【Nvidia 2022新戰略1｜Metaverse】不只搶攻企業數位分身，更要打造逼真多元的Metaverse世界

「如果想用3D繪圖軟體模擬拿水倒入玻璃杯的動作，會有多難？」光是一個看似簡單持杯動作，一根手指模型設計就需要超過6千個四面體幾何結構組成，才能夠控制手指尖在玻璃接觸面上產生磨擦力，用磨擦力拿起水杯。杯體中更使用了粒子技術，來模擬液體從高處往下流入杯內的動態變化，半杯水需要使用超過2萬個水粒子，才能模擬出水在杯內流動的狀態，甚至要把所有動作模仿維妙維肖，背後需要考慮到許多技術細節，以及各種物理相互間的作用才能辦到。

這個倒水3D模擬畫面（如上面影片中所示），其實是今年4月GTC技術大會主題演講上，Nvidia執行長黃仁勳的一張投影簡報內容，甚至不只這張簡報，整場演講簡報中出現所有硬體產品、場景、圖表、影像，都是經過3D模擬效果，黃仁勳更有14秒的演講片段，是站在自家廚房介紹產品，也都是經過模擬合成，而不是真的本人在廚房講話。

Nvidia刻意不明講，直到3個月前一段當時幕後製作影片公開後，這件事才曝光，許多人驚覺到原來當天演講簡報和影片都是模擬效果，甚至連黃仁自己都是。所有簡報模擬和黃仁勳虛擬分身，都是在3D設計協作和模擬的Omniverse平臺中進行模擬製作和畫面渲染的成果，透過這項技術展示，也讓外界看見Omniverse在3D繪圖和物理模擬的出色表現。

尤其，近兩年，一種以架空世界概念興起的元宇宙（Metaverse）新趨勢，逐漸成為科技產業的熱門話題，包括微軟、Nvidia、臉書等許多網路或科技大廠都開始提及Metaverse，甚至前陣子臉書更將公司更名為Meta，高調宣誓要打造下一代的Metaverse社交世界。

但想要在實體世界之外打造出一個或多元Metaverse虛擬世界，未來更需要這種高精細度3D繪圖和物理模擬呈現技術，才能建造出不亞於真實世界的逼真場景和感官體驗，來提供人們彼此互動交流。

儘管整場GTC技術大會，黃仁勳都沒談論Metaverse，但會後一場線上記者會上，黃仁勳提出明確的發展策略方向。他表示，我們提供的是建立Metaverse世界所需的技術基礎設施，而不是應用程式平臺，「而Omniverse是一個設計引擎、技術引擎和技術平臺，是任何一家企業都能用的模擬虛擬世界引擎，不論是物流公司、社交平臺或消費娛樂等行業都能用。」他這麼說。

在黃仁勳眼中，未來虛擬世界規模將遠大實體世界，而且這樣的虛擬世界會很多，除了聚會和遊戲娛樂用途，許多虛擬世界將提供科學家研究、藝術創作和企業應用。例如人們可以在裡面買各種3D物件，就像在網路商店購買數位音樂或電子書，還能買房、買傢具和進行藝術創作。不同虛擬世界能彼此互動，透過USD資料交換格式將人們和運算連到同個虛擬世界，或從其中一個虛擬世界進到其他虛擬世界。他說，操作起來，就像使用網頁超連結那樣容易。所有虛擬世界的建立，就是靠這套Omniverse引擎。

打造高度擬真呈現的企業數位分身應用

儘管不像Metaverse世界觀龐大，早從3～4年前，一些大型企業就已經開始導入類似技術，來複製營運或生產環境局部實體的數位分身（Digital Twin）做應用。製造業發展最早，透過使用如VR或AR等虛實混合技術發展生產工廠數位分身，在產品設計模擬、製造流程規畫、產線建置規畫、AR檢修、營運戰情室，以及VR虛擬展間等都有相關應用，甚至臺灣主要電子代工與高科技半導體製造大廠這1～2年都開始用。

