在近日举行的GTC 2022 春季大会上，英伟达Omniverse用数量众多的新品、生态发展、应用颠覆了此前它的范畴。这一方面让以Omniverse为核心的“工程师的元宇宙”的前景明晰起来，另一方面也让我们开始可以用各种角色加入到这场变革中来。而我们参与这场变革的第一步，显然是需要认识支撑这场变革的一系列支柱。
工程师们的元宇宙
对于元宇宙，我们最爱问的问题，也许就是它究竟是什么样子。而此次大会上，NVIDIA 创始人兼首席执行官黄仁勋用一句话概括了Omniverse元宇宙的雏形：“在扩展到巨大的规模之后，数字孪生就能成为一个与物理世界相连的虚拟世界。这代表着互联网的新一轮进化。”
NVIDIA 创始人兼首席执行官黄仁勋
在现实世界中，真实的世界是被折叠成大量平行世界，这个特性可能会被带进元宇宙的虚拟世界里。这样虚拟世界也被分成由不同世界所组成的层面。同时，虚拟世界也会寻找到新的载体，当人类与新载体共同完成某项工作时，虚拟世界不仅得到了延展，还与现实世界混为一体。就是这个转变，让元宇宙的价值体现了出来。
黄仁勋分享了这个时代的愿景，即以工业规模创造智能，并将其融入真实和虚拟世界里。这将革新价值万亿美元的行业，并有望解决“我们这个时代的重大挑战”。在这个过程之中，Omniverse从产品形态到相关的支撑技术，都在经历一场进化。
Omniverse的第一个进化来源于它的云化，这项进化允许来自数十亿台设备的用户进行3D设计协作和模拟。而随着NVIDIA RTX A5500、A4500、A500等硬件赋予用户终端更强的算力，Omniverse元宇宙里正越来越强地体现出元宇宙的随时随地的特性。
当Omniverse与物理仿真技术和AI结合在一起时，会产生什么效果呢?Omniverse将在多种规模的事物上实现数字孪生，小到智能汽车，或者一个工厂、一座城市，甚至整个地球。事实上，这个过程现在借助一些能力就可以实现。黄仁勋介绍说：“科学家们预测，要想有效地模拟区域气候变化，需要比现在强大十亿倍的超级计算机。NVIDIA 将通过全球第一台AI数字孪生超级计算机Earth-2来应对这一巨大挑战，并发明新的AI和计算技术，加速实现十亿部的性能飞跃。”
当虚拟世界变得足够智能时，它就可以把这种智能传导给新的载体，这些载体可能是智能机器人，也可能是自动驾驶的汽车。完成这个转化过程的，除了NVIDIA Omniverse之外，还有此次新发布的NVIDIA OVX系统，它们共同创造出“以行动为导向的AI”。而基于这些技术，OVX将使用Omniverse数字孪生进行大规模模拟，使多个自主系统在同一时空中运行。于是，现代化订单履行中心正在变成一座由人类和机器人共同运作的设施。
需要特别说明的一点是，随着Omniverse平台的技术进步，其生态也正处于加速成长之中，生态中的用户会创新性地产出更具创意的应用。换句话说，Omniverse元宇宙存在太多的可能性。而要进入这个世界，就先要从了解支撑这个世界的几个支柱开始。
云的力量
Omniverse的云化是支柱之一，它来自于本次发布的Omniverse Cloud，这套云服务能够让艺术家、创作者、设计师和开发者即时访问NVIDIA Omniverse平台。
它包括了Nucleus Cloud、Omniverse Create和View等几种服务。其中，Nucleus Cloud可以使艺术家能够从任意地点访问和编辑大型3D场景，并且无需传输大量数据集;Omniverse Create使技术设计师、艺术家和创作者能够一同实时构建3D世界;借助云端 NVIDIA RTX GPU 驱动的 NVIDIA GeForce NOW 平台来流式传输完整的模拟和渲染功能，View可以让非技术用户查看 Omniverse 场景。
通过 Omniverse Cloud，创作者可以在任意地点对存储在 Nucleus Cloud 中的模型进行迭代、共享和协作，并通过发送链接即时邀请其他合作者加入会话。没有高端 GeForce 或 NVIDIA RTX 系统或者不愿建立IT基础架构的用户或团队只需订阅 Omniverse Cloud 计划，就可以使用Omniverse Create和View的全部功能。
虽然Omniverse Cloud的完整服务套件目前正在开发中，但透过它我们依然已经可以想见Omniverse Cloud在未来几年内的面貌。如果说USD统一了文件格式，让Omniverse通过设计师们的协同而创建了工程师元宇宙的雏形，那么Omniverse Cloud显然放大了这个雏形，让这个虚拟世界变得更辽阔。
尽管Omniverse Cloud的完整服务套件还处于开发阶段，但并不等于说它没有被应用。
