你好，這里是 BIMBOX。

01 NVIDIA 的大招

也許你會說，英偉達不是做電腦硬件的公司嗎，怎么跟參數化設計、建筑業數字化扯上關系，怎么還有專門面向建筑業的軟件了？

別著急，故事還得從去年英偉達黃老板那次欺騙了全世界的廚房發布會開始。

2021 年 4 月 GTC 技術大會，因為全球疫情的關系，英偉達的 CEO 黃仁勛在自家廚房召開了一場在線技術演講，還發布了 NVIDIA 首款服務器 CPU——Grace。

烤箱里捧出新產品、叫板因特爾，「皮衣刀客」黃老板這些整活操作確實吸引了一波目光，不過慢慢的人們就把這場演講淡忘了。

怎料在三個月之后，NVIDIA 發布了一支紀錄片，叫《連接元宇宙：GTC 主題演講是怎么制作的》，他們自己爆料，那場發布會里，有 14 秒鐘的場景是假的——不僅廚房里的所有物件，連黃老板本人也是三維建模做出來的。

這可跟咱們平時看一款游戲 CG 水平不一樣，制作團隊相當于是在全世界的動畫專家眼皮子底下整活，足足騙了所有人三個月。

這要很大程度歸功于英偉達的光線追蹤技術，不同于以往的「光柵化」技術，它是通過模擬光線的照射路徑，真實地重現光線帶來的材質、陰影和反射，讓畫面更接近現實，也是現在高端游戲和顯卡的標桿技術。

大家再復盤去看這段以假亂真的動畫制作過程，除了大家耳熟能詳的 AI 3D 建模、光線追蹤技術，背后還有一個英偉達自研的創作者平臺浮出了水面，它的名字叫 Omniverse。

要是按中文來理解，這個平臺的名字就叫「全能宇宙」，是不是很霸氣？

當時這條新聞在動畫圈和游戲圈刮起了一陣不小的風波，不過對于更多的圈外人來說，也就是覺得，這個 Omniverse 看起來就是一款更逼真的渲染軟件呀？

NVIDIA 想做的，還真不是一個渲染這么簡單。

紀錄片里說道，Omniverse 這一次集成了 Blender 和 Adobe 軟件，不僅能跨平臺支持所有用戶的物理渲染、模擬和仿真，還能讓創作者、審核者在世界上任何地方，在一個共享的虛擬世界中進行合作。

哎，這么一說，是不是有點「元宇宙」的味道了？還別說，Omniverse 這個名字，就是脫身于元宇宙的 Metaverse。黃仁勛自己說，Omniverse 將會是英偉達打造元宇宙的秘密武器。

元宇宙智庫 MetaZ 創始人陳序專門寫了文章，請國內對元宇宙感興趣的小伙伴重點關注一下 Omniverse，他是這樣描述這個平臺的：

不同于其他的元宇宙玩家，大部分是面向消費者直接開發元宇宙應用，英偉達服務的對象主要是生產者，給他們提供硬件和軟件的工具，也就是給淘金者賣鏟子的。

它通過顯卡和 AI 技術，來簡化 3D 建模和渲染的難度，還把所有軟件的數據統一到一個通用的 3D 文件格式 USD。

Omniverse 最重要的兩個特點，一是對現實物理定律的實時模擬，能帶來一系列真實場景的建立和分析模擬應用；二是讓不同軟件的開發者能在同一個平臺上實時地遠程協作，這將會給跨地區、跨行業的合作帶來很大的想象空間。

不過，咱們還是先不扯到元宇宙那么遠，還是拉回到工具視角，近距離看看這個 Omniverse 到底是啥，能在建筑業做什么。

02 拆解 Omniverse

實際上，英偉達在計算機圖形學上的技術非常多，它是把一系列技術集成打包到一起，統一稱作 Omniverse 平臺。

咱們就反過來拆解一下，這個平臺都由哪些技術構成。

簡單來說，Omniverse 一共有五個核心組件，這些組件連同其他第三方數字內容創作工具，以及一些微服務，共同組建了整個 Omniverse 生態系統。

這五個核心組件分別叫 Nucleus、Connect、KIT、Simulation 和 RTX Renderer。

展開說說。

? Nucleus

它是一個數據庫引擎，作用是連接不同地理位置的用戶，實現 3D 設計內容的交互。連接以后，各地負責 3D 建模、整體布局、材質著色、照明特效和渲染工作的不同設計師，可以實現異地的實時協作，來共同創建一個場景。

