智東西（公眾號：zhidxcom）

作者 | ZeR0

編輯 | 漠影

1993年，是英偉達誕生之年，是Web大規模普及的一年，也是電影《侏羅紀公園》問世的一年，預示著3D計算機圖形時代的到來。

智東西8月10日報道，在今日舉行的計算機圖形學年會SIGGRAPH上，英偉達Omniverse和模擬技術副總裁Rev Lebaredian談到自1993年以來，2022年將是計算機圖形行業最大的轉折點，今年的SIGGRAPH“可能將載入史冊”。

在SIGGRAPH的主題演講期間，英偉達宣佈了一系列由AI驅動的元宇宙新工具，包括實時協作與模擬平臺Omniverse的新版本、能幫助開發者更快構建高質量虛擬人的Avatar雲引擎，並公佈一項將“元宇宙語言”USD應用於工業元宇宙的多年發展路線圖。

今天，英偉達已經是專注於3D計算機圖形學的最重要的公司之一。

英偉達創始人兼CEO黃仁勳說：“人工智慧和計算機圖形學的結合將為元宇宙提供動力，即網際網路的下一次演變。”Rev Lebaredian亦談道：“我們看到的是網際網路新時代的開始，一個被廣泛稱作「元宇宙」的時代。”

迄今為止，我們看到的元宇宙概念依然龐雜，整個生態還處於混沌階段。不過短暫的混亂並不會影響長遠的走向，整個資訊科技產業都在走向虛實結合，並將影響力輻射至各行各業。因此英偉達所擅長的圖形渲染、人工智慧（AI）計算等能力，未來將持續有很大的增長空間。

在此前多數公開場合中，英偉達並不經常談論“元宇宙”這個概念，但從它近年的佈局可以看到，在構建元宇宙所需的軟硬體基礎設施佈局上，英偉達已經走得相當之遠。

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虛擬形象的邊界正在迅速擴充套件，從遊戲界發展向娛樂、銀行、交通和酒店等更多行業。如今，遊戲中的虛擬形象愈發逼真生動，虛擬人唱歌跳舞、帶貨直播、客戶服務也不是什麼鮮見的事。

但要打造足夠逼真的、神態自然、能與人類流暢互動的虛擬人，對技術有較高的要求。

而英偉達正在做的事，就是設法降低虛擬人、虛擬化身、3D虛擬頭像的開發門檻。

為此，英偉達今天釋出了一個用於高效建立和部署3D虛擬形象的雲原生AI模型和服務——Omniverse Avatar Cloud Engine（ACE）。

ACE建立在英偉達的統一計算框架基礎之上，內建有許多複雜的AI技術，為使用者提供豐富的軟體工具和API。

它基本覆蓋了虛擬人所需的各種核心功能，如實現理解多種語言、響應語音提示、智慧影片分析、高效能推薦系統、與環境互動並提供智慧建議等等。這些工具使開發者足以解鎖互動式虛擬人所需的大部分技能，並做到先進水平。

比如ACE內建的AI工具Audio2Face，可以用音訊檔案直接建立面部動畫，並提供有推理和生成逼真情緒的新功能；Audio2Gesture能用能用音訊檔案生成逼真的身體姿勢動作；Project Tokkio則能提供視覺、感知和智慧對話能力，讓虛擬形象提供建議、提高餐廳等場所的客戶服務水平。

藉助此類工具，虛擬人可以具備像真實人類一樣複雜的面部資訊、流暢自然的表情和動作，以及與說話內容契合的口型。

ACE的模型和服務都在雲端，因此企業不用擔心算力問題，任何規模的企業都可以立即獲得構建部署虛擬形象所需的大規模算力。

這對遊戲、聊天機器人、虛擬人、數字孿生和虛擬世界的大規模生產工作都會很有幫助。

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在元宇宙熱潮爆發前，英偉達的Omniverse平臺就在持續打磨和預熱。如今該平臺在構建虛擬世界方面的價值日益凸顯，這也成為黃仁勳頗具遠見性的又一例證。在本屆SIGGRAPH上，黃仁勳公佈了Omniverse的新版本。

