【新興領域/2022.9焦點】《元宇宙拼圖系列》元宇宙的一級玩家－NVIDIA，Omniverse實現共享社會概念|FINDIT:台灣新創募資第一站

在元宇宙Metaverse浪潮下，大家對於元宇宙不再只是想像，隨著市場的發展已有各式人才湧入元宇宙相關產業，創建一個環境所不能缺少的3D建模及設計技術需求成長，本文將針對NVIDIA推出整合3D設計的平台Omniverse進行解析，並介紹3D建模的應用場景。

前言

在「Ready Player One」（台譯：一級玩家）中，人們大部分時間在虛擬的第二世界中度過，如同在現實一樣能根據自己的喜好來變換自己的外型，這部電影呈現了一個替代世界成為必需的一個世代，以至人們在那樣的世界裡花費多數時間甚至創造事業，2022年「Metaverse」一詞讓我們離這個電影情節成為現實又更近一步。

正如網路不屬於特定個人或企業一樣，元宇宙當然也是，它是所有沉浸式、交互式和協作式虛擬3D世界的綜合體，一個「平行宇宙」，其最顯著的特徵之一就是它是可感知的3D世界，隨著對於更加生動且身歷其境的3D模擬世界需求越來越強勁，加上Facebook重新命名為Meta且大動作投入資本在Metaverse計畫以及Web 3.0的出現為許多軟體商打開大門，看似唯有透過投資下一代網路來獲得利潤才是真理。據Fiverr International Ltd.的數據，虛擬世界相關服務（如Avatar開發和3D設計）的自由職業工作數量增加了四倍多！據CISION報告，從2021年至2027年全球數位雙生市場的價值從103億美元估計成長至546億美元，建築、公共設施還有藝術設計都看到數位雙生技術的機會，打造超越現實實體世界的設計。

元宇宙的一級玩家－NVIDIA

NIVDIA模擬技術部門副總裁Rev Lebaredian表示，「元宇宙將會是一個不被任何應用程式或任何地方所限制的平臺」，就像虛擬環境會一直存在一樣，裡頭的物件和身分同樣持續存在，這些數位物件及身分除了在自己的世界移動，甚至能以擴增實境的方式進入我們的世界，NVIDIA創辦人黃仁勳2020年推出了元宇宙平臺Omniverse，結合人工智慧、深度學習、超級運算、3D電腦繪圖創造出驚人的3D虛擬世界視覺效果，位於NVIDIA總部對面的新大樓Voyager就是事先在這個平臺上精確模擬建築物，在疫情下順利地施工完成。

自1993年成立以來，NVIDIA一直是加速運算領域的先驅，在1999年發明的GPU更引發PC遊戲市場的成長，作為開放的雲端原生平臺，創作者、工程師和研究人員透過Omniverse可以在同一個互聯的虛擬世界中進行協作，將各3D設計應用軟體的資產和技術整合到一個簡化的介面中，NVIDIA Omniverse平臺把3D世界串連成一個共享的虛擬宇宙。

那麼Omniverse怎麼辦到的？Omniverse的運作方式可以拆成三大部分

第一個部分是連接使用者的Omniverse Nucleus資料庫引擎，進行3D資產與場景描述互換，完成連接後，分別進行建模、布局、著色、動畫、照明、特效或渲染等工作的設計師就能攜手合作建立一個場景，Omniverse Nucleus依賴Pixar在2012年發明的USD（Universal Scene Description，通用場景描述）交換框架，以開放原始碼軟體的方式提供給外界使用，為愈來愈多的產業及應用程式提供了豐富的通用語言，以定義、包裝、組裝和編輯3D資料；第二部分是合成、渲染和動畫引擎－虛擬世界的模擬，由於採用了NVIDIA RTX繪圖技術，平臺中所有繪圖皆加上完整的路徑追蹤技術，能即時模擬每一絲光線在虛擬世界裡的反射彈跳情況，平臺使用NVIDIA PhysX來模擬實體定律，以及使用NVIDIA MDL（material definition language，材料定義語言）來模擬材料，平臺跟NVIDIA人工智慧技術進行整合，人類可以建立虛擬世界讓搭載人工智慧大腦的機器人從實體或數位環境中學習，訓練好後連接至真正的機器人！雲端原生的平臺可以跨越多個GPU，在任何RTX平臺上運行，還能遠端串流到其他裝置上；最後一部分則是NVIDIA CloudXR，其中包括客戶端和伺服器軟體，用於將延展實境內容從OpenVR應用程式串流到Andriod或是Windows系統裝置上，讓使用者進出Omniverse的入口網站。