市面上已有不少企業級數位分身產品或方案推出，如達梭3DExperience體驗平臺，或者是PTC的ThingWorx與PTC Creo軟體已經在幾年前提供或支援這類功能。大型公有雲業者去年也開始搶進，例如微軟Azure Digital Twins公雲服務已經正式上線，可供企業採用。ERP巨頭SAP也和Ansys合推數位分身方案。這些方案多以製造業為主。

除了打造Metaverse世界所需的技術引擎，Nvidia近年來也瞄準數位分身企業戰場，靠的就是Omniverse模擬平臺，提供企業所需的軟硬基礎設施，至今包括愛立信、BMW、西門子等都有用。甚至黃仁勳更誇口：「Omniverse將成為顛覆4千萬名創作設計者未來協作的設計引擎。」

自從去年底開放公測以來，Omniverse平臺至今累積超過70,000次下載，多達500家企業有用，企業版今年11月也正式推出上線。

用新框架加速AI建立物理模型，比傳統模擬快1,000到10萬倍

Nvidia這些年光線追蹤和模擬採用的RTX技術，也整合到Omniverse平臺中，因為企業數位分身需要高度擬真呈現，才能夠幫助企業思考和洞察。該平臺還結合遊戲物理加速的即時物理引擎PhysX，能對不同層面的物理效果提供更高效能模擬，例如流體模擬、FEM軟體模擬、機器人關節模擬等。這使得用Omniverse平臺產出的數位分身，比其他競爭對手擁有更多真實場景的細節。

在本次大會中，Nvidia還釋出全新ML物理模型框架Modulus，希望透過AI加速物理模型開發及提高模型精準度。Nvidia宣稱，透過這個新框架，在企業數位分身應用中，以此模型模擬物理的速度，比傳統模擬軟體快1,000到10萬倍。該框架支援如PyTorch、TensorFlow主流ML框架，也能透過cuDNN進行GPU加速訓練，並可擴充至多GPU伺服器或多節點叢集。

使用該框架後，在Omniverse模擬平臺中可加快大型系統的數位分身產生物理效果的速度，也能根據觀測資料模擬出高度逼真的物理模型，來挖掘更多數位分身應用可能，像是利用模擬發電廠的水蒸氣循環運作情形，找出影響蒸氣機器發生鏽蝕現象的時間和範圍，進而減少日常維護和停機中斷時間。

除了企業數位分身，Nvidia還有更大的目標，要用Omniverse打造地球數位分身，供科學家研究全球氣候變遷。黃仁勳也說：「Omniverse架構可以是資料中心規模，甚至有一天可以發展成行星規模（planetary scale）。」

不光是企業數位分身與科學研究，自駕車與機器人用數位分身訓練，同樣需要高度擬真、高準確度，確保虛擬環境和真實環境沒有落差。Omniverse平臺也提供這方面的應用。

新發表Omniverse Replicator訓練模擬框架，就能產生模擬真實世界所需的物理數據，提供自駕車或機器人的數位分身在虛擬環境中做訓練。

Nvidia現場還展示一段用AI模擬產生的行車路況影像，供自駕車做訓練，該影片使用Omniverse模擬平臺和Modulus框架在虛擬世界中建立高擬真訓練場景，用AI模擬出來的場景，不論是道路上行人、路旁的車輛、路燈、季節天氣的細節變化都十分講究，幾乎是已經到了真假難辨的地步。

在功能更新方面，Omniverse這次也有一些重要更新或新功能釋出。像是推出一支行動App，能結合Omniverse技術，協助企業迅速建立符合真實物理情況的虛擬展間；在管理上新增一個Omniverse Farm系統管理平臺，可用來調度和處理各種運算批次任務（如3D渲染、合成AI訓練數據或分散式運算），且能橫跨多個不同系統，包括工作站、伺服器、裸機或虛擬機。Omniverse最新還支援行動AR功能，可以將影像串流到手機或AR眼鏡上顯示。之後也能支援光追技術VR功能。不過目前多數功能是Beta版本。

不僅如此，Omniverse還開始提供AI語音助理的虛擬分身製作服務，企業只要透過Omniverse Avatar虛擬分身模擬平臺，就可以很容易打造出擁有虛擬分身的AI語音助理，搭配逼真的3D 臉部動畫和動作，來提供如餐廳點餐、線上客服或視訊會議口譯等服務。