在 NVIDIA Omniverse 中，構(gòu)建基于 USD 的仿真和模擬就緒型 3D 資產(chǎn)

大量企業(yè)正在利用數(shù)字孿生改進(jìn)其產(chǎn)品和服務(wù)。數(shù)字孿生可用于復(fù)雜的工廠和倉庫模擬，或用于了解產(chǎn)品的實(shí)際外觀和性能表現(xiàn)。但許多企業(yè)并不了解如何在 3D 模擬和仿真環(huán)境中，更大地發(fā)揮其現(xiàn)有 3D 藝術(shù)資產(chǎn)的價(jià)值。

現(xiàn)有的 3D 資產(chǎn)僅能用于表示物體的外觀，對于下一輪行業(yè)及人工智能（AI）浪潮來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。由于 3D 藝術(shù)資產(chǎn)主要是為實(shí)現(xiàn)可視化而設(shè)計(jì)，因而除數(shù)字保真度外，這些資產(chǎn)并不包含模擬和仿真所需的元數(shù)據(jù)。此外，由于藝術(shù)資產(chǎn)文件格式多樣，研究者需耗費(fèi)大量時(shí)間組裝數(shù)據(jù)集，管理難度也會(huì)相應(yīng)增加。

為幫助全球各行各業(yè)構(gòu)建更加逼真的數(shù)字孿生和虛擬世界，NVIDIA 推出了全新 3D 資產(chǎn)— NVIDIA Omniverse SimReady。用戶可以使用 NVIDIA Omniverse SimReady 創(chuàng)建逼真的 3D 藝術(shù)資產(chǎn)，基于其令人驚嘆的全保真渲染技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)逼真、精確的現(xiàn)實(shí)世界模擬。

NVIDIA Omniverse SimReady 不僅僅是面向 3D 對象的資產(chǎn)，即具有精確的物理屬性和物理行為，以及基于通用場景描述（USD）構(gòu)建的互聯(lián)數(shù)據(jù)流。同時(shí)，此類資產(chǎn)還包括帶有附加元數(shù)據(jù)的內(nèi)容，這些元數(shù)據(jù)功能強(qiáng)大，可插入至任何模擬和仿真環(huán)境中，呈現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)世界并無二致的性能表現(xiàn)。最重要的一點(diǎn)是，團(tuán)隊(duì)可利用 SimReady 使其內(nèi)容庫保持一致性。

資產(chǎn)模擬要求

為運(yùn)用模擬和仿真技術(shù)，3D 藝術(shù)資產(chǎn)需要擁有特定的元數(shù)據(jù)，以幫助模擬器了解模擬和仿真對象應(yīng)具備的性能。此類元數(shù)據(jù)包括：

• 語義標(biāo)簽

• 合成數(shù)據(jù)生成

• 非視覺傳感器的支持

• 物理學(xué)和基于物理學(xué)的行為

Omniverse 中的 USD SimReady 叉車模擬

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語義標(biāo)簽

語義標(biāo)簽用于定義模擬和模擬環(huán)境呈現(xiàn)的對象，其最基本的形式為：模擬器內(nèi)各元素之間不同的分類、結(jié)構(gòu)和本體。

更確切地說，語義標(biāo)簽?zāi)芤钥深A(yù)測的一致方式識(shí)別 3D 模型的各種組件，以幫助用戶訓(xùn)練模擬算法。這些標(biāo)簽可為計(jì)算機(jī)提供真實(shí)信息，以幫助其理解模擬和仿真環(huán)境，并針對動(dòng)態(tài)事件進(jìn)行訓(xùn)練以便獲得與現(xiàn)實(shí)一致的預(yù)測結(jié)果。

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合成數(shù)據(jù)生成

合成數(shù)據(jù)生成用于創(chuàng)建各種場景并實(shí)現(xiàn)場景隨機(jī)化，以便圍繞計(jì)算機(jī)視覺等特定目標(biāo)來訓(xùn)練仿真模型。照明、材質(zhì)變化、姿態(tài)、遮擋等多方面的合成數(shù)據(jù)都有助于實(shí)現(xiàn)隨機(jī)化。