Omniverse 除了能整合各家的設計軟體之外，平臺本身也開發了很多厲害的AI軟體，但在其中最有價值且能稱為通往元宇宙真正鑰匙的絕對是數位雙生模擬技術（Digital twin）。這項技術是透過虛擬世界的「雙胞胎」模擬現實世界可能出現的情境、效能等，有別於一般3D建模，資料流與現實世界完全同步，並能透過大數據預測各項作業流程，企業和開發人員可以在虛擬環境中測試系統，準確運算和預測多種假設情境，而目前從這項技術中獲益最高的就屬工業物聯網系統了，舉例來說，亞馬遜的物流倉庫中的倉儲機器人要能搬運、分類好海量的包裹，為了讓這些機器人能更高效地執行任務，就必需要「訓練」它們，Omniverse的數位雙生技術便能在這個時候發揮很大的功用。在GTC 2021會議當下，幾乎沒人有人看出眼前的黃仁勳居然是虛擬的3D人物一事轟動各大媒體版面，也藉此拿下了大會最佳展示獎，此專案動用高達34位的CG藝術家、12位研究人員進行開發，大部分採3D動畫業界標準流程，3D建模、骨架綁定、動畫製作、渲染等，搭配Omniverse的RTX光線追蹤技術。平臺原本只提供企業付費訂閱，現在宣布開放個人用戶免費使用，可以確定的是藉由GPU打造擬真3D場景、運算力持續提升，以及人工智慧運算加速方式，使得目前在數位世界建造「第二個地球」或許真的已經不是難事，甚至透過「第二個地球」模擬研究當前環境氣候現象，預測未來氣候可能變化都是近在眼前。

數位轉型加速下的擴展

AI和資料科學正在重塑運算和資料中心架構，NVIDIA自2019年宣布收購Mellanox(邁倫科技)，這項收購案也在2020年宣告以70億完成，結合兩間在高效能和資料中心運算領域的業界領導者無疑是雙方在文化、技術及發展的野心上的完美互補，NVIDIA將擁有從AI運算到連網的端到端技術、從處理器到軟體的完整產品，以及可大規模擴展下一代資料中心的能力；2020年收購針對人工智慧、高性能運算及加速運算工作負荷提升SwiftStack，且該公司本身技術已是NVIDIA的AI基礎架構之關鍵，疫情加速數位化轉型，我們開始習慣以不同的方式工作、生活及學習，同年NVIDIA收購網路軟體開拓者Cumulus Networks，事實上在2016年 Mellanox就已經宣布和Cumulus建立合作夥伴關係，此舉收購也代表著開放網路準備迎接大躍進，2022年則宣布收購成立於2019年的新創公司Animateco，利用AI角色幫助品牌及零售商透過AI化身提供客戶體驗。

隨著越來越多企業大量投資於機器學習基礎設施，疫情後這段期間NVIDIA也投資一些新創企業，包括開發控制機器人的軟體及用戶介面的READY Robotics，替工業自動化的快速發展帶來解決方案；以開發人員為中心的MLOps平臺Weights & Biases，志在使組織能將機器學習應用於業務問題；對話式AI產品開發公司Kore.ai，透過投資合作關係建構即時語音助手，將結合彼此在自然語言處理和語音人工智慧方面的知識在會話AI帶來創新；主打自動化配送機器人的科技企業Serve Robotics也獲得獨家投資，作為NVIDIA在配送領域的第一筆投資將攜手推進機器人駕駛技術的研發。從收購及投資看得出NVIDIA對AI及資料中心未來的野心，在元宇宙概念崛起的背景下無論式運算能力及AI技術還是基礎設施都顯得更加重要。

