數字化正在革新各行各業，旨在打破傳統邊界，加速技術融合，并推動新的産業融合。數字化的時代，是一個實體實體和數字世界交融的時代。而 NVIDIA Omniverse™ 則是這一變革中的重要推動者，通過連接配接數字與實體世界來賦能數字化程序。
NVIDIA Omniverse :
AI 和數字化時代的橋梁，連接配接虛拟和現實
3D 世界正在迎來設計、模拟和 AI 進步的新時代。NVIDIA Omniverse 是 NVIDIA 推出的一個易于擴充的開放式計算平台，專為虛拟協作和實體級精确的實時模拟打造。它能夠為創作者、設計師、工程師提供一個共享的虛拟空間實作無縫協作，開發者和企業技術人員能夠基于 Omniverse 自定義和增強應用程式，加速工作流程和項目。自 Omniverse 平台推出以來，NVIDIA 一直在持續更新、不斷疊代，使其能夠更加廣泛地賦能企業創新流程和數字化轉型。
在 GTC 2024 大會上，NVIDIA 宣布将以 API 形式提供 NVIDlA Omniverse™ Cloud，将該先進的工業數字孿生應用和工作流建立平台的覆寫範圍擴充至整個軟體制造商生态系統。借助五個全新 Omniverse Cloud 應用程式設計接口（API），開發者能夠輕松地将 Omniverse 的核心技術直接內建到現有的數字孿生設計與自動化軟體應用中，或是內建到用于測試和驗證機器人或自動駕駛汽車等自主機器的仿真工作流中。同時，基于 Omniverse Cloud APIs 建構的全新軟體架構，開發人員能夠輕松地将他們的 OpenUSD 工業場景從内容建立應用程式發送到 NVIDIA 圖形傳遞網絡（GDN），并将先進的3D 體驗流式傳輸到 Apple Vision Pro。
Omniverse 目前已經在多個領域獲得企業級采用，包括數字人建立、數字孿生工廠、自動駕駛等。它不僅僅是一個簡單的軟體工具，而是連接配接實體和虛拟世界的橋梁，一個彙聚創意和技術的舞台。
Omniverse 平台的核心功能和特性主要包含以下幾個方面：
- 可擴充的可視化和模拟：借助 NVIDIA RTX™ 和 AI 技術，Omniverse 能夠提供逼真的光線追蹤效果，建立全保真的産品可視化和模拟環境。無論是遊戲開發、建築可視化還是影視制作，都可以受益于 Omniverse 打造的實體精度視覺效果帶來的出色體驗。
- 資料互操作性：在 Omniverse 平台中，可以解鎖無損、可互操作的工作流程，減少不同軟體和應用程式之間的資料傳輸和導入/導出，實作無縫內建。這意味着，無論使用者使用的 Autodesk Maya，還是 Blender，或者是其他任何支援 Omniverse 的程式，都可以在 Omniverse 平台上實作關聯，無需擔心相容性問題。
- 子產品化的生态系統和易于使用的開發工具： Omniverse 平台采用靈活的子產品化平台，使用者可以基于圖形或 Python 的低代碼，快速建立和部署自定義工作流程和應用程式，而無需大量操作程式設計知識。
- 内置人工智能：通過預測功能和自然語言處理能夠自動執行重複任務。從自動駕駛汽車的仿真測試到機器人的行為程式設計，Omniverse 能夠提供一個安全的“試驗場”。
OpenUSD：通往未來的 3D 生态系統
如果說 Omniverse 是橋梁，那麼通用場景描述（OpenUSD）則是地基，它是Omniverse的基礎，是一個用于在 3D 世界中進行描述、合成、仿真和協作的可擴充架構和生态系統。
皮克斯在 2012 年推出了 USD（Universal Scene Description，通用場景描述），它是一款開放式 API 的通用場景描述工具，用于在虛拟世界中建立、編輯、查詢、渲染、協作和模拟真實世界的場景。
