NVIDIA Omniverse：漫游元宇宙星河的「核心引擎」 原创

作者 | 黄当当

工业时代以降，人们对科技无限憧憬。从响彻欧洲的蒸汽巨轮和弥漫英伦的黑色烟雾，人们第一次意识到自己掌握了改造天地的伟力，我们无比渴望成为“造物主”，这样的神往，甚至持续在科幻作品中发酵。

1992年，科幻小说《雪崩》诞生，书中第一次出现了「元宇宙」（Metaverse）一词，整体描述了一个以“现实+虚拟”交织捆绑的世界。再往前追溯10年，好莱坞科幻电影《电子世界争霸战》上映，影片讲述了一个黑客程序员，进入电子世界，在自己用计算机所创造的游戏里作战。

或许，这个故事放在《头号玩家》、《失控玩家》遍地的当下，并没有什么好稀奇的，但在当时，它准确地开启了一个时代。从技术上说，《电子世界争霸战》是全世界范围内第一部采用“CG+真人结合”方式完成特效的电影，被认为是开创CG制作电脑的新纪元。

这样创造性的尝试，自此以后，电影对世界本源的追溯从未停止。不仅上头后劲还很大，深深影响了一批电影特效和CG动画创作者，其中一员就包括了技术导演范冬明，对技术星辰大海的炽热仰望，亦开启了他对「虚拟人」天马行空的逐梦之旅。

一场与「CG虚拟人」的奇妙之旅

CG为Computer Graphics （计算机图形学）的英文缩写，核心意思为数码图形。

CG特效是电影特效的一种。CG可以理解为电脑创作。当传统特效手段无法满足影片要求的时候，就需要CG特效来实现，CG特效几乎可以实现所有人类能想象出来的效果。

极影·MAXDREAM技术导演 范冬明

范冬明是国内最早一批用GPU做光线追踪渲染的用户，拥有8年以上动画行业制作经验，资深的从业经历，也让他开始思考传统动画之外的新疆土，比如虚拟人的制作。

但CG虚拟制片是一个技术活。作为数字世界新物种，虚拟人的真实感来源于形象的表现力。相比文字、语音交互产品，虚拟人加入了视觉元素，这就需要一个更加逼真、更具表现力的形象来满足视觉需求，让人能感知到充足的交互沉浸感。这样的表现张力，需要做到虚拟人的声音、形象、嘴型、表情的一致性。

范冬明导演作品

不同于常见的VFX（场景特效），角色特效CFX则对图形模拟提出了更高挑战，其一正是进行比较逼真的渲染，因为人的皮肤材质是比较复杂的，是3S材质中最复杂的一种，还有眼部眼球的虹膜，根据不同的表情、情绪、瞳孔都会有相应的变化。往后还有人的仿真模拟，比如在风吹的自然条件下，动作流线等，计算机是很难计算出头发效果的。可以说，CFX的难度比VFX程序化调参提高了整整一个台阶，起底的相关运算和处理一直困扰着影视制作行业的人员。

“现在，VFX的制作流程基本已经程序化，比如说火山的参数是0.1、0.12、0.12，只需要把火山的参数输入，就可以得到火山喷发的效果。”而如果CFX角色特效，也能将这一程序化的思维建立模型，正如范冬明所言，这将是对CG创作效率的彻底革新。

恰好NVIDIA Omniverse具备这样的基础。在做动画Demo的测试过程中，范冬明团队通过Character Creator 3 (CC3) 创建一个已经符合Arkit 和大部分动捕标准的角色。CC3可以直接导入动捕数据，并且经过适配不需要重定向的工作，最后把整个动画通过 CC3 TO OMNIVERSE 的插件，以 USD场景格式导入到Creator 中，其过程非常顺利，没有任何材质或者模型上的问题。

范冬明认为，Omniverse将大大降低CFX的制作门槛，大幅提高CFX制作效率和质量。并且借助Omniverse，小规模的动画设计团队将开启一场高效协同的风暴，释放CG创作的“澎湃之能”。

