Connect|英伟达+元宇宙=Omniverse，数亿美金花的值吗？
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图源：Dean Takahashi
皮克斯曾出品的《机器人总动员》、《飞屋环游记》等众多经典动画 ， 这些优质动画拥有丰富而又复杂的3D场景 ， 集合了成千上百位艺术家的工作 。
而在动画的制作流程中 ， 不同的分工会涉及不同的设计软件工具 ， 因此在进行协同时 ， 需要进行格式转换等繁琐的工作 。
为了解决这个问题 ， 皮克斯制作了能够对这些场景进行统一的格式USD（通用场景描述 ， Universal Scene Deion） ， 不同软件制作的3D内容可以统一使用USD格式 。
USD不仅仅是统一的3D场景格式 ， 它还拥有一系列扩展功能 ， 比如USD分层 ， 其功能类似于PS中的图层 ， 每位艺术家可以拥有自己的图层 ， 在互相干扰的情况下对同一个场景进行处理 。
这样一来 ， 大大提高了协同工作的效率 ， 节省了成本与时间 。
2016年皮克斯对USD实施了开源 ， 自此 ， 所有人都可在Github上免费获取USD代码并加以应用 。
很快USD被电影行业内众多公司所采用 ， 比如梦工厂使用USD创作《驯龙高手3：隐秘的世界》 。 而后又向游戏、建筑、制造业等多个行业扩展 ， 英伟达便是其中一个 ， 曾使用USD建造虚拟世界等 。
2016年皮克斯展示USD时英伟达仿真技术副总裁Rev Lebaredian在场 ， 他表示USD的现场实时演示启发了他们 ， 并最终诞生了以USD为核心的英伟达Omniverse 。
Omniverse是一个完全围绕USD构建的应用程序 ， 它与USD最重要不同之处在于 ， 英伟达通过USD ， 利用Connector工具将Omniverse与不同软件、工具整合起来 ， 能够支持多用户实时协作 。 USD虽然可支持协同合作 ， 但大多数的协作却并非是实时的 。
在Omniverse中进行操作 ， 比如调节灯光、移动物体等 ， 都是对USD文件进行直接修改 。
此外 ， USD支持工具之间进行资源的共享 ， 用户可在Omniverse上通过同步工作流程以USD为基础进行创作 。
Omniverse在USD的虚拟上增加了元宇宙概念 ， 用户在虚拟世界中进行协同工作 ， 建造数字孪生世界 ， 比如进行汽车、制造、建筑的设计制造等 ， 进一步将USD的价值从媒体与娱乐应用程序中解放出来 ， 向建筑、制造等工业领域迈进 。
为了让USD达到更佳的使用效果 ， Omniverse集成了英伟达的技术优势 。
Omniverse系统的构成与广泛应用
除了基于USD外 ， 英伟达的Omniverse主要结合了NVIDIA RTX ， 英伟达创建的图形平台 ， 帮助应用快速模拟物理环境 ， 让Omniverse成为了一个强大的多GPU实时仿真、协作平台 。
据介绍 ， Omniverse由5个关键部分组成：Nucleus、Connect、Kit、Simulation和RTX Renderer 。 这些组件与连接的第三方数字内容创建（DCC）工具以及附加的连接的Omniverse微服务一起构成了完整的Omniverse生态系统 。
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图源：英伟达
Omniverse Nucleus：提供一组基本服务 ， 这些服务允许各种客户端应用程序、渲染器和微服务共享和修改虚拟世界的表示形式 。
Omniverse Connect库：被作为插件分发 ， 使客户端应用程序可以连接到Nucleus并发布和订阅无论是单个资产还是整个世界 。 当需要同步时 ， DCC插件将使用Omniverse Connect库来应用外部接收的更新 ， 并根据需要发布内部生成的更改 。
Omniverse Kit：是用于构建本地Omniverse应用程序和微服务的工具包 。 它建立在一个基本框架上 ， 该框架通过一组轻量级扩展提供了多种功能 。 这些独立扩展是使用Python或C ++编写的插件 。
Simulation：Omniverse中的仿真由英伟达一系列技术作为Omniverse Kit的插件或微服务提供 。 作为Omniverse一部分进行分发的首批仿真工具是英伟达的开源物理仿真器PhysX ， 该仿真器广泛用于计算机游戏中 。