USD 于 2016 年開源，由于其具有各種強大的功能，它不僅在視覺效果領域得到廣泛應用，還應用于建築、工程、設計、零售、機器人、制造和其他領域。OpenUSD 不僅僅是一種檔案格式，還是一個開放、強大、易于擴充的世界組合架構，帶有用于在虛拟世界中進行建立、編輯、查詢、渲染、模拟和協作的 API。
▲ OpenUSD 示意圖
展示了其作為一項大規模工業流程技術的強大功能
OpenUSD 之是以能夠成為開放标準，得益于其四大獨特優勢，作為 3D 資料模組化和資源交換的強大利器，可實作高度可擴充性，并滿足虛拟世界的需求。
合成引擎
OpenUSD 的高效引用和分層功能使團隊能夠對項目進行實時無損編輯，并保留所有源内容，實作協作工作流程的疊代。這讓使用者可以通過該系統開展實時協作而不會互相影響。例如，一位藝術家在為一個場景模組化的同時，其他藝術家可以為該場景打光。
自定義模式
OpenUSD的資料模型可通過自定義模式進行擴充，OpenUSD 已經将幾何圖形和着色等核心模式做了綁定。NVIDIA 還與皮克斯和蘋果公司合作，建立了基于剛體實體運動的模式，并且還在探索其他自定義模式，以進一步擴充數字孿生和虛拟世界的生态系統。
資産解析器和資料存儲
OpenUSD資料不會依賴于檔案系統或與其他永久性存儲綁定，甚至可以按程式生成。這是由 OpenUSD 的插件系統實作的，該系統支援 NVIDIA Omniverse™ Nuclues 等資産解析器以及 OBJ 等檔案格式。
Hydra
Hydra 最初被設計為OpenUSD 輸入場景圖與 RTX 等輸出渲染器之間的抽象層，現已演進為用于處理組合場景圖和運作時的通用架構。Hydra 的主要優勢之一是它不與任何單一運作時資料布局緊密耦合，這讓 NVIDIA Omniverse 能夠将組合後的 OpenUSD 編譯為深度向量化的資料布局，即 Fabric。這就意味着，如果渲染器适配了 Hydra，就可以支援 OpenUSD。借助 Hydra，OpenUSD 可以為不同的渲染器諸如 Pixar Storm 和 RenderMan 等提供開箱即用的服務。
基于 OpenUSD 高度的靈活性、可擴充、可協作及可定制化的特性，使得高保真和精确的模拟真實世界成為可能，未來的 3D 世界需要一個等同于 HTML 的方式來高度詳細地描述各個互相連接配接的應用程式。NVIDIA Omniverse 是用于建立和操作元宇宙應用程式的平台，OpenUSD 是 NVIDIA Omniverse 的基礎。NVIDIA Omniverse 完全基于 OpenUSD 建構，這是一個開放且可擴充的生态系統，用于在 3D 世界中進行合成、模拟和協作。
使用 Omniverse 和 OpenUSD 建構工作流
NVIDIA 正在與合作夥伴和開源社群通力合作，以確定 USD 經過優化并為所有人開放使用，NVIDIA 與 Pixar、Adobe、Apple、和 Autodesk 共同成立OpenUSD 聯盟（AOUSD）并緻力于促進 USD 的标準化、開發、演進和發展。而随着十多名新成員（Cesium、Chaos、Epic Games、Foundry、Hexagon、IKEA、Lowe's、Meta、OTOY、SideFX、Spatial 和 Unity）的加入，OpenUSD 的功能性和相容性将進一步提高，不僅支援建構虛拟世界過程中的各種需求，如幾何體、錄影機、燈光和材質等更加逼真的呈現，還完成了數字工具的全棧布局，成為 3D 互聯的中心樞紐。
從建立汽車工廠數字孿生到建構自定義場景操作工具，以及進階動畫制作，OpenUSD 和 Omniverse 正廣泛應用于加速各種 3D 工作流程，包括應用于 3D 模型生成、3D 叙事、AI 生成的數字藝術、自定義工具開發、工業數字化、多應用協作等。