來NVIDIA Omniverse 里實現(xiàn)建筑設計新創(chuàng)意

在一個建筑設計項目里，往往需要擁有專業(yè)技能的團隊，包括工程師、設計師、建筑師等，使用不同的工具和專業(yè)軟件共同協(xié)作完成。有的用 SketchUp 做方案設計，有的用 Revit 生成建筑信息模型，有的用 Rhino 和 Grasshopper 來參數(shù)化定義建筑物屋頂或立面設計，后期還會用 Blender 做動畫，用虛幻引擎做交互式場景。按照以前的工作流程，需要一個人完成自己的工作，再通過導入導出的方式交接給另外一個人進行進一步的設計和處理，而且經(jīng)常會出現(xiàn)格式不兼容的問題。這樣就會導致項目的設計周期變長，還會因為受到繁瑣的導入和導出的困擾，經(jīng)常導致錯誤、模型損壞和時間損失等問題。

君欲善其事，必先利其器。集齊了這幾個 DCC 軟件，就可以召喚 NVIDIA Omniverse 了！

NVIDIA Omniverse是一個實時 3D 設計協(xié)作和模擬平臺，能夠?qū)⒕€性流程轉(zhuǎn)換為實時同步創(chuàng)建，滿足設計團隊跨軟件跨地區(qū)協(xié)作，還能實現(xiàn)高品質(zhì)的渲染和快速迭代設計，從而簡化工作流程，縮短設計周期。現(xiàn)在，Omniverse 已經(jīng)支持很多建筑設計領域相關(guān) DCC 軟件進行連接，如 3ds Max、ArchiCAD、CityEgine、Blender、ParaView、Revit、Rhino（包括 Grasshopper）、SketchUp 等。

通過 NVIDIA Omniverse 能夠?qū)崿F(xiàn)實時協(xié)同設計，使用不同軟件的設計師可以將數(shù)據(jù)集成到 Omniverse 平臺進行設計更改，每個變更都會實時同步給其他人，并且以高質(zhì)量的渲染效果呈現(xiàn)，所有團隊成員，甚至是客戶，都可以在 Omniverse 中實時查看這些更改，所見即所得！最終大家在同一個平臺中實現(xiàn)實時、異地、跨軟件協(xié)作。

而這一切的基礎，就是基于 Pixar 的 USD（Universal Scene Description，通用場景描述）。NVIDIA 將其視為 3D 世界的 “HTML”。

有了它，設計數(shù)據(jù)之間可以打通，不同設計人員可以在不同的軟件應用間同步所有的資產(chǎn)。USD 不僅僅是 3D 幾何圖形的文件格式，可以描述具有各種對象、紋理和照明的復雜場景，還可以包括對其他地方托管的資產(chǎn)的引用、屬性繼承和分層功能，允許對單個場景進行非破壞性編輯，并有效地重用資產(chǎn)。

而且這些工作流是并行發(fā)生的，比如其中一個設計師可以更改燈光屬性，另外一個設計師可以添加材質(zhì)，分開協(xié)作，互不干擾，非常開放。

除了跨軟件異地協(xié)同外，不得不提的是 Omniverse 的實時光追效果和仿真模擬功能。Omniverse 能夠提供物理級精確的逼真度和實時渲染，它利用 NVIDIA RTX GPU 中的 RT Core 實現(xiàn)光線追蹤，并利用 Tensor Core 進行 AI 降噪和縮放，進而提供實時渲染。同時，Omniverse 支持 NVIDIA 材質(zhì)定義語言（ MDL），具有非常豐富的物理級精確的材質(zhì)表現(xiàn)，現(xiàn)在也已開源，供開發(fā)人員使用。

Omniverse 的仿真模擬功能也非常強大，現(xiàn)在一些模擬分析工具已經(jīng)可以與 Omniverse 實現(xiàn)聯(lián)動，來進行建筑物的采光分析、風洞測試等，從而優(yōu)化建筑性能。比如，SimScale 可以利用云端 NVIDIA GPU 的強大功能進行微氣候分析，還可用于快速評估建筑物內(nèi)以及周圍的人行道風力舒適度。

一切就緒之后，呈現(xiàn)出來的動畫或者渲染圖就可以通過串流 VR 或者 AR的方式實時展示到任何設備上供客戶查看?？蛻粢部梢栽谇捌谠O計環(huán)節(jié)中就參與進來，實時查看和反饋，這樣可以確保結(jié)果符合預期，加快項目進程。

答疑解惑

NVIDIA Omniverse 的生態(tài)系統(tǒng)還在不斷的擴大和完善，很多小伙伴還處于不斷地探索新技術(shù)的過程中，在此，整理了一些用戶關(guān)注度較高的問題進行答疑解惑：