划时代的「NVIDIA Omniverse」

事实上，不止是动画创作，跨应用程序进行无缝数据传输长期以来一直是对全球设计师、建筑师、艺术家的挑战，要满足设计团队的跨软件协作、高品质渲染和快速交流设计，绝非易事。

从曾经的“不敢想”变为“一切皆有可能”。

NVIDIA Omniverse本质上是一个云原生平台，它也是全球第一个可以让处于世界各地的 3D 设计团队跨多个软件套件工作，并在同一共享虚拟空间中进行实时协作的技术平台。通过 NVIDIA Omniverse 3D 制作团队可以远离应用技术繁杂、团队分散和项目庞大等缺点，从而可以在复杂项目中开展顺畅的协作。

这样一个强大工具，NVIDIA Omniverse亦被《时代》杂志认定为2021年最佳发明之一。借助 Omniverse，包括像范冬明的制作团队，以及更多艺术创作者可以将设计工具、素材、资产和项目连接在一起。

目前，已有众多受欢迎的3D软件公司加入Omniverse生态系统，比如：Autodesk 3DS Max、Autodesk Maya、Adobe Photoshop、Reallusion Character、Reallusion Iclone等。 同时，包括Blender、Maxon Cinema 4D、SideFX houdini、Autodesk MotionBuilder在内的众多软件应用也正处于同步开发。

正如NVIDIA掌舵人黄仁勋所言，每隔几十年，各技术之间的融合就会催生出一个全新的事物，Omniverse 便是这样诞生的。Omniverse 集 NVIDIA 全部技术之大成，让人们能够创建并模拟一个遵守物理定律的共享虚拟 3D 世界。从连接设计团队，使他们能够进行远程协作，到模拟工厂及机器人的数字孪生，Omniverse 实现了许多令人难以置信的应用，为人类拉开了科幻时代的序幕。

时间回到4个月前，黄仁勋在GTC大会上演了一场“瞒天过海”，用完美的14秒虚拟场景成功地骗过了全世界的观众，没人发现这场演讲中穿插着14秒虚拟影像，演讲的“黄教主”是假的，场景中的厨房、家具、玩具等所有的一切都是假的。

某种程度上，科幻小说中的“Metaverse”已经走进现实。虚拟影像/数字人，让元宇宙并非海市蜃楼般遥远。而要真正实现它，虚拟世界中的数字成像技术也成为最需要攻克的难题。

漫游元宇宙星河的「核心引擎」

我们相信的未来就是我们模拟的未来。

Omniverse命名之初就承载了英伟达的雄心壮志——“打造第二个地球”。根据维基百科显示，Omni 来自于拉丁语，意为“全”、“所有”；verse 意为诗节、韵文、诗篇，不过 verse 还有另一种含义就是宇宙 universe 的缩写。按照上述释义，Omniverse 可理解为“全能宇宙”，深层含义就是在现实世界外重建虚拟世界。

范冬明导演作品

这将是一场浩瀚的工程。范冬明表示，Omniverse出现后，所有3D场景都可以通过USD标准去描述，这将为3D设计创作或者3D艺术效果等以前电影大片里面才能看到的效果，带来了更多平民化，让元宇宙世界的建造提上日程。

USD（通用场景描述）始于皮克斯（Pixar），可以将电影行业完全流程化、统一，也就是把格式、流程、动作、光影效果完全结合到一起。不管是物理的特效还是真实世界的3D模型，都完全能通过这一条线串起来。

Omniverse是一个完全围绕USD构建的应用程序，支持协同合作，并且比USD更先进的是，能够支持“实时”，真正将虚拟世界的协同落到实处。

目前，英伟达通过Omniverse已经实现了大规模的落地，为多个领域的多家公司所采用。从CG行业来看，范冬明认为，Omniverse将是未来元宇宙世界的核心引擎，虚拟人也将是元宇宙必不可少的存在。

结语

曾几何时，人们曾天真地认为火星厚厚的云层之下是一片湿润的沼泽。对外星际探索，科技曾无数次延展人类对未来生活的想象。如今，对内漫游元宇宙星河，科技引擎之力持续强劲，一个用技术创造和开拓只属于人类自己的新世界正在开启。