從我家的廚房到你家的廚房:NVIDIA Omniverse 改變了產業進行協同合作的方式

作者 NVIDIA

我們要介紹一個魔法。有那麼一下子,NVIDIA 執行長黃仁勳先生站在厚重的廚房櫃台後面,滔滔不絕地說著。

接下來,整個廚房跟裡面的東西全都消失了,只留下黃仁勳先生獨自站在觀眾面前,還有一台  NVIDIA 的 DGX Station A100,讓觀眾們看到完全不一樣的數位實境效果。

對於大多數人來說,元宇宙(metaverse)是一個只會出現在科幻情節裡的東西;對於創業者來說,它是一個機會;而對於遊戲玩家來說,它更是一個夢想。

對於 NVIDIA 的藝術家、研究人員和工程師來說,在今年春天異常緊迫的截止期限裡,利用元宇宙這個共用的虛擬世界來講述他們的故事,同時對 NVIDIA 而言也是一個重要的里程碑。

NVIDIA 的 GTC 大會主題演講,充滿了娛樂性和爆量資訊,當中展示各種尖端技術,突顯出 NVIDIA 在超級運算、深度學習和圖形方面的研究進展。

NVIDIA Omniverse 工程與模擬部門副總裁 Rev Lebaredian 表示:「最主要的是,我們利用 GTC 大會這個機會,向各位介紹我們的工程師及 NVIDIA 的其他團隊在過去一年來的傑出工作成果。」

觀眾們藉由這支簡短的紀錄片《Connecting in the Metaverse: The Making of the GTC Keynote》,可以瞭解到故事背後的故事。這是一個關於 NVIDIA Omniverse(一個用於連接和描述元宇宙的工具),如何在今年將這一切串連起來的故事。

可以肯定的是,要是裡面少了一個有血有肉的人,這個主題演講便無法成立。在全長 1 小時 48 分鐘的主題演講中,只有在從 1:02:41 到 1:02:55 的這 14 秒鐘,不是黃仁勳本人的身影。

在 Omniverse 裡建立一個故事

這個故事從建立一個超棒的敘述內容開始。需要各方的密切配合,才能呈現出一個值得當成主題講演的簡報內容。不過這次的又跟其它的不一樣 – 不是只有文字和圖片,還要再加精美渲染的 3D 模型及豐富紋理。

多虧有了 Omniverse,NVIDIA 的團隊才能在身處各地的情況下,使用 Autodesk Maya 或 Substance Painter 等各種業界的內容創作工具進行協同合作。

主題講演的投影片包含了精美渲染的 3D 模型和豐富紋理。

「現在市面上已經有著絕佳的工具,各行各業的人們每天都在使用,我們希望人們繼續使用這些令人興奮的工具,再透過我們的技術讓它們變得更強大。」Lebaredian 說。

新一代的工具增強了這些功能,包括通用場景描述(USD)、材料設計語言(MDL)和NVIDIA RTX 即時光線追蹤技術等新一代工具,正是加強它們的利器。這些工具讓 NVIDIA 的團隊能夠攜手使用正確符合物理定律的材質及光照,創作出極具真實感的場景。

NVIDIA DGX Station A100 動畫

Omniverse 不是只能製作出美麗的靜態畫面而已。在這支紀錄片中,展示了在搭配使用 Autodesk Maya、Foundry Nuke、Adobe Photoshop、Adobe Premiere 和 Adobe After Effects 等產業頂尖工具的情況下,還能將 Omniverse 用於展示及渲染部分世界上最複雜的機器,創造出十分逼真又具電影畫面感的作品。

NVIDIA 使用 Omniverse,將 NVIDIA DGX Station A100 的 CAD 模型,變成精準符合物理定律的虛擬複製品,黃仁勳用它來向觀眾們介紹機身內部的情況。

一個團隊通常要花上數個月的時間來製作這樣的案子,再加上數週的時間進行渲染。在有了 Omniverse 之後,主要由一個動畫師製作動畫,在不到一天的時間內完成渲染。