再也不受地區、氣候、技術及設備等條件限制，釋放你的創造力

越來越多設計師、建築師涉足元宇宙領域，在現實世界要想踏入這些職業需要具備多項專業技能與培訓，才能進入行業獲取工作，元宇宙的大門卻是為任何人敞開，不需要考取專業證書也可以成為元宇宙建築師、元宇宙藝術設計師，傳統從業者（尤其受過3D設計培訓者）紛紛思考自己是否能在市場快速成長的前期分到這塊大餅，要想從遊戲設計、開發人員甚至是愛好者中脫穎而出，參與者都得反思自己能為市場帶來的價值，最重要的一點是「發揮你的想像力」。

在元宇宙中進行的經濟、娛樂及社交活動等都必須建立在「空間」之上，韓國Urbanbase創辦人本是一名建築師，在建築業的經歷裡了解3D的重要性，由於建築過程中存在材質限制、法規障礙及業主意願等變數，在現實世界很難一次到位，修改成本高昂且在平面設計圖有太多細節無法傳達，團隊便創建軟體Urbanbase Studio，將現實世界的建築平面圖轉換成虛擬的空間，讓客戶在虛擬世界中逛家具店、布置與現實相同的虛擬房屋，也能透過AR、VR以第一人稱視角模擬3D空間。只要透過手機就能旋轉任何想看球的角度，布局3D建模技術多年的光陣三維，讓不論室內、外野還是啦啦隊的表演區都能瞬間同步到手機螢幕，在2021年也是全球唯一把該技術用在直播上的企業；當時在iPhone 4的年代手機效能無法運型3D模型，為了實現Nike的要求「希望每代Jordan球鞋都能從平面相片變成3D影像」，創辦人陳韋廷認為只有軟體才能面對這個困境，開發了讓球鞋能在手機上呈現的App且授Nike好評，便一腳踏入3D建模世界，陳韋廷也將人3D化，在過去因檔案容量大、傳輸慢而受限的應用在5G問世後便解決了，想推廣5G的中華電信，看準光陣三維在3D建模裡的技術，決定將其用在棒球賽事的直播上，這筆大單也為光陣三維帶來了超過千萬元的營收。未來所有人都將以數位分身進入元宇宙，在空間或是人像的3D技術都有許多設計師及軟體在賽道上爭先恐後想嶄露頭角，就連藝術品也已近期火紅的「NFT、虛擬畫廊」等形式搶占市場，如今一個整合平臺的出現更加實現元宇宙共享社會的概念！包括BLENDER、CINEMA 4D、AUTO DESK 3DS…等多家3D設計軟體中的領航者也進駐Omniverse的平臺。

結語

即使VR、AR為代表的硬體，確實也是人們通往元宇宙的「橋梁」，但能夠真正讓大家熱愛到成日沉浸其中的軟體應用及環境才是宇宙是否能成型的關鍵，儘管這樣完整的世界還不存在，共享、高度沉浸式的虛擬空間中的生活模式、消費和投資仍令人振奮，這些虛擬空間既模仿又超越了現實生活中的可能性，無論是企業還是消費者仍然對此抱持樂觀且期待的心態，從和Google一起出生的Z世代，也被稱為數位原生世代，到最近出現「Generation Meta」一詞，一出生就生活在兩個現實中：實體現實和數位現實，隨著遊戲形式及社群平臺的逐漸演變，Z世代和Generation Meta花費在網路上面的時間只會更多，也越來越重視自己的線上身分，網路已經變成工作、娛樂和社交的混合體，為迎合新一代需求，即時體驗對他們來說很重要，當虛擬呈現不再是憑空想像，如何在這樣的平臺上將3D建模與自身的創意結合並發揮淋漓盡致絕對是首要任務，3D技術早在元宇宙熱潮前便以扎穩地基，隨著市場需求和越來越多人想加入3D產業，相信不管是新舊廠商都將迎來一波使用浪潮。

參考資料

【新興領域/2022.9焦點】《元宇宙拼圖系列》元宇宙的一級玩家－NVIDIA，Omniverse實現共享社會概念

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