Q：對于現(xiàn)在的建筑領域有很多建模軟件，Omniverse 以協(xié)同作為一個切入點，對于現(xiàn)有的工作流需要增加一套軟件，是否會帶來額外的成本？收益和成本是否能平衡？

A：其實長遠來看，反而會節(jié)省很多成本，協(xié)同只是 Omniverse 其中的一個重要特性，用戶可以使用不同的軟件和工具，然后利用 Omnvierse 去做一個整合和可視化輸出，這就大大節(jié)省了我們平時做項目的可視化成本。所見即所得，Omniverse 中的一些功能就可以在時間、人力、物力成本上節(jié)省很多，還有其背后以 USD 為基礎的實時協(xié)作以及 Nucleus 服務的數(shù)字資產(chǎn)管理，對于很多企業(yè)來說，也解決了一些數(shù)字化轉(zhuǎn)型的痛點，包括項目中關(guān)于物理仿真、深度學習的需求也可以在 Omniverse 中完成。Omniverse 本身可以從很多方面切入到我們的日常工作流程中，能夠節(jié)省成本，提高工作效率。當然學習成本是有的，從長遠來看，利大于弊。

Q：在多人協(xié)同方面，從Revit等工具導入的文件格式，材質(zhì)、網(wǎng)格等數(shù)據(jù)上如何保持完全兼容？另外，Omniverse 作為協(xié)同的平臺，Create 應用可以做哪些工作？

A：USD 是指通用場景描述，實際上是一個描述文件，將不同的 DCC 文件導入之后，它是使用一個樹形結(jié)構(gòu)來呈現(xiàn)的，所有的材質(zhì)、模型、網(wǎng)格、攝像機等會用不同的層級顯示出來，比如 Revit，從樹形結(jié)構(gòu)來看，可能支持族類型、物件類型的導入，更深一層的比如墻體的厚度、墻體的構(gòu)造這些信息可能暫時導入不進來，但可以通過進一步的定制開發(fā)進行讀取。

Omniverse Create 可以看作是一個場景編輯器，通過 Omniverse Create，可以將來源于不同的 DCC USD 文件整合在一個場景里面，并做進一步的處理，比如材質(zhì)的細化、環(huán)境的設定或者通過 Omniverse 的第三方插件工具比如 PhysX 物理引擎、Action Graph 或者其他一些定制開發(fā)來完成互動需求或者仿真模擬等。

Q：有了 Omniverse 是不是其他 DCC 的軟件都不需要了？是否可以使用 Omniverse 開發(fā)模型？

A：并不能這么理解，從出發(fā)點來看，Omniverse 和 DCC 軟件的定位不一樣，雖然 Omniverse 支持網(wǎng)格、各種渲染材質(zhì)，甚至支持 NERBS，而且通過 USD 的靈活性以及一定的定制開發(fā)，可以做到類似 DCC 軟件的建模功能，但是相比于在細分領域深耕多年的 DCC 軟件來說，還是一個事倍功半的過程?？梢赃@樣來理解 Omniverse 和 DCC 軟件的關(guān)系，其實就是一個平臺和數(shù)字資產(chǎn)的關(guān)系，不同的設計師通過不同的 DCC 軟件進行數(shù)字資產(chǎn)的設計，而 Omniverse 則是一個整合平臺，通過 USD 將這些資產(chǎn)無縫地轉(zhuǎn)換進來，并且可以在 Omniverse 平臺里面進行互動編寫和定制開發(fā)。

Q：Omniverse 對大場景的展示能力如何？能否支持一個園區(qū)規(guī)劃，甚至是一個行政區(qū)的規(guī)劃的展示？

A：這個完全沒有問題，這也是 Omniverse 的強項。Omniverse 能夠支持大場景，而且支持多 GPU 的加載。場景越大，對于網(wǎng)格等信息的加載會很多，如果能夠用多 GPU 并存去跑的話，會提升模型的運行速率以及流暢度。

Q：現(xiàn)在建筑的室內(nèi)設計應用場景非常多，對于室內(nèi)設計行業(yè)通過 Omniverse 能達成怎樣的工作流？

A：常規(guī)來說，室內(nèi)設計用 SketchUp 軟件的用戶可能會多點，Rhino 和 SketchUp 可以使用 Connector 建立聯(lián)系，SketchUp 中很多場景的庫可以利用 Live Sync 功能實時聯(lián)動到 Omniverse 中，所看即所得。如果需要額外定制，Omniverse 中有個功能可以把一些點云模型和現(xiàn)場掃描文件載入進來，作為前期的方案研究或展示對比，比如向客戶展示室內(nèi)設計前后直觀的場景對比。最后的輸出有幾個方式，一是通過 Omniverse View 的窗口預覽或者通過 Streaming 的方式發(fā)送給客戶，客戶可以看到最終的場景表現(xiàn)，并進行動態(tài)瀏覽。另外一種方式可以通過 VR/AR 的設備，讓客戶體驗設計成果。