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傳感器支持

傳感器支持可用于幫助模擬器了解各類設(shè)備中的計(jì)算機(jī)如何看待現(xiàn)實(shí)世界。各類傳感器如激光雷達(dá)和雷達(dá)等非視覺傳感器、置于機(jī)器人外圍的接觸式傳感器等，均可集成至相應(yīng)設(shè)備中，用以分析和理解其所處的環(huán)境。

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物理學(xué)和基于物理學(xué)的行為

物理學(xué)和基于物理學(xué)的行為可幫助模擬器，根據(jù)質(zhì)量、重心和材質(zhì)的摩擦力等屬性，了解模擬和仿真對象的實(shí)際性能。此外，物理學(xué)和基于物理學(xué)的行為，還可以用來模擬碰撞等場景，開發(fā)人員可由此確保模擬和仿真對象的行為和互動(dòng)方式符合物理學(xué)原理。

推動(dòng) SimReady 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步發(fā)展

核心的仿真元數(shù)據(jù)是默認(rèn)包含于 SimReady 資產(chǎn)之中，用戶可在導(dǎo)入藝術(shù)素材后輕松訪問這些元數(shù)據(jù)。語義標(biāo)簽是基礎(chǔ)，如若沒有這些標(biāo)簽，就很難或幾乎不可能知道如何分割數(shù)據(jù)集，而具有碰撞網(wǎng)格的物理學(xué)是各個(gè)藝術(shù)資產(chǎn)的核心組成部分。此外，模擬系統(tǒng)還能通過自動(dòng)分配的物理材質(zhì)，了解正在與之進(jìn)行交互的材質(zhì)的性質(zhì)。

SimReady 模型并不是內(nèi)容單一的“文件”，而是利用了 USD 的模塊化特性及其靈活性所組成的、包含了資產(chǎn)不同方面的系列文件。USD 的模塊化特性可確保所構(gòu)建的內(nèi)容能在未來實(shí)現(xiàn)無損更新，變得更為穩(wěn)健。

隨著 SimReady 基于 3D 工作流標(biāo)準(zhǔn)不斷發(fā)展，這些 3D 藝術(shù)資產(chǎn)將用于加速全球各行各業(yè)數(shù)字孿生與虛擬世界的發(fā)展，包括用于了解最佳的工廠裝配線設(shè)計(jì)、追蹤庫存和流程進(jìn)展、訓(xùn)練自主機(jī)器與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)等。SimReady 將能夠簡化各行業(yè)模擬和仿真的流程，提高行業(yè)效率。

開始使用 SimReady

SimReady 資產(chǎn)用途廣泛，可用于自動(dòng)駕駛、機(jī)器人以及倉庫、數(shù)據(jù)中心和零售店的數(shù)字孿生等。這些模擬和仿真均可在 NVIDIA Omniverse 中實(shí)現(xiàn)，您可以使用 NVIDIA Omniverse 平臺(tái)模擬大型場景，為行業(yè)工作流帶來新的可能性。

參與 NVIDIA GTC 大會(huì)

如需進(jìn)一步了解 SimReady 藝術(shù)資產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用，您可以免費(fèi)報(bào)名參加 NVIDIA GTC 大會(huì)，并將“如何構(gòu)建仿真和模擬就緒型 USD 3D 資產(chǎn)”這一分會(huì)加入日程。本次 GTC 大會(huì)還將開設(shè)面向開發(fā)者的、有關(guān)構(gòu)建元宇宙應(yīng)用、擴(kuò)展程序和微服務(wù)的分會(huì)。

Omniverse 相關(guān)資源

觀看以下關(guān)于 SimReady 與 NVIDIA PhysX 資產(chǎn)的簡短演示視頻，進(jìn)一步了解如何在 Omniverse 中使用相關(guān)資產(chǎn)：

您還可以訪問 Omniverse 資源中心的文檔和教程，了解開發(fā)者如何利用 Omniverse 平臺(tái)構(gòu)建基于 USD 的應(yīng)用和擴(kuò)展程序。

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