛新一輪GTC大會(huì)的主題演講中銷(xiāo)聲匿跡。

圖源：英偉達(dá) 

Omniverse似乎向人們證明了，我就是我，不一樣的煙火，有沒(méi)有元宇宙加身，是不是所謂的元宇宙概念，不影響我存在的價(jià)值，以及我將為未來(lái)世界帶來(lái)的改變。  黃仁勛：用USD統(tǒng)一3D格式，虛擬世界將像網(wǎng)站一樣不斷涌現(xiàn)  整場(chǎng)主題演講，黃仁勛只字未提元宇宙，Omniverse、虛擬世界與數(shù)字孿生卻貫穿全程。 黃仁勛的描述之下，2D信息將向3D轉(zhuǎn)變，我們將迎來(lái)眾多3D的虛擬世界。黃仁勛在演講中說(shuō)“互聯(lián)網(wǎng)改變了一切”顯然是輕描淡寫(xiě)了。 他表示，我們?nèi)缃褚恢笔腔ミB的，互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是這個(gè)世界的數(shù)字表達(dá)，主要是指2D信息，即文本、語(yǔ)音、圖像、視頻。如今我們已擁有了創(chuàng)建全新3D世界或?yàn)槲锢硎澜缃�模的技術(shù)，而這一切即將發(fā)生改變。 這些虛擬世界將遵守物理定律，亦或不遵守，在那里，我們可與朋友或者是AI，將像在網(wǎng)絡(luò)上那樣用超文本從一個(gè)世界跳到另一個(gè)世界。 在黃仁勛的描述中，這個(gè)新世界的規(guī)模將比物理世界大很多。

圖源：英偉達(dá) 

我們將購(gòu)買(mǎi)3D的商品，就如同現(xiàn)在買(mǎi)2D歌曲或買(mǎi)本書(shū)那樣，在這個(gè)世界里，我們也能購(gòu)買(mǎi)、持有或出售房產(chǎn)、家具、汽車(chē)、奢侈品和藝術(shù)品。 在虛擬世界中，創(chuàng)意人員將制造出比物理世界更為豐富多彩的東西，正是為此，英偉達(dá)為這些虛擬世界的建設(shè)者構(gòu)建了Omniverse，一些虛擬世界將為聚會(huì)和游戲而建立，但是，科學(xué)家、創(chuàng)意人員和企業(yè)也將可以借此大量建造其他虛擬世界。 虛擬世界將如同今天的網(wǎng)站那樣不斷涌現(xiàn)。

圖源：英偉達(dá) 

而且作為虛擬世界構(gòu)建引擎，與游戲引擎大不相同的是，Omniverse是面向數(shù)據(jù)中心規(guī)模設(shè)計(jì)的，有朝一日，有望達(dá)到全球數(shù)據(jù)規(guī)模。 在演講中，黃仁勛向我們展示了基于Omniverse的多個(gè)模擬案例，包羅萬(wàn)象，從宏觀到微觀，從天氣到工廠(chǎng)，從物理學(xué)到生物學(xué)再到通信學(xué)，出現(xiàn)在生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中：倉(cāng)庫(kù)、工廠(chǎng)、物理與生物系統(tǒng)、5G邊緣、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車(chē)，甚至是虛擬形象的數(shù)字孿生。

圖源：英偉達(dá) 

這些模擬或者說(shuō)虛擬世界的重要現(xiàn)實(shí)意義，在于除了大大提高建模效率，還能將模擬結(jié)果應(yīng)用于真實(shí)世界，讓真實(shí)社會(huì)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)降本增效。 黃仁勛說(shuō)：“我們可以創(chuàng)造地球的數(shù)字孿生模型，它可以持續(xù)運(yùn)行以預(yù)測(cè)未來(lái)，用觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)并改進(jìn)預(yù)測(cè)然后再次預(yù)測(cè)�！� 如此豐富的虛擬世界，要靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)連接？Omniverse平臺(tái)副總裁Richard Kerris在回答元宇宙與Omniverse之間的關(guān)系表示，元宇宙需要解決的一個(gè)問(wèn)題，是基礎(chǔ)的連接問(wèn)題，早期互聯(lián)網(wǎng)以html作為連接基礎(chǔ)，用以說(shuō)明文字、圖形、動(dòng)畫(huà)等等，如今的3D世界、虛擬世界則可以借助在通用3D格式USD基礎(chǔ)上構(gòu)建的Omniverse形成連接。

