元宇宙一詞開創至今，成為眾多產業關注的火熱議題。而在實現元宇宙之前，如何建構出高度擬真，連結不同虛擬世界之間的溝通橋樑，正是 NVIDIA Omniverse 虛擬 3D 協作平台所扮演角色。NVIDIA Omniverse 可用於訓練機器人、自駕車，以及監控和管理工廠，甚至可以為整座城市建立數位孿生。在 COMPUTEX Forum 2022 中，NVIDIA Omniverse 開發人員平台副總裁 Richard Kerris 針對平台對數位內容開發流程以及各產業所帶來的貢獻進行演講。映 CG 將透過這篇文章，帶您一窺本次演講重點。

統整全球 3D 工作流程與軟體協作

3D 內容製作流程對各產業在進行擴展、原型開發等規劃時，都是必備的方法之一。每個團隊都有一套獨特的製程與進行方式，也必須因應不同成員的專業知識、地理位置，提供合適的軟硬體工具，而每套工具也都有其獨特的系統設定。因此過程中往往得面對許多功能不相容的窘境。NVIDIA Omniverse 開發人員平台副總裁 Richard Kerris 指出，根據統計現今有超過 36 家公司、種類高達 50 多種的 CAD 工具，且每年更不斷增加中；然而這些工具都是針對特定產業或任務所設計的專門工具，從而造成不同軟體之間的功能、自定義內容互不相容，導致因繁瑣的資料匯入和匯出而產生問題，造成團隊得花時間進行修正，除了時間成本的損失外，也造成使用者創造、生產力低落的情況發生。

隨著媒體和娛樂產業對於高品質內容需求提升，3D 製作變得更加複雜，建模、動畫、燈光渲染、即時全局照明、人工智慧 (AI)、模擬運算等，整合應用的流程是每位藝術家、設計師、工程師都可能會在日常工作中接觸到。Richard Kerris 表示：「業界每年要花超過 65 億小時進行內容渲染；花費在建築、工程與營造產業的預算，預計明年將突破 12.9 兆美元，這更意味著能掌握符合物理模擬與即時、精確視覺化的製作技術，將是最大的成功關鍵。」就目前 3D 藝術家不只專精於一個軟體的情況來說，他們通常得在數個軟體中反覆輸出大型檔案，為了解決前述不同軟體間的相容問題，NVIDIA 於 2019 年即推出 NVIDIA Omniverse 虛擬協作平台，讓藝術家、設計師們能以快速、高品質的渲染能力進行跨平台、跨地域協作。

Richard 表示：「有了 NVIDIA Omniverse，不同的藝術家可以運用各自熟悉的軟體，例如使用 3ds Max 建模、Substance 3D Painter 繪製貼圖材質或 Unreal Engine 安排場景，並透過 NVIDIA Omniverse 的核心關鍵通用場景描述 (USD)，最後在 Omniverse Create 當中統整所有元素，同時進行協作。」這樣的即時協作，正是透過 NVIDIA Omniverse 的另一核心關鍵 RTX 即時光線追蹤技術，讓協作過程的任何變化都能即時呈現，Richard 補充，這就是 3D 內容創作的未來，更是打造虛擬世界的嶄新方式。

實現 NVIDIA Omniverse 的四大關鍵要素

為了實現 NVIDIA Omniverse 連結虛擬世界的能力，Richard 進一步解釋其構成的四大關鍵要素。首先即是 RTX 技術，它讓開發人員、內容創作者可以透過雲端伺服器、工作站、筆記型電腦，進行即時逼真的模擬與渲染。再來是 GPU 的負載擴展技術，讓任何人得以處理超大型和極端龐大的資料集，不論是執行模擬某個環境，或是規劃整座城市，甚至到 NVIDIA 正在進行的超大規模專案「地球二號 (Earth-2)」，皆仰賴可擴展的 RTX 技術才能達成。

而 USD 則是第三項關鍵技術。這個由皮克斯動畫工作室 (Pixar Animation Studio) 所開發的技術。可以將它想像成 3D 的 HTML 原始碼，其誕生目的正是為了簡化創作流程，讓不同產業軟體、工具進行資產互換。最早運用於視覺特效產業，如今也已廣泛運用於建築與工程、製造、產品設計和機器人等產業，藉此讓散佈於全球各地的團隊成員能進行協作。最後，則是 AI 的革命。Richard 認為，現在可以在虛擬世界中運用 AI 訓練機器人，利用 AI 來模擬現實，藉由過去的事件預測未來可能發生的狀況。甚至可以改變相關變數，以研究數位世界來更加理解現實中可能或不可能發生的情形，這正是「數位孿生」的應用。

全球知名企業皆開始導入 NVIDIA Omniverse 進行數位孿生建置

所謂的數位孿生，即是將真實世界預先在虛擬環境中進行精準模擬，提供各種功能。現今，許多再生能源與大型企業，皆已於製程當中導入 NVIDIA Omniverse。Richard 以風力發電機系統設計與製造為主的西門子歌美颯為例。他表示：「藉由 NVIDIA Omniverse 與 NVIDIA Modulus 的幫助，他們將電廠中渦輪機位置，與特定的地理位置、地形等高擬真模型資料進行模擬，獲得渦輪機產生尾流對地區影響力最低的正確位置，模擬速度從每單一渦輪機執行一次迭代，在 100 核心 CPU 上需要花費 40 天的時間，縮短至 15 分鐘，速度提升了整整 4,000 倍。」企業利用物理機器學習模型，準確反映真實世界的效能，最佳化每座全新風力電廠的配置，藉此充分運用投資並降低消費者成本。

Richard 也展示了亞馬遜機器人 (Amazon Robotics) 如何利用 NVIDIA Omniverse 建構數位孿生倉庫。據了解，Amazon 上百座訂單處理中心每天要處理上千萬個包裹，而當中有超過三分之二的訂單是由機器人協助處理。透過 NVIDA Omniverse 打造全尺寸、高度擬真的數位孿生倉庫，Amazon 得以打造最佳化的倉儲設計，並且訓練更多智慧型機器人助理，提升營運效率。除此之外，其它像汽車大廠 BMW、視覺特效公司 DNEG，電信製造商 Ericsson，皆運用 NVIDIA Omniverse 打造數位工廠，或是投入數位內容的製作與開發中。

立即免費試用 NVIDIA Omniverse 技術

最後，Richard 也鼓勵全球的設計師和開發人員嘗試 NVIDIA Omniverse以及 NVIDIA Omniverse Enterprise。企業可以透過 NVIDIA LaunchPad 計畫進行為期兩週的企業版免費試用版，可以在 NVIDIA 認證系統上享受 NVIDIA Omniverse 的強大功能。一般的開發人員與創作者，則可以在 NVIDIA 官網上下載 30 天免費試用版本的 NVIDIA Omniverse。

歡迎觀看 Richard Kerris 於 COMPUTEX Forum 2022 分享「NVIDIA Omniverse 開創數位孿生與虛擬世界的新紀元」之演講內容。

本文為與 NVIDIA 的廣告合作。文章由映 CG 與 NVIDIA 所有，如需轉載請聯絡我們。