元宇宙”火了，到底什么是“元宇宙”？

今年以来，“元宇宙”概念在科技圈火了起来，各路科技大厂纷纷入局。那么，问题来了，什么是“元宇宙”？

元宇宙是共享虚拟 3D 世界，或者是交互性、沉浸式和协作性的世界。正如物理宇宙是空间上互连的一系列世界，元宇宙也可以视为众多世界的集合。

大家都知道，“元宇宙”的概念初次进入大众视野来源于1992年科幻小说《雪崩》描绘的一个平行于现实世界的网络世界。而2018年电影《头号玩家》打造的“绿洲”场景，进一步唤醒了大家对“元宇宙”的向往。

大型在线社交游 戏（例如战术竞技类游 戏大作“堡垒之夜 (Fortnite)”）和用户创建的虚拟世界（例如“我的世界 (Minecraft)”和“机器砖块 (Roblox)”）体现了“元宇宙”的一些元素。在全球新冠肺炎疫情期间，视频会议工具让天各一方的同事能够顺畅沟通，也再次暗示了未来趋势。

但是，Neal Stephenson在《雪崩》中所构想的愿景远不止一款游 戏或视频会议应用程序那么简单。元宇宙平台不会与任何单一的数字及真实应用程序或场景绑定，正如虚拟场景持续存在，穿梭在其中的对象和身份也是如此，因此数字物品和身份可以通过增强现实从一个虚拟世界移动到另一个虚拟世界，甚至进入我们的现实世界。终，我们将讨论如何打造另一种现实、另一个世界，让它们与真实世界一样丰富。

NVIDIA的“元宇宙”平台

NVIDIA推出了为元宇宙建立提供基础的模拟和协作平台——NVIDIA Omniverse™，借助NVIDIA Omniverse，可以连接元宇宙，开展实际工作。

Omniverse的工作原理是什么？可以将其分为三大部分：

部分是Omniverse Nucleus。它是连接用户以及实现3D资产交换和场景描述的数据库引擎。连接后，负责建模、布局、着色、动画、照明、或渲染工作的设计师可以协作创建场景。

Omniverse Nucleus依赖于通用场景描述（USD），这是Pixar在2012年发明的一种交换框架。USD于2016年作为开源软件发布，提供丰富的通用语言，用于定义、包装、组装和编辑3D数据，供越来越多的行业和应用程序使用。多个用户可以连接到Nucleus，以USD代码段的形式传输和接收对自己场景的更改。

Omniverse的第二部分是合成、渲染和动画引擎，即虚拟世界的模拟。

例如，在Omniverse上的NVIDIA DRIVE Sim中可以模拟接近真实的世界。Omniverse是一款基于物理性质的全新构建平台。得益于NVIDIA RTX™图形技术，它可以实现完整路径追踪，实时模拟虚拟世界中每束光线的反射情况。

Omniverse通过NVIDIA PhysX模拟物理性质，并通过NVIDIA MDL（材质定义语言）模拟材质。内置的NVIDIA Omniverse Marbles at Night是基于物理性质的演示，由动态光线追踪光线和超过1亿个多边形创建。Omniverse与NVIDIA AI完全集成，成为了推动机器人发展的关键。Omniverse 是一款云原生平台，可以跨多个 GPU 扩展、基于任意 RTX 平台运行，以及向任意设备远程串流内容。

第三部分是NVIDIA CloudXR，其中包括客户端和服务器软件，用于将扩展现实内容从OpenVR应用程序串流至Android和Windows设备，从而让用户自如进入和退出Omniverse。

NVIDIA Omniverse 有望将现实与虚拟现实融为一体，可以借助虚拟现实进入Omniverse，而 AI 可以通过增强现实退出Omniverse。

元宇宙成为现实

NVIDIA于去年12月发布了Omniverse公测版，并于今年4月发布Omniverse Enterprise。各行各业的人士很快就将其投入使用。

Foster建筑事务所是一家具有传奇色彩的设计和建筑公司，曾设计过苹果公司的总部大楼和伦敦的圣玛丽艾克斯30号大楼（更广为人知的名称是“小黄瓜”）。在该公司，来自全球14个国家/地区的设计师在他们的Omniverse共享虚拟空间中共同创建建筑。

