Omniverse教程: NVIDIA Omniverse入門指南

1. 起源

對于元宇宙，我們最愛問的問題，也許就是它究竟是什么樣子的？我們在現(xiàn)實(shí)世界中如何才能身臨其境于元宇宙？在 NVIDIA Omniverse 推出的這幾年里，元宇宙的概念逐漸變得清晰。

NVIDIA Omniverse 是為了構(gòu)建具有物理規(guī)則的虛擬世界而誕生的。OpenUSD 是 NVIDIA Omniverse 的基礎(chǔ)，這是一個(gè)用于連接和構(gòu)建 3D 工具與應(yīng)用的開發(fā)平臺。在今年 8 月份，NVIDIA 與皮克斯、Adobe、蘋果和 Autodesk 共同成立了 OpenUSD 聯(lián)盟，向著 3D 圖形、設(shè)計(jì)和模擬的新世紀(jì)邁出了一大步。OpenUSD 標(biāo)準(zhǔn)的制定將加快該框架的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)或元宇宙的 3D 演進(jìn)。

2. 走進(jìn) Omniverse

從動(dòng)畫電影的概念設(shè)計(jì)，到工廠的工業(yè)數(shù)字孿生，NVIDIA Omniverse 改變了團(tuán)隊(duì)構(gòu)建和運(yùn)營元宇宙應(yīng)用程序的方式。使用 3D 工作流程開展工作和創(chuàng)作是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，而且需要使用各種專用工具和自定義插件。借助通用場景描述（OpenUSD）和 NVIDIA Omniverse，可以輕松連接所需 3D 工具，打破數(shù)據(jù)孤島，并將團(tuán)隊(duì)成員聯(lián)系在一起，借此建立統(tǒng)一的素材工作流程，在數(shù)據(jù)和工具集之間實(shí)現(xiàn)互操作性。

3. Omniverse 平臺概述

NVIDIA Omniverse 是一個(gè)易于擴(kuò)展的開放式平臺，專為虛擬協(xié)作和物理級準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)模擬打造。創(chuàng)作者、設(shè)計(jì)師、研究人員和工程師可以將工具、資產(chǎn)和項(xiàng)目連接起來，從而在共享的虛擬空間中協(xié)作和迭代。開發(fā)人員和軟件提供商還可以在 Omniverse 平臺上構(gòu)建和銷售 Omniverse Extensions（擴(kuò)展程序）、Apps（應(yīng)用）、Connectors（連接器）和 Microservices（微服務(wù)），以擴(kuò)展其功能。

4. Omniverse 平臺組件

NVIDIA Omniverse 平臺旨在實(shí)現(xiàn)最大的靈活性和可擴(kuò)展性。該平臺由五個(gè)核心組件組成。

4.1核心組件

4.2其他組件

5. Omniverse 架構(gòu)

NVIDIA Omniverse 是 NVIDIA 的開放式圖形平臺，用于實(shí)時(shí)交換、協(xié)作和共享虛擬世界。Omniverse 旨在跨不同應(yīng)用程序和供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)通用互操作性。它提供高效的實(shí)時(shí)場景更新，并基于開放標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。Omniverse 旨在充當(dāng) hub，以便可以根據(jù)需要將新連接的功能公開給任何連接的客戶端和客戶端應(yīng)用程序。

NVIDIA Omniverse 由 5 個(gè)關(guān)鍵部分組成：NVIDIA Omniverse Nucleus、NVIDIA Omniverse Connect、NVIDIA Omniverse Kit、NVIDIA Omniverse RTX Renderer 和 NVIDIA Omniverse Simulation。這些部分將完整的 Omniverse 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)合在一起。

5.1End Users

對于終端用戶來說，可以將 NVIDIA Omniverse 概念構(gòu)成簡化為 Platform（平臺）、Apps（應(yīng)用程序）和 Connector（連接器）。Experiences 被集成在內(nèi)，創(chuàng)建并分解為行業(yè)特定的工作流程包。

為了滿足對各種內(nèi)容的需求，NVIDIA Omniverse 提供了一個(gè)不斷擴(kuò)展的連接器列表，可以通過插件直接從源 DCC 軟件同步內(nèi)容。

5.2Kit Stack

對于開發(fā)人員而言，NVIDIA Omniverse Kit 是程序集、應(yīng)用程序、擴(kuò)展程序、微服務(wù)、核心擴(kuò)展以及 Kit 本身的堆棧。

5.3模擬仿真

NVIDIA Omniverse 中的 Simulation（模擬）由 NVIDIA 一系列技術(shù)作為 Omniverse Kit 的插件或微服務(wù)提供。作為 Omniverse 提供的首批模擬工具之一， NVIDIA 開源物理模擬器 PhysX 廣泛用于電腦游戲中。參與模擬的物體及其屬性、任何約束條件和任何求解器參數(shù)都在自定義 USD 架構(gòu)中指定。Kit 提供編輯模擬設(shè)置、啟動(dòng)和停止模擬以及調(diào)整所有參數(shù)等功能。

5.4Omniverse Simulation 適用對象

NVIDIA Omniverse 可以幫助任何對模擬環(huán)境感興趣的人（包括但不僅限于）：

機(jī)器人技術(shù)

特殊效果

駕駛模擬

建筑、工程、施工與運(yùn)營（AECO）

影視（M&E）

游戲開發(fā)

合成數(shù)據(jù)生成（AI）

高性能計(jì)算可視化

6. 技術(shù)要求

6.1驅(qū)動(dòng)版本

6.2推薦的驅(qū)動(dòng)緩存大小

我們建議 Windows 用戶將其計(jì)算機(jī)上的 shader cache 大小增加到 10 GB。這樣做的原因是，每個(gè) NVIDIA Omniverse App（USD Presenter, USD Composer, Audio2Face, Machinima 等）需要不同的 shader cache，因此每個(gè) App 版本可以占用 250+ MB 的緩存空間。很容易達(dá)到默認(rèn)的 shader cache 大小限制，即設(shè)置為 1 GB。一旦達(dá)到默認(rèn)的 shader cache 大小限制，即 1 GB，可能就會(huì)遇到啟動(dòng)緩慢、性能問題和宕機(jī)。

要增加 shader cache，打開 NVIDIA 控制面板并增加 shader cache 限制。

6.3面向?qū)I(yè)工作站用戶的 NVIDIA RTX GPU 建議

6.3.1 Multi-App + Omniverse 3D 設(shè)計(jì)工作流程

6.3.2 Omniverse 臺式工作站用戶的推薦規(guī)格

6.3.3 注意

使用最新的驅(qū)動(dòng)程序更新 GPU，以確保其出色性能及 NVIDIA Omniverse 中的可用特性。

6.4面向 Studio 用戶的NVIDIA RTX GPU 建議

6.4.1 Omniverse Studio 用戶的推薦規(guī)格

6.4.2 最低配置建議（Apps）

6.4.3 注意

以上規(guī)格是建議的最低配置要求。配置更高、性能更強(qiáng)大的 GPU、CPU，以及容量更大的內(nèi)存（RAM）和/或硬盤空間都將有利于提升 NVIDIA Omniverse 性能。

審核編輯：劉清