黃仁勛做了一個(gè)比喻：USD之于Omniverse就像HTML之于網(wǎng)站。Omniverse的門(mén)戶(hù)是USD（通用場(chǎng)景描述），本質(zhì)上是一個(gè)數(shù)字蟲(chóng)洞，將人和計(jì)算機(jī)連接到Omniverse，并將一個(gè)Omniverse世界連接到另一世界，USD之于Omniverse就像HTML之于網(wǎng)站。

圖源：英偉達(dá) 

基于USD的Omniverse可以讓設(shè)計(jì)師能夠在共享空間中進(jìn)行協(xié)作，一名設(shè)計(jì)師在一個(gè)世界中所做的更改會(huì)實(shí)時(shí)更新給所有相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)人員，本質(zhì)上就像3D設(shè)計(jì)的云共享文檔。 Omniverse將徹底改變?nèi)��?000萬(wàn)3D設(shè)計(jì)師的協(xié)同合作方式，公司可以在Omniverse中建造虛擬工廠(chǎng)并使用虛擬機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，虛擬工廠(chǎng)和機(jī)器人則是其物理復(fù)制品的數(shù)字孿生。 我們可以看到，結(jié)合上一次GTC的演講，黃仁勛眼中的虛擬世界以及元宇宙，很大程度上就是圍繞著Omniverse，以及基于Omniverse的數(shù)字孿生。 Omniverse今年4月正式與大家見(jiàn)面，經(jīng)過(guò)半年時(shí)間，Omniverse又有了哪些新的動(dòng)向，本次的GTC給出了答案。 

新增AI虛擬化身創(chuàng)建平臺(tái)．．．．．．英偉達(dá)正式推出Omniverse企業(yè)版 

這屆GTC英偉達(dá)正式推出了Omniverse企業(yè)版，與其一同到來(lái)的，還有以O(shè)mniverse Avatar、Omniverse Replicator為代表的系列新功能與更新。 用于創(chuàng)建AI虛擬化身的平臺(tái)Omniverse Avatar 黃仁勛的主題演講，除了一些有關(guān)黃仁勛是真是假，有幾分鐘是真的“后遺癥”探討外，最吸引觀眾的是黃仁勛數(shù)字孿生體：卡通版的虛擬大頭黃仁勛的出場(chǎng)——Toy－Jensen（黃仁勛稱(chēng)其為T(mén)oy－me）。

虛擬黃仁勛短短幾分鐘的展示，便給觀眾留下了深刻印象。虛擬黃仁勛“在現(xiàn)場(chǎng)”與真人對(duì)話(huà)，從談?wù)摎夂蜃兓�到太空探索都能�?duì)答如流，并且從肢體動(dòng)作到嘴部活動(dòng)均十分自然。而這正是英偉達(dá)Omniverse Avatar的杰作。 Omniverse Avatar是一個(gè)生成交互式AI虛擬化身的技術(shù)平臺(tái)，它能夠連接英偉達(dá)在語(yǔ)音AI、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言理解、推薦引擎和模擬方面的技術(shù)，并且一切都是實(shí)時(shí)的。“我們正在構(gòu)建一個(gè)會(huì)對(duì)話(huà)的虛擬形象，名字叫Toy－Me，你會(huì)看見(jiàn)語(yǔ)音理解，基于目前訓(xùn)練的最大模型的自然語(yǔ)言處理，使用我自己聲音合成的語(yǔ)音、角色動(dòng)畫(huà)以及基于光線(xiàn)追蹤的精美圖像。一切都是實(shí)時(shí)的。 而這背后實(shí)現(xiàn)所使用的技術(shù)包括： ● 語(yǔ)音識(shí)別基于英偉達(dá)Riva● 自然語(yǔ)言理解基于Megatron 530B大型語(yǔ)言模型● 推薦引擎由英偉達(dá)Merlin提供● 感知功能來(lái)自用于視頻分析的計(jì)算機(jī)視覺(jué)框架英偉達(dá)Metropolis● 虛擬化身動(dòng)畫(huà)則由AI賦能的2D和3D面部動(dòng)畫(huà)和渲染技術(shù)英偉達(dá) Video2Face和Audio2Face?驅(qū)動(dòng)。 這些技術(shù)被集成在一個(gè)應(yīng)用，并使用英偉達(dá)統(tǒng)一計(jì)算框架進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。而在這個(gè)平臺(tái)上創(chuàng)建的虛擬化身，是具有光線(xiàn)追蹤3D圖像效果的交互式角色，可以“觀察、討論”各種主題，以及合理地理解表達(dá)意圖。 黃仁勛在上次的GTC演講中表示：“智能虛擬助手的前景一片光明。Omniverse Avatar將我們的基礎(chǔ)圖像、模擬和AI技術(shù)結(jié)合在一起，打造出一些有史以來(lái)最復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用。協(xié)作機(jī)器人和虛擬助手的案例令人難以置信，影響深遠(yuǎn)。”

