NVIDIA GPU 助力三維家打造 3D 垂類大模型，引領(lǐng)家居設(shè)計變革

案例簡介

廣東三維家信息科技有限公司（以下簡稱“三維家”），通過采用 NVIDIA GPU 和 NVIDIA 推理加速引擎 TensorRT，提升了家裝設(shè)計效率，使超分渲染整體時間比常規(guī)渲染節(jié)省了 50% 以上；并借助 NVIDIA RTX A6000 和 NVIDIA A40 GPU 光追實時渲染技術(shù)，開發(fā)了家裝設(shè)計營銷的應(yīng)用軟件，降低了設(shè)計師與消費者的溝通成本。此外，三維家還通過 NVIDIA 開源的深度學(xué)習(xí)加速庫 APEX 和 Megatron 框架，搭建自身的數(shù)據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)，持續(xù)優(yōu)化訓(xùn)練成本、提升訓(xùn)練效率，增強在生成式人工智能領(lǐng)域的優(yōu)勢。

客戶簡介及應(yīng)用背景

三維家是一家聚焦大家居產(chǎn)業(yè)的云工業(yè)軟件提供商，以信息化、數(shù)字化為基礎(chǔ)，并結(jié)合云計算、大數(shù)據(jù)、AI 人工智能、3D 渲染、3D 建模等前沿技術(shù)，開發(fā)了貫穿家居營銷、設(shè)計、生產(chǎn)、制造管理、生產(chǎn)裝備升級全流程的軟件系統(tǒng)。

生成式 AI的技術(shù)浪潮正在掀起一輪內(nèi)容生產(chǎn)力變革。不少業(yè)內(nèi)人士預(yù)估，企業(yè)服務(wù)有機會成為率先商用落地的場景。通過與垂直行業(yè)深度結(jié)合，基于基礎(chǔ)模型形成具備垂直行業(yè) knowhow 與知識圖譜的垂直行業(yè) 3D 大模型，可以為用戶提供專業(yè)度更高、可實際商用的 AI 解決方案。

在率先實現(xiàn)生成式 AI商用落地的企業(yè)之中，三維家成為其中的典型代表。從家居垂直細(xì)分市場切入，三維家以云建模、云渲染、三維矢量 AI 三大自研核心引擎，為制造業(yè)提供新一代 “云化” “AI 化” “建模/仿真/加工一體化” 的云工業(yè)軟件解決方案。

為了更好地抓住生成式AI帶來的機遇，2023 年三維家還推出一款輕量化的 AI 場景式應(yīng)用產(chǎn)品—— AI 靈感屋，該款應(yīng)用通過微信小程序即可使用，可實現(xiàn) AI 涂鴉、AI 繪畫、AI 聊天三大功能，為設(shè)計師、企業(yè)乃至普通用戶提供更多樣的靈感啟迪，輔助提高創(chuàng)作效率和生產(chǎn)力。

客戶挑戰(zhàn)

家居行業(yè)個性化需求越來越高，設(shè)計師需要通過業(yè)主溝通，把腦中模糊的設(shè)計概念用精美細(xì)致的圖片展現(xiàn)出來，而消費者則會根據(jù)效果圖來進行購買決策。這時，出圖的效率與成本時時刻刻影響著家居設(shè)計的速度與客戶轉(zhuǎn)化率，如何選擇合適的 GPU 與 AI 技術(shù)變得至關(guān)重要。

此外，低成本高效地進行垂直行業(yè) 3D 大模型訓(xùn)練也是同等重要的。而在這個過程中，合理高效地利用多機多卡 GPU 是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。NVIDIA 提供的開源框架 Apex 和 Megatron，恰好提供了這方面工具的支持。

應(yīng)用方案

1）NVIDIA TensorRT 助力提升“AI 靈感屋”出圖效率

為了解決上述問題，三維家采用了 NVIDIA GPU和TensorRT，提升“AI 靈感屋”的出圖效率。

TensorRT 是 NVIDIA 推出的一個高性能深度學(xué)習(xí)推理引擎，可以將深度學(xué)習(xí)模型優(yōu)化為高效的推理引擎，從而在生產(chǎn)環(huán)境中實現(xiàn)快速、低延遲的推理。TensorRT 支持 Caffe、TensorFlow、Mxnet 等多種深度學(xué)習(xí)框架，可以在 NVIDIA GPU 上實現(xiàn)低延遲、高吞吐量的部署。