KPF是Omniverse的早期用户，在建筑领域里KPF一直在应用Omniverse。在建筑行业内，用户不仅需要边建设边设计大楼建成以后的样子，还需要通过使用真实世界模拟，在真正投入建造之前，将各种测试和场景应用于相应的大楼。而类似的应用一直是KPF的Omniverse应用方向。
谈起Omniverse Cloud，KPF 建筑事务所(Kohn Pedersen Fox Associates，KPF)应用研究总监 Cobus Bothma 表示：“KPF 是全球领先的建筑设计公司。我们十分重视设计师的无缝协作能力，让他们能够在需要时可以使用云优先技术。Omniverse Cloud完全符合我们的构想，它使我们的团队能够从任意设备、任意地点在 Omniverse 中开展工作，进一步提高我们的视觉和三维设计协作能力。”
仿真世界里的AI
黄仁勋在本次大会上表示，NVIDIA正全力投入于加速AI领域的新突破以及AI和机器学习在每个行业的应用。AI正在各个领域全面开花，包括新的架构、新的学习策略、规模更大、性能更强的模型、新的科学领域、新的应用、新的行业等。显然，AI也已经渗透进元宇宙当中。
这也正是本次发布的用于驱动大规模数字孪生的 NVIDIA OVX计算系统的使命。NVIDIA OVX 专为运行 NVIDIA Omniverse中的复杂数字孪生模拟而设计。它结合了高性能GPU加速计算、图形处理和 AI，并配备了高速存储访问、低延迟网络、精确计时，具备创建逼真数字孪生所需的性能。OVX 将被用于模拟复杂的数字孪生，以构建建筑、工厂、城市乃至整个世界的模型。
通过 OVX，设计师、工程师和规划人员将能构建物理级准确的建筑数字孪生或创建大规模的逼真模拟环境，并在真实世界和虚拟世界中实现精确的时间同步。企业可以在同一时空中评估和测试复杂的系统以及多个自主系统的交互流程，从而优化、扩大或创建更高效的工厂和仓库，或者在机器人和自动驾驶汽车部署到真实世界之前对其训练。
NVIDIA OVX也同样已在早期用户中落地。根据“德国数字铁路”(Digitale Schiene Deutschland)计划，DB Netze 正在 Omniverse 中构建德国国家铁路网的数字孪生，该数字孪生将被用于训练列车自动运行系统，并对铁路运输中的意外情况进行 AI 增强的预测分析。
DB Netze 铁路数字化主管 Annika Hundertmark 表示：“使用逼真的数字孪生来训练和测试 AI 列车将帮助我们开发出更加精确的感知系统，从而以最佳方式检测和应对事故。NVIDIA OVX 将在我们目前的项目中提供所需的规模、性能和算力，使我们能够生成用于密集型机器学习开发的数据，并操作这些高度复杂的模拟和场景。”
需要提及的还有本次新发布的用于科学计算的数字孪生平台。该平台可加速物理学机器学习模型，以超过以往数千倍的速度解决百万倍规模的科学和工程问题。这个用于科学计算的加速数字孪生平台由用于开发物理学机器学习神经网络模型的 NVIDIA Modulus AI 框架以及 NVIDIA Omniverse 3D 虚拟世界模拟平台组成。
该平台可以实时创建基于物理信息的交互式 AI 模拟以精确反映真实世界，使计算流体动力学等模拟的速度比传统工程模拟和设计优化工作流程方法加快1万倍。与以前的 AI 模型相比，研究者能够以更高的速度和精度对复杂的系统进行建模。
可能我们当中的不少人会对它感到陌生，但NVIDIA FourCastNet物理学机器学习模型能够模拟全球天气模式，预测飓风等极端天气事件，其实就是它在起作用。应用它，天气预测不但具有更高的置信度，而且比传统的数值预测模型快45000倍。此外，西门子歌美飒可再生能源公司(Siemens Gamesa Renewable Energy)也正在使用AI优化风力发电机的设计，其中依然可以看到它的身影。
NVIDIA Modulus训练一个神经网络，为数字孪生创建 AI 代理模型。该代理模型可以实时推理新的系统行为，实现动态、迭代的工作流程，并且在与Omniverse集成后可以实现可视化和实时交互式探索。这实际上就为Omniverse在智能制造领域的应用创造了更多的可能性。
现代科学的强大之处，在于其中一点的突破可以获得全体系中各种技术的支持，Omniverse的元宇宙世界也同样如此。例如本次新发布的Spectrum-4 交换机，它实现了纳秒级计时精度，相比普通毫秒级数据中心提升了五到六个数量级。当Spectrum 平台赋能NVIDIA Omniverse平台时，就能实现用于3D设计协作和模拟的精确空间和时间模拟。
因此，NVIDIA Omniverse平台作为一个应用方向，在英伟达所得到的，是全体系产品的支撑。英伟达最近的技术重心在AI上边，我们可以肯定地说，当元宇宙中被加入了AI，它不仅会面对一个万亿美元的庞大市场，更会在成长的过程中创造出更新、更酷的应用，让元宇宙本身的世界也因此而变得更加多彩。