Omniverse是一個用於構建虛擬世界的多GPU可擴充套件計算平臺，已被全球約700家領先的公司用於改進建築和產品設計、簡化視覺效果工作流程以及構建工廠、城市和地球的數字孿生。黃仁勳將其描述為“一個USD平臺，一個構建元宇宙應用的工具包，一個執行虛擬世界的計算引擎”。

此次針對Omniverse的擴充套件包括多項AI工具和功能，它們讓藝術家、開發者和工程師能夠比以往更加輕鬆地構建虛擬世界和內容，並且更加無縫地連線當今領先的3D應用。

其中，Omniverse Kit是用於構建本地Omniverse擴充套件和應用程式的工具包，裡面用於最佳化物理模擬的PhysX和提高3D工作流程協作效率的OmniLive Workflows均得到更新；Omniverse Machinima則用於輕鬆構建3D電影和動畫電影，裡面有來自數百個遊戲的全新免費3D資產。

我們使用谷歌、百度等搜尋引擎查資料已經是家常便飯，英偉達同樣打造了一款專門用來查詢3D視覺資料的搜尋引擎DeepSearch。

DeepSearch利用AI技術，準確地在龐大的、未標記的3D視覺資產資料庫中進行搜尋。使用者用自然語言文字就能在DeepSearch上進行搜尋。目前該搜尋引擎已面向Omniverse Enterprise客戶開放。

物理機器學習框架NVIDIA Modulus現在也可以用作Omniverse擴充套件程式。之前科學家和工程師用這個框架建立數字孿生。

經Modulus訓練的物理機器學習模型能提供近實時的效能，根據不同的應用，其速度可提高4000甚至100000倍，並且具有前所未有、更接近高保真模擬的準確性。

此外，英偉達與工業、設計、模擬和CAD軟體生態系統中的合作伙伴一同釋出了11個新的Omniverse聯結器（Connector），這些基於USD的外掛進一步向工業界和科學界的公司開放Omniverse工作流程。Omniverse USD生態系統中的聯結器總數現已達到112個。這些聯結器將進一步解鎖元宇宙工作流程。

英偉達還發布了多項核心模擬模擬技術的重大更新。這些技術在元宇宙世界中用於表示材質、物理和光線。NVIDIA MDL材質標準一直支援物理級精確的3D材質表現，現已完全開源，使開發者能夠為任何渲染器帶來材質定義語言支援。

其他新發布還有下一代OpenVDB（儲存體積資料開源庫）NeuralVDB，它能為稀疏體積資料集帶來了AI和GPU最佳化，並將這些海量資料集的記憶體佔用率降低了多達100倍。

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通用場景描述（USD）一種3D世界的開源和可擴充套件語言，是在動畫和視覺效果工作流程中實現3D資料交換標準化的一種方式。

USD在視覺特效和動畫、工業、設計和科學應用等方面都呈現出快速增長的勢頭。媒體、遊戲、機器人、工業自動化、零售和百貨行業的創新者已經開始將USD作為他們首選的元宇宙語言。

今日，英偉達宣佈了一項發展USD的大型計劃，準備將USD發展成為開放元宇宙和3D網際網路的基礎。其計劃包括讓所有國家和語言的使用者都能參與USD的國際字元支援、實現城市規模和行星規模數字孿生的地理空間座標支援，以及實現數字孿生與物理世界同步發展的物聯網資料實時流式傳輸。

英偉達將與USD的發明者皮克斯以及Adobe、Autodesk、西門子等多家行業內領先的企業合作，實施一項多年發展路線圖，將USD的功能擴充套件到視覺效果應用之外，使其能夠更好地支援建築、工程、製造業、科學計算、機器人、工業數字孿生等領域的工業元宇宙應用，助力3D藝術家、設計師、開發者等人員，在構建虛擬世界時能夠在不同的工作流程和應用中進行協作。

“USD是皮克斯動畫製作流程的基石。”皮克斯動畫工作室首席技術官Steve May認為，“英偉達將幫助USD發展成為完全可互操作3D平臺的開放基礎，造福所有行業。”

工業巨頭西門子就在跟英偉達合作實現未來的設計、工程和協作空間——工業元宇宙。西門子數字工業首席技術官Dirk Didascalou說：“我們十分高興能在西門子Xcelerator平臺上支援USD，並計劃與英偉達合作開發下一代USD格式。”