RTX Renderer：新的Omniverse RTX视口是Omniverse支持符合皮克斯Hydra架构的渲染器之一 ， 它利用Turing和下一代NVIDIA架构中的硬件RT内核进行实时硬件加速的光线跟踪和路径跟踪 。
此外 ， 英伟达针对不同类型用户构建了可在Omniverse软件中使用的不同类型的Omniverse应用 ， 包括为建筑、工程和施工专业人员设计的Omniverse View；为媒体、娱乐和制造/产品设计行业的设计师、创作者和专家设计的Omniverse Create；为3D深度学习研究人员设计的Omniverse Kaolin等 。
未来还会发布AI驱动的面部动画应用程序Omniverse Audio2Face ， 为GeForce RTX游戏玩家开发的Omniverse Machinima ， 以及用于机器人开发的Isaac Sim 2021.1 。
不同领域的创作者、工程师、设计师等可以通过Omniverse Connectors在这些不同的应用间并行工作 。
英伟达之后推出的AR/VR扩展软件CloudXR ， 还可为Omniverse带来强大、便捷的功能 。 只需只击几个 ， Omniverse就可将用户的USD内容传输到任何支持的Android设备上 ， 并提供AR/VR漫游功能 。
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图源：英伟达
去年10月 ， Omniverse开启公测后 ， 已有超过17,000名客户进行了测试体验 ， 多个领域的全球领导企业采用了Omniverse 。
宝马集团是第一家使用Omniverse设计整个工厂的端到端数字双胞胎的汽车制造商 ， Omniverse模拟出完整的工厂模型 ， 包括员工、机器人、建筑物 ， 装配部件等 ， 让全球生产网络中数以千计的产品工程师、项目经理、精益专家在虚拟环境中进行协作 ， 在真实生产新产品前 ， 完成设计、模拟、优化等一系列复杂的过程 。 据称效率提升了30% 。
此外 ， 沃尔沃利用Omniverse进行汽车设计；爱立信通过Omniverse模拟 5G无线网络；英国建筑设计公司Foster + Partners利用Omniverse实现跨14个国家的团队无缝协作......
在虚拟世界中进行实时协作的Omniverse以其高效、低成本特征 ， 在各个领域得到大规模的快速应用 ， 元宇宙在Omniverse的推动下率先在工业领域有了切实的落地 。
真正将虚拟世界的协同落到实处的Omniverse
Omniverse被称为工程师的元宇宙 ， 工程师们可以在其中进行机器人、汽车、工厂等各类事物的模拟制作 ， 从某种程度上看 ， 可以将其视作数字孪生的高阶版 。
数字孪生很早便被政企等应用到工作生产中 ， 比如地铁、机场等都曾采用三维仿真技术打造数字孪生 ， 以进行更加直观的展示 ， 并可通过3D建模进行预演以达到降低成本的效果 。
而英伟达的Omniverse在此基础上加高了技术优势（更精准的仿真、更优质的渲染等） ， 集成了USD的通用3D场景格式 ， 以及多用户实时协同功能 ， 将数字孪生打造成工业领域的元宇宙 ， 进一步提升了协同工作所带来的效率与便利性 。
前不久 ， 微软推出了多人XR应用开发工具Mesh ， 其关键理念同样是在虚拟的世界中跨时间、跨时空协作 。
虽然两者的虚拟世界呈现方式不同 ， 但同样提供虚拟世界协作 ， 英伟达通过Omniverse已经实现了大规模的落地 ， 为多个领域的多家公司所采用 。
因此目前来看 ， 基于三维仿真的虚拟世界虽然与XR相比缺乏真实性与沉浸感 ， 但它拥有更加实际的落地可能 ， 能够更快速地投入实际使用 ， 这是元宇宙与实际应用最接近一次 。
结语
英伟达通过Omniverse ， 将虚拟世界带入了更广泛的实际生产中 ， 进一步解放了生产力 ， 让元宇宙概念有了真正意义上一定程度的落地 ， 并且现实了多个领域的降本增效 。
随着元宇宙越来越受追捧 ， 并被像英伟达这样的实力大厂真实应用到社会生产中 ， 虚拟的未来世界或许已离我们越来越近 。
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