Nucleus 依托一個叫做 USD 的通用場景描述格式，全稱叫 Universal Scene Description，這個格式由大名鼎鼎的動畫公司皮克斯（Pixar）在 2016 年開源發布，你可以把它類似理解為咱們行業的一些中間格式，比如 FBX 或者 IFC。

不過英偉達對這個格式的開放性和交互性顯然做了更多的事情，這個咱們放到后面來說。

? Connect

這個工具是連接 Nucleus 和外部軟件的程序，當第三方軟件的數據發生變化時，Connect 負責接收第三方應用的數據更新，并發布內部生成的更改。

這意味著用戶可以使用任何自己喜歡的軟件來連接到 Omniverse，包括 3ds Max、Maya、Revit、SketchUp、Rhino 和 UnrealEngine 4 等。

看到這兒是不是有點感覺了？繼續往下看。

? RTX Renderer

這是一款多 GPU 渲染器，利用 Turing 和硬件 RT 內核，做到實時的硬件加速光線追蹤和路徑追蹤，可以根據硬件配置的增加，處理超大型的場景。

作為專業生產顯卡的公司，出品的渲染工具就不用多說了，需要理解的是，它是從 Nucleus 數據庫中接收實時變化的 USD 數據，再實時地反饋到渲染器里面去。

? Simulation

這部分是英偉達的一系列仿真模擬技術，以插件或者微服務的形式集成到一起，支持有限元模型，用來模擬和分析現實物理世界，比如剛體動力、破壞和斷裂、汽車動力以及流體動力。

比如普通游戲里一個小球，落地的時候會彈起來 3 次，這個是程序事先寫好的；而通過 Simulation，小球會根據自身的材質、重量、地面硬度、下落高度等信息，根據物理定律來實時計算會彈跳幾次。

它一方面可以用于構建一個更真實的虛擬世界，另一方面，也能實時模擬我們的現實世界，通過分析反過來解決現實世界的問題。

? Kit

最后要說的這個工具，是開發者使用的，他們可以利用 Kit，使用 Python 或者 C++ 語言，來編寫各種原生的擴展程序。

這就讓來自不同行業的專業人員，能利用前面幾個核心組件的基礎功能，根據自己的需求，開發出不同的軟件工具，給一線使用的人員直接使用。

上面說的這五個組件，是 Omniverse 的中層基礎構件，在它之下，還有一系列的圖形技術、計算技術和 AI 技術，開發者可以不必接觸到這些底層技術，通過它們開發出更高層級的行業應用軟件。

那么現在有沒有已經開發出來的軟件應用呢？還真有不少了，放一張圖看看：

有些軟件不是給咱們這個行業用的，比如 Audio2Face，是一個 AI 應用，只需要輸入一段聲音，就能生成 3D 角色的面部動畫。

比如 Isaac Sim 是一款機器人設計師使用的軟件，通過在虛擬空間里創建生成隨機復雜的環境，來給物理世界的機器人設計程序，并且對它們進行訓練和測試。

此外，還有專門用來做 3D 深度學習的、自動駕駛模擬的、人體骨骼動畫的，等等。

通過底層的技術架構，中層的開發者工具，以及頂層的行業交互應用，Omniverse 搭建出了這么一套龐大的技術體系，這張圖就可以看到它目前的全貌。

現在你可以看到，在英偉達的設想中，未來元宇宙的構建師們，需要有這么一套工具，可以輕松達成遠程協作，來搭建虛擬世界里真實的內容，包括各種物體、動畫、光照、聲音，甚至人物。