Omniverse 物理蒙太奇剪輯技術

不單是機器,Omniverse 還能使用 NVIDIA 現有的技術來模擬這個世界的運作方式。像是十多年來始終是 NVIDIA 遊戲領域中堅力量的 PhysX,在 Omniverse 中又將使用 PhysX 的方式,玩出了新的花樣。

Omniverse 工程和研究團隊在 Omniverse 中重新渲染了一系列舊的 PhysX 展示內容,以突顯出當前將 PhysX 5 用在 Omniverse 裡的功能,還能搶先瞭解先進的即時物理模擬研究成果。

在展示內容中點出了關鍵的 PhysX 技術,像是剛體/柔體動力學、車輛動力學、流體動力學、爆炸的爆裂和碎裂效果,以及流動的可燃流體、煙霧和火焰。觀眾們這麼一來看到了 Omniverse 的核心技術,不僅能夠呈現逼真的效果 – 還跟真實情況一模一樣,即時遵守物理定律。

現在在 Omniverse 平台上建立的 DRIVE Sim

模擬我們身旁四周的環境,是解鎖新技術的關鍵,而 Omniverse 對於 NVIDIA 的自動駕駛車計畫來說十分重要。Omniverse 平台上的 PhysX 技術與栩栩如生的場景,為訓練各類自動駕駛機器創造了完美的環境。

製作團隊在今年的 DRIVE Sim on Omniverse 展示內容中,匯入賓士汽車德國廠週邊地區的地圖,接著使用跟運行 NVIDIA 自動駕駛車隊一樣的軟體堆疊,展現下一代賓士汽車如何在現實環境中執行自動駕駛功能。

製作團隊藉由 DRIVE Sim,可以快速測試多種光照、天氣和交通條件,向外界展示各項成果。

與 BMW Group 合作打造未來工廠

「數位孿生」的概念幾乎對各行各業都產生了深遠的影響。

NVIDIA 在今年的 GTC 大會中展示了一個宏大又有遠見的願景,展現數位孿生的概念如何具體運用在汽車業中。

BMW 的未來工廠展示內容介紹了以數位孿生的方式,複製 BMW 在德國的一處裝配廠。以數位方式複製包括佈局、照明和機械的每一個細節,精準符合各種物理定律。

這種「數位模擬」即時以超高真實度及精準度來模擬整個工廠。BMW 利用這項模擬內容,可以重新設定裝配流水線,以最佳化調整工人的安全和效率、訓練工廠機器人執行任務,還有優化工廠營運流程的方方面面。

虛擬廚房,虛擬執行長

GTC21 大會最讓人驚喜的亮點,就是以虛擬方式完美複製黃仁勳家中的廚房 – 也就是過去三次疫情期間「廚房主題演講」的場地 – 再加上執行長本人的數位複製分身。

這個展示內容是 GTC 大會所代表的縮影:將 NVIDIA 深度學習與圖形研究團隊的成果,以及多支工程團隊及 NVIDIA 內部出色的創意團隊全都結合起來。

團隊為了建立黃仁勳先生的虛擬分身,對他進行了全臉及全身掃描,建立一個 3D 模型,接著訓練一個人工智慧來模仿他的手勢和表情,再套用一些人工智慧的魔法,讓這個數位複製人更顯逼真。

然後把黃仁勳先生的數位分身置入他府上廚房的複製場景內,在 Omniverse 平台中對這個複製的廚房進行解構,以顯示出全息甲板,這個舉動讓觀眾大吃一驚,開始好奇這場主題演講裡,有多少部分是真的,又有多少部分是渲染出的虛擬畫面。

Lebaredian 說:「NVIDIA 最早是為自己打造 Omniverse 平台,想要把現有的 3D 工具連接起來,以實現我們現在所說的元宇宙(metaverse)。」

我們之中會有愈來愈多的人有能力做到這一點,加快進行更多我們一起做的事情。如果我們做的好,從現在開始,接下來的二十年我們都會在 Omniverse 平台上執行各種工作。」Lebaredian 說。