此外，TensorRT 可以通過減少網(wǎng)絡(luò)中的冗余計算、合并層、減少精度等方式來優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型，從而提高推理性能。TensorRT 還提供了一些 API，如 C++ API、Python API 等，方便用戶進行模型優(yōu)化和部署。

從上圖例子我們可以看到，通過引入 NVIDIA 最新的推理加速框架 TensorRT，在 NVIDIA GPU 的強大算力支持下，用于高性能深度學(xué)習(xí)推理的 NVIDIA TensorRT 能夠幫助算法模型快速有效地進行網(wǎng)絡(luò)推理，將算法的執(zhí)行速度提升 4 倍以上，使“ AI 靈感屋”出圖整體時間比常規(guī)渲染節(jié)省 50% 以上，大幅提升了用戶體驗。

2）打造三維家垂直行業(yè) 3D 大模型，加速為家居行業(yè)賦能

在生成式AI的大浪潮中，為了更快迭代，加強垂直領(lǐng)域的優(yōu)勢，三維家還采用了 NVIDIA 開源的深度學(xué)習(xí)加速庫 APEX 和 Megatron 框架，搭建了一套完整的數(shù)據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)，持續(xù)優(yōu)化訓(xùn)練成本、提升訓(xùn)練效率，加快三維家垂直行業(yè) 3D 大模型的迭代速度，不斷提升三維家的行業(yè)影響力。

Apex 是一個用于深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練的 PyTorch 擴展庫，提供了混合精度訓(xùn)練、分布式訓(xùn)練等功能，可以在保持模型精度的同時提高訓(xùn)練速度和效率。Megatron 是一個基于 PyTorch 的分布式訓(xùn)練框架，用于訓(xùn)練超大 Transformer 語言模型，通過綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)并行、Tensor 并行和 Pipeline 并行來復(fù)制模型并行，從而提高訓(xùn)練效率。此外，Megatron 還支持多種 kernel fusion 操作，可以在單卡性能和各種組合并行效率方面得到提升。

從下圖例子我們可以看到，通過引入 NVIDIA 最新的分布式并行訓(xùn)練，有效增加了 GPU 的利用率，最終三維家 3D 大模型訓(xùn)練系統(tǒng)具有混合精度訓(xùn)練，網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化和分布式訓(xùn)練等多項高級特性，為三維家的 3D 大模型開發(fā)和優(yōu)化提供強大的計算和支持，使得企業(yè)能夠更加高效、快速地完成模型訓(xùn)練和優(yōu)化的工作，為用戶提供更加智能化、高效化和個性化的服務(wù)。

三維家定制家居大模型可通過對話 AI 生成衣柜設(shè)計

3）實時渲染技術(shù)，為家居營銷提供全新解決方案

隨著互聯(lián)網(wǎng)、新媒體、5G 技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)的設(shè)計效果圖展示之外，如何利用新技術(shù)和營銷手段，更加生動地展示設(shè)計方案，例如短視頻營銷、3D 方案展示等方式，實現(xiàn)獲客引流、提升客戶轉(zhuǎn)化率成為了行業(yè)關(guān)注的重點。在家居行業(yè)，三維家提出了“內(nèi)容即廣告”的數(shù)字化營銷解決方案。

NVIDIA RTX A6000 和 NVIDIA A40 GPU 的光追實時渲染技術(shù)為三維家的家裝設(shè)計營銷提供了新方案。三維家基于 RTX 光線追蹤實時渲染器開發(fā)了設(shè)計營銷的應(yīng)用軟件：在設(shè)計端，設(shè)計師可以實時看到渲染效果、調(diào)整光效，從而提升設(shè)計效率，降低與消費者的溝通成本；在營銷端，借助實時渲染技術(shù)，實現(xiàn)了快速的動畫視頻制作和展示，為短視頻營銷提供有強有力的工具。

實時光追渲染

使用效果及影響

NVIDIA 的技術(shù)方案為三維家的產(chǎn)品研發(fā)提供了強大的技術(shù)支持，在 NVIDIA 初創(chuàng)加速計劃的助力下，三維家將 AI、3D 渲染的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于大家居設(shè)計營銷場景，并通過垂直行業(yè) 3D 大模型的持續(xù)迭代，為家居行業(yè)的數(shù)智化賦能。

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