當然，還包括一個重要的東西：建筑。

所以，當我們說，建筑業可以探索和使用 Omniverse，并不是說它就是給建筑業開發的，所謂「弱水三千，只取一瓢」，建筑設計師作為 Omniverse 龐大用戶體系中的一部分，參與到其中。

黃老板是來降維打擊的。

03 建筑業怎么用？

當然，未來英偉達的布局是怎樣的，元宇宙的圖景又是怎樣的，跟大部分建筑業的人關系不大，咱們就關注，現階段有沒有能拿來提高生產力的工具能用。

前面我們說開發者可以利用 Kit 開發出不同的行業應用，在目前不斷擴張的應用版圖里，就有這么兩款，是直接給建筑設計師使用的，它們分別是 Omniverse Create 和 Omniverse View.

Omniverse Create 可以單獨使用，也可以和其他設計師常用的工具聯合起來使用，設計師們可以打通軟件之間的格式壁壘，在統一的 USD 格式下，在同一時間共同創建 3D 場景。

每個人可以加入自己的素材，或者在 Create 的素材庫里面加入植物、家具和道路等等，在多 GPU 的支持下，可以渲染數十億個多邊形，實現無需等待的實時光線追蹤渲染。

Omniverse View 則是一款可視化應用，任何在 Create 里面創建的場景，都可以讓非專業人士，以非常逼真的物理效果，隨時用簡單的交互方式，來審查 3D 設計項目。

Create 和 View 都同樣包括 RTX 視口，利用 RT Core 實現光線追蹤，利用 AI 進行降噪和縮放，從而實現非常逼真的畫面效果。

這兩個軟件，你可以簡單理解為：一個用于場景搭建，一個用于場景查看，背后都有來自英偉達 RTX 強大的光追渲染支持。

單看這兩個軟件，似乎主要還是做后期渲染用，但如果把它們放到 Omniverse 提供的一整套系統里，就沒這么簡單了。

實際上，面向 AEC （建筑、工程和施工）行業，Omniverse 給出了一整套解決方案。通過把 Create、View，以及前面說到的 Nucleus 和 Connector 集成到一起，這套解決方案能給咱們這個行業帶來跨軟件的、實時的、異地協同的真實渲染。

這里我們說到三個關鍵詞，一是跨軟件、二是實時、三是異地協同。

分別做到這三件事的解決方案有很多，大部分渲染工具都可以導入不同格式的文件；有一些軟件比如 Enscape，可以在 3D 建模的同時提供即時的渲染效果呈現；還有一些工具，可以在跨地區的設計師各自完成設計工作之后，把文件上傳到一個平臺上，合并到一起來進行協同工作。

但是，同時把這三件事做到的解決方案，可就極為罕見了。這可不僅僅是秀一秀技術肌肉，而是能讓傳統的工作流發生一個質變。

在同一個項目里，有的設計師用 SketchUp 做方案設計，有的設計師用 Rhino 和 Grasshopper 做建筑外表皮設計，有的設計師用 Revit 和 Dynamo 做細部 BIM 設計，有人用 3Ds MAX 做內部精裝設計，另外還有后期負責人用 Blender 做動畫，用虛幻引擎做交互式場景。

以前的工作流程，這些人總是要互相等待，一個人完成了工作，再通過導入導出進入到別人的軟件，而中間還經常出現格式不兼容的問題。

Omniverse 提供的這套方案，是把所有軟件的數據，以在線同步的方式，集成到 Nucleus 數據庫里面，再分發給 Create、View 這樣的應用，每個人的變更都實時同步給其他人，并且是以真實級別的渲染來互相呈現，最終大家在實時異地協作中完成的結果，再生成為動畫、渲染圖、VR、互動程序等結果。

這樣，在打造概念設計和細部設計的過程中，身處不同地方的工程師和設計師可以隨時提出構思，并且和其他人同步審查和迭代這些構思，讓每個人的想法對于協作網絡中的其他人都是所見即所得，「渲染」不再是一個馬后炮的呈現，而是被前置到了設計的工作流程的每一步中去了。