视觉效果先驱Industrial Light & Magic（工业光魔）正在测试Omniverse，整合多个工作室的内部和外部工具流程。借助Omniverse，他们能够协同实时渲染终镜头，并创建Holodeck之类的大型虚拟数据集。

跨国网络和电信公司Ericsson（爱立信）使用Omniverse实时模拟5G波传播，在人口密集的城市环境中更大限度地减少多路径干扰。

Ericsson使用Omniverse在人口密集的城市环境中进行实时5G波传播模拟。

基础设施工程软件公司Bentley Systems正在使用Omniverse在平台上创建一套应用程序。Bentley的iTwin平台创建了一个4D基础设施数字孪生，用于模拟基础设施资产的结构，然后在整个生命周期监控和优化其性能。

NVIDIA Omniverse的基本特征之一是遵循物理定律。Omniverse可以模拟粒子、液体、材质，甚至机器及其弹簧和线缆。在虚拟世界中为自然世界建模是机器人的一项基本功能。

它允许用户创建一个虚拟世界，在其中可以训练机器人（由AI大脑提供支持，可以通过真实或数字化环境不断学习）。未来，工厂将是机器人，它们在内部指挥大量机器人，制造的汽 车就是机器人本身。

元宇宙和NVIDIA Omniverse如何助力实现数字孪生

NVIDIA Omniverse为这些共享世界提供描述，以便人类和机器人可以连接这些世界并在其中协作，共创美好。

汽 车制造商宝马集团已经将该创意付诸实践。这家汽 车制造商每年生产 200 多万辆汽 车。在其非常先进的工厂中，该公司每分钟生产一辆汽 车。每辆汽 车的定制方式都各不相同。

黄教主直呼「A Work of Art」的BMW数字孪生虚拟工厂909 播放 · 2 赞同视宝马集团正在借助NVIDIA Omniverse打造未来工厂，这是在Omniverse中自始至终完全采用数字和模拟技术设计的出色“数字孪生”。采用Omniverse的工厂可以连接企业资源规划系统，模拟工厂的吞吐量。它可以模拟新的工厂布局。它甚至可以成为工厂员工的控制面板，员工可以通过向上接入机器人进行远程操作。运行虚拟工厂的AI和软件与运行实体工厂所用的相同。换句话说，虚拟工厂和实体工厂及其机器人将循环运营。他们如同双胞胎。

未来已来

Omniverse是用于构建元宇宙的“管道”。

这个开放式平台具有USD通用3D交换功能，可将生态系统成员连接到大型用户网络。NVIDIA已有12个Omniverse连接器，用于主要设计工具，另外还有40个正在开发中。Omniverse连接器SDK示例代码供开发者编写自己的连接器，现在已可下载。

NVIDIA Omniverse 公测版下载

重要的设计工具平台已经注册。NVIDIA 已经招揽来自全球大型行业的合作伙伴。这些行业包括媒体和娱乐；游 戏；建筑、工程和施工；制造、电信；基础设施；以及汽 车。

而运行Omniverse需要借助于NVIDIA RTX™ GPU，加速图形、光线追踪、AI和计算性能。

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那么，接下来又会如何发展呢？

NVIDIA表示，接下来是增加交互性和协作能力。更优质的屏幕、Oculus Quest之类的头戴式显示器，以及微软Hololens全息眼镜之类的混合现实设备，都是迈向更加全面的沉浸式体验的步骤。但至关重要的一点在于高保真模拟虚拟世界，传送到显示器。这就是NVIDIA Omniverse的意义所在。

写在后

借用科幻大师 William Gibson 的一句话：未来触手可及；只是没有均匀普及。在NVIDIA Omniverse助力下，元宇宙成为现实，有望将人类、AI 和机器人整合在神奇的新世界。