（一）用于訓(xùn)練AI的Omniverse Replicator合成數(shù)據(jù)生成引擎

Omniverse Replicator是一款性能強(qiáng)大的合成數(shù)據(jù)生成引擎，能夠生成用于訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物理模擬合成數(shù)據(jù)。黃仁勛在演講環(huán)節(jié)展示了基于Omniverse Replicator的成果： 用于承載自動(dòng)駕駛汽車(chē)數(shù)字孿生的虛擬世界——NVIDIA DRIVE Sim?和用于可操縱機(jī)器人數(shù)字孿生的虛擬世界——NVIDIA Isaac Sim?。使用這些數(shù)據(jù)構(gòu)建的自動(dòng)駕駛汽車(chē)和機(jī)器人可以在一系列虛擬環(huán)境中掌握技能，然后再應(yīng)用到物理世界中。

圖源：英偉達(dá) 

英偉達(dá)模擬技術(shù)和Omniverse工程副總裁Rev Lebaredian表示：“通過(guò)Omniverse Replicator，我們能夠創(chuàng)建多樣化、大規(guī)模、精確的數(shù)據(jù)集來(lái)構(gòu)建高質(zhì)量、高性能和安全的數(shù)據(jù)集，這對(duì)于AI來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。” 除以上兩項(xiàng)重要功能增加之外，Omniverse還進(jìn)行了系列包括VR／AR在內(nèi)功能更新，包括： ● NVIDIA CloudXR 是一個(gè)企業(yè)級(jí)沉浸式串流框架，已經(jīng)集成到 Omniverse Kit（用于構(gòu)建原生 Omniverse 應(yīng)用程序和微服務(wù)的工具包），允許用戶(hù)以交互方式將 Omniverse 體驗(yàn)串流至他們的移動(dòng) AR 和 VR 設(shè)備。
● Omniverse VR 推出領(lǐng)先的完全圖像、實(shí)時(shí)光線(xiàn)追蹤 VR – 支持開(kāi)發(fā)者在平臺(tái)上構(gòu)建自己的 VR 工具，最終用戶(hù)可以直接享受 VR 功能。
● Omniverse Remote 提供 AR 功能和虛擬攝像頭，支持設(shè)計(jì)師查看他們通過(guò) iOS 和 Android 設(shè)備全光線(xiàn)追蹤的資產(chǎn)。
● Omniverse Farm 允許團(tuán)隊(duì)同時(shí)使用多個(gè)工作站或服務(wù)器，為渲染、合成數(shù)據(jù)生成或文件轉(zhuǎn)換等任務(wù)提供支持。
● Omniverse Showroom 作為 Omniverse 公測(cè)版中的應(yīng)用程序提供，允許非技術(shù)用戶(hù)使用 Omniverse 技術(shù)演示，展示平臺(tái)的實(shí)時(shí)物理和渲染技術(shù)。 黃仁勛表示：“我們的虛擬世界模擬引擎Omniverse貫穿了整個(gè)主題演講。機(jī)器人、自動(dòng)駕駛車(chē)隊(duì)、倉(cāng)庫(kù)、工廠(chǎng)、工業(yè)廠(chǎng)房和整個(gè)城市，都將在Omniverse數(shù)字孿生中完成創(chuàng)建、訓(xùn)練和運(yùn)行�！� 

（二）除了Omniverse之外，黃仁勛還發(fā)布了新的超級(jí)計(jì)算機(jī) 