沃爾沃汽車高階視覺化專家Mattias Wikenmalm 亦認可USD的巨大發展前景：“沃爾沃在第一時間瞭解到開放、可擴充套件、可互操作的3D場景描述對我們元宇宙專案的價值。透過保持統一的資產來源並實現它們在不同虛擬世界之間的交換，沃爾沃將打造出真正無縫的3D網際網路消費者應用。

為了加速USD的開發和採用，英偉達宣佈開發一個開放的

USD

相容性測試和認證套件

，開發者可以自由使用該套件來測試他們使用USD構建的專案並驗證結果是否符合預期。

此外，英偉達正在釋出一系列免費資源來加速USD的採用範圍，其中包括數千種專門用於幫助不具備3D專業知識的使用者構建開放虛擬世界的USD資產。英偉達還提供數百個可按需選擇的教程、文件和開發者工具來幫助普及USD教育。

NVIDIA還宣佈投資構建能夠將流行的3D軟體生態系統連線到NVIDIA Omniverse的USD外掛。

NVIDIA還在SIGGRAPH上彙集了USD生態系統中的數百名工程和產品負責人，並組成工作委員會，幫助NVIDIA調整USD開發的優先事項並獲取關於重點開發方向的反饋。

目前，Adobe、Autodesk、皮克斯和西門子等眾多公司都在為USD的發展提供幫助和支援。

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為了進一步簡化虛擬世界建模過程，提高建模速度，英偉達釋出了多個使用AI和神經圖形標準研究的軟體開發工具包。

神經圖形用於模擬和渲染一個動態的虛擬世界。英偉達人工智慧研究副總裁Sanja Fidler說：“神經圖形將人工智慧和圖形交織在一起，為未來適合從資料中學習的圖形流水線鋪平了道路。”

構建虛擬世界，3D內容創作是關鍵部分。而神經圖形旨在引導內容創造者為元宇宙世界創造“有趣的內容”，不僅是藝術家，社交媒體使用者也可以藉助它來輕鬆地據照片建立3D內容。

一個應用例子是將掃描的2D影象帶入虛擬現實。Fidler談道，以前要做件事，藝術家必須使用不同的工具，很費時，而英偉達的“神經重建”過程將其變成了一個統一框架。

藉助英偉達研發的軟體Instant NeRF，藝術家可以用攝像頭掃描並使用神經圖形進行快速捕捉，從2D影象建立物體或場景的3D模型，並可以立即將其匯入虛擬世界。

英偉達新發布的Kaolin Wisp，是深度學習工具庫Kaolin的補充，能讓工程師幾天內就實施新的訓練模式；還有用AI大幅減少3D模型資料記憶體佔用的NeuralVDB，這是對體積資料儲存OpenVDB行業標準的改進。

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從今年英偉達在SIGGRAPH上的主題演講，我們可以看到英偉達已經將支撐元宇宙所需的技術及產品，視作拉動未來增長的重要引擎。

元宇宙也被稱作“3D版網際網路”，而如果要讓它像現在大多數上網使用者都非常習慣的網際網路，那麼它必須具備讓普通使用者也能輕鬆獲取、構建3D內容的基礎條件。

現在，英偉達顯然正試圖接過這一重任。

英偉達提供的Omniverse平臺以及一系列元宇宙構建相關工具，都在為開發者提供打通物理世界和虛擬世界之間的便捷工具，即讓虛擬人、虛擬物體、虛擬世界的建立都更便捷，同時更加趨近於真實的世界。

這些軟體工具越是好用，就越是會吸引更多開發者進入英偉達的生態、採購英偉達的硬體產品，從而推動英偉達的業績走向新的高度。

在圖形處理時代和人工智慧時代，英偉達都是底層硬體基礎設施的核心供應商，隨著人們準備邁向元宇宙時代，英偉達同樣雄心勃勃，意圖佔據硬體中心之位。

正如NVIDIA Omniverse和模擬模擬技術副總裁Rev Lebaredian所言：“元宇宙蘊含的商機價值數萬億美元，任何企業機構都不願錯過它。”