比如說，一位設計師在 Revit 里面增加了一個構件，就可以把這一處修改同步到 Omniverse Create 里面，并且可以實時修改它的材質外觀。

當然，他也可以直接在 Create 里面修改構件的位置和材質，打開光線追蹤，實時查看效果。

使用參數化設計工具的設計師，也能通過 Grasshopper 或者 Dynamo 腳本修改方案，這樣的修改也是會被實時反饋到 Omniverse 里。

另外，還記得我們一開始說，你可以像理解IFC一樣理解 USD格式嗎？目前 Omniverse 已經可以接收 Revit 等軟件里面的 BIM 信息，除了形體和材質，所有構件的屬性信息也可以被同步到Omniverse里面，可以在后續發揮更多的作用。

如果是個人，可以在單個電腦上安裝這套系統，更好的消息是，Omniverse的個人版目前是完全免費的，只需要下載安裝到一臺裝有 RTX 顯卡的電腦上，把它當作一款高級且免費的渲染工具，享受這種無需導入導出、實時反饋的逼真渲染。

什么，你還沒有 RTX 顯卡？別著急買，別忘了我們今天說好了，要送兩塊 RTX A4000 出去呢！咱們接著往下看。

同時，Omniverse 也支持團隊和企業用戶，無論團隊規模大小，都可以使用工作站或者筆記本電腦，在公有云或者私有云環境下部署一個工作組，把所有設計師連接到同一個環境里。

而我們所說的工作模式發生質變，也就來自這種團隊使用的模式，前面說到所有實時反饋的渲染變化，不僅是一位設計師自己能看到，凡是連接到這個項目的其他人，都可以實時看到變化，進而隨之調整自己的方案。

比如國外的 Neoscape 公司分享了自己的案例，在這張圖里，左側是景觀設計師在 Photoshop 里工作，右側是建筑師在 3Ds MAX 里工作，他們都連接到中間 Omniverse 的同一個場景里，所以他們可以實時看到彼此協作的真實畫面。

這種設計模式帶來的效率改變，當然也不僅限于建模這一個方面，Omniverse 自帶了 Sun Study 功能，可以輸入項目所在的經緯度，精確地還原真實的光照。同時它所支持的這些設計軟件，背后又各自關聯著更多的模擬分析軟件，比如采光分析、火災分析、人流模擬、綠色建筑分析等等。

當跨軟件的、實時的異地協同這三件事同時實現，也就意味著，一位在紐約的日照分析師，發現某一棟建筑 2 層的采光存在問題，那位于舊金山的設計師馬上就可以對這一層開始修改，而另一位身居洛杉磯的規劃師，可以不必等待建筑師的工作完成，就可以繼續進行他的城市規劃設計。

此外，很多分析工具目前已經可以和英偉達的技術本身發生聯動，比如 SimScale，就可以利用云端 NVIDIA GPU 的強大功能進行微氣候分析，為項目提供最佳的形狀和朝向，評估建筑內外的風力舒適度。

在當下越來越成熟的 AI、云計算和 3D 技術下，不同行業的邊界也正在逐漸被打破。

讓黃仁勛直呼「A Work of Art」的寶馬數字孿生虛擬工廠，就是 1:1 地在虛擬空間里實時模擬和協調全球 31 座工廠，在推進 Omniverse 應用的過程中，建筑與工業、設計與模擬，都已經融合到一起，機械臂組該怎樣組裝配件、機器人該如何配送物料，所有現實世界的數據都進入虛擬空間里進行分析和模擬，再利用這些數據對設備進行預測性維護，或者在設備投放之前進行擬真測試。

這些都僅僅是英偉達發布 Omniverse 兩年多時間內發生的事兒，我們不知道未來 30 年，技術的世界會變成什么樣子，技術人才的邊界又會打碎融合成什么樣子，但我們能感覺到，它一定和今天迥然不同。

未來可期。

好啦 有態度，有深度，BIMBOX，咱們明晚見！