“我們的上一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)名為Cambridge 1，即是C－1，這臺(tái)新的超級(jí)計(jì)算機(jī)命名為E－2，Earth Two，能夠在Omniverse中以Million－X百萬(wàn)倍的速度運(yùn)行�！逼溥�表示，云計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)正在重塑數(shù)據(jù)中心，科學(xué)領(lǐng)域基于深度學(xué)習(xí)的軟件革命正在發(fā)生，其次是推動(dòng)力，深度學(xué)習(xí)的興起引發(fā)了現(xiàn)代AI革命，從根本上改變了軟件。深度學(xué)習(xí)編寫(xiě)的軟件具有高度并行性，這使其更有助于GPU加速，最后，通過(guò)嘗試學(xué)習(xí)編寫(xiě)的AI軟件預(yù)測(cè)結(jié)果的速度能夠比人工編寫(xiě)的軟件快1000至10000倍，這徹底改寫(xiě)了我們解決問(wèn)題的方式。 從以上一系列Omniverse的相關(guān)動(dòng)作可以看出，黃仁勛正在構(gòu)建一個(gè)宏大的未來(lái)愿景——Earth Two，地球二號(hào)，在虛擬世界中構(gòu)建一個(gè)數(shù)字孿生的地球。

數(shù)字孿生“地球”后，哪些領(lǐng)域?qū)⒈桓淖?nbsp;

VR陀螺認(rèn)為，數(shù)字孿生將是未來(lái)連接虛擬與現(xiàn)實(shí)的底層基礎(chǔ)，結(jié)合AI、IoT、VR和AR技術(shù)，在獲取信息、傳遞信息、遠(yuǎn)程溝通、模擬訓(xùn)練等諸多場(chǎng)景中起到重要作用。 英偉達(dá)正在構(gòu)建這個(gè)基礎(chǔ)，從行業(yè)應(yīng)用出發(fā)，以降本增效為前提落地到產(chǎn)業(yè)中來(lái)。未來(lái)，這些場(chǎng)景將串聯(lián)起來(lái)，形成一個(gè)龐大的虛擬世界。 Omniverse正在如何改變工作，英偉達(dá)用一系列案例進(jìn)行了舉證說(shuō)明。 在汽車(chē)領(lǐng)域，如寶馬集團(tuán)展示了雷根斯堡工廠(chǎng)的數(shù)字孿生，工程師們正在使用基于Omniverse構(gòu)建的Isaac Gym來(lái)訓(xùn)練機(jī)器人。寶馬是第一家使用NVIDIA Omniverse來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)工廠(chǎng)端到端數(shù)字孿生的汽車(chē)制造商。據(jù)了解，其全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)千名規(guī)劃師、產(chǎn)品工程師、設(shè)備經(jīng)理和精益專(zhuān)家能夠在同一個(gè)虛擬環(huán)境中進(jìn)行協(xié)作，可在工廠(chǎng)實(shí)際建成或集成新產(chǎn)品之前，對(duì)極其復(fù)雜的制造系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、規(guī)劃、工程、模擬和優(yōu)化。 寶馬集團(tuán)負(fù)責(zé)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的董事會(huì)成員Milan Nedeljkovic表示：“NVIDIA Omniverse和NVIDIA AI讓我們能夠模擬我們生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中的所有31家工廠(chǎng)。整座工廠(chǎng)模型中的所有元素都可以被模擬，包括工作人員、機(jī)器人、建筑物和裝配部件等，這為虛擬工廠(chǎng)規(guī)劃、自主機(jī)器人、預(yù)測(cè)性維護(hù)和大數(shù)據(jù)分析等大量AI用例提供了支持。這些創(chuàng)新將減少規(guī)劃時(shí)間、提高靈活性和精確度，最終將規(guī)劃流程的效率提高30％。Omniverse帶來(lái)了變革，為我們所在的行業(yè)樹(shù)立了協(xié)作平臺(tái)的標(biāo)桿�！� 通信領(lǐng)域，愛(ài)立信（Ericsson）也在使用Omniverse構(gòu)建數(shù)字孿生環(huán)境，以配置、運(yùn)營(yíng)和持續(xù)優(yōu)化其5G天線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)，其在未來(lái)5年內(nèi)將在全球部署1500萬(wàn)個(gè)5G基站。 在Omniverse中，愛(ài)立信構(gòu)建的城市規(guī)模的模型在建筑物、植被和樹(shù)葉材質(zhì)上具有物理級(jí)準(zhǔn)確性，然后，添加每個(gè)發(fā)送端的精確位置、高度和天線(xiàn)模式等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組件。 愛(ài)立信構(gòu)建了一個(gè)自定義的Omniverse擴(kuò)展程序使其能夠集成無(wú)線(xiàn)電傳電傳播數(shù)據(jù)，并利用Omniverse的RTX加速光線(xiàn)追蹤，來(lái)快速可視化和計(jì)算城市中每個(gè)點(diǎn)的信號(hào)質(zhì)量。由于Omniverse材質(zhì)具有物理級(jí)準(zhǔn)備性，因此反射的強(qiáng)度也是精確的。天線(xiàn)波束形和信號(hào)路徑可以得到精確仿真和可視化。 廣告營(yíng)銷(xiāo)領(lǐng)域，全球知名的營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)機(jī)構(gòu)WPP集團(tuán)借助NVIDIA Omniverse平臺(tái)以完全虛擬的制作方式取代傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)制作方式，從而徹底改變廣告內(nèi)容的制作方式。由于新冠疫情隔離措施的實(shí)施，WPP團(tuán)隊(duì)無(wú)法為客戶(hù)拍攝外景廣告。他們使用NVIDIA Omniverse平臺(tái)合作設(shè)計(jì)、構(gòu)建和模擬了一個(gè)逼真的虛擬森林，這使得他們無(wú)需親自深入森林進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍攝。

Hogarth全球首席執(zhí)行官Richard Glasson表示：“Hogarth每年為客戶(hù)管理超過(guò)1500個(gè)拍攝項(xiàng)目，Omniverse改進(jìn)了我們的工作方式，使位于整條工作流水線(xiàn)中不同節(jié)點(diǎn)的多位藝術(shù)家能夠在同一時(shí)間、從全球的任何一個(gè)地點(diǎn)對(duì)同一個(gè)場(chǎng)景開(kāi)展虛擬協(xié)作。這極大地減少了我們的碳排放量，實(shí)現(xiàn)了具有可持續(xù)性的制作方式�！� 在天氣預(yù)測(cè)場(chǎng)景中，研究人員利用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心的ERA5大氣數(shù)據(jù)訓(xùn)練Physics－ML模型，該模型在128個(gè)A100 GPU上訓(xùn)練需要4小時(shí)，訓(xùn)練后的模型能以30公里的空間分辨率預(yù)測(cè)颶風(fēng)的嚴(yán)重程度和路徑，原本需要7天才能完成的預(yù)測(cè)如今在一個(gè)GPU上只需四分之一秒，數(shù)年后，數(shù)據(jù)有望在Omniverse中運(yùn)行的地球數(shù)字孿生，并且會(huì)有一組Physics－ML模型用于預(yù)測(cè)氣候。 如今，Omniverse已經(jīng)逐漸滲透至建筑工程、媒體娛樂(lè)、制造業(yè)、游戲開(kāi)發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域，并在變革傳統(tǒng)工作流程，結(jié)合AI和機(jī)器人，黃仁勛認(rèn)為在不久的將來(lái)，將會(huì)有數(shù)十億機(jī)器人幫我們做事，有些是實(shí)體機(jī)器人，但大多數(shù)是數(shù)字虛擬機(jī)器人，一些虛擬機(jī)器人將實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)，其他一些是半自動(dòng)，甚至人機(jī)交互運(yùn)行，即“人機(jī)回圈”（教會(huì)機(jī)器人與人協(xié)同工作）。

圖源：英偉達(dá) 

在會(huì)上，黃仁勛也展示了結(jié)合機(jī)器人的多個(gè)場(chǎng)景。 如機(jī)器人助手Tokkio在點(diǎn)餐場(chǎng)景和自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中的應(yīng)用，這是一個(gè)Metropolis應(yīng)用程序，是一個(gè)對(duì)話(huà)操作臺(tái)，對(duì)于智能零售、免下車(chē)和客戶(hù)服務(wù)非常有用。 在點(diǎn)餐場(chǎng)景中，這個(gè)小動(dòng)畫(huà)機(jī)器人可以與客戶(hù)進(jìn)行眼神交流，無(wú)論是語(yǔ)音識(shí)別，還是能夠推斷意圖和操作的自然語(yǔ)言對(duì)話(huà)管理器推薦或自然語(yǔ)音，Tokkio均可以在大約2秒內(nèi)做出響應(yīng)。

機(jī)器人助手

總結(jié)

與今年4月GTC大談特談元宇宙不同，黃仁勛在這次的主題演講中，向我們描述了一個(gè)即將實(shí)現(xiàn)或者正在實(shí)現(xiàn)的未來(lái)世界，它涉及大量虛擬世界與數(shù)字孿生，有用戶(hù)，有應(yīng)用場(chǎng)景，有現(xiàn)實(shí)的社會(huì)生產(chǎn)意義，但卻唯獨(dú)沒(méi)有元宇宙一詞。