NVIDIA Omniverse優(yōu)化建筑物可達(dá)性設(shè)計(jì)

SiBORG 實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Mathew Schwartz 將研究與設(shè)計(jì)相結(jié)合，幫助團(tuán)隊(duì)優(yōu)化建筑物的可達(dá)性設(shè)計(jì)。

可達(dá)性是所有設(shè)計(jì)師在構(gòu)建空間或產(chǎn)品之前必須考慮的關(guān)鍵因素，但傳統(tǒng)的評(píng)估過程繁瑣而耗時(shí)。

新澤西理工學(xué)院（New Jersey Institute of Technology）建筑與設(shè)計(jì)助理教授 Mathew Schwartz 正在使用NVIDIA Omniverse平臺(tái)和通用場(chǎng)景描述框架（又稱 OpenUSD）幫助建筑師、室內(nèi)設(shè)計(jì)師和工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

Schwartz 的研究和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室 SiBORG（SiBORG 代表 Simulation、Biomechanics、Robotics 和 Graphics——即模擬、生物力學(xué)、機(jī)器人和圖形學(xué)）專注于理解并改進(jìn)設(shè)計(jì)工作流，尤其是與可達(dá)性、人因和自動(dòng)化相關(guān)的設(shè)計(jì)工作流。Schwartz 與團(tuán)隊(duì)共同為研究項(xiàng)目開發(fā)算法，并將其變?yōu)榭捎玫漠a(chǎn)品。

該團(tuán)隊(duì)使用 Omniverse（一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)多應(yīng)用工作流和實(shí)時(shí)協(xié)作的開發(fā)平臺(tái)）開發(fā)了基于 OpenUSD 的開源代碼，該代碼可以為建筑設(shè)計(jì)自動(dòng)生成復(fù)雜的可達(dá)性圖。這套代碼基于 Schwartz 的研究論文《Human centric accessibility graph for environment analysis》而開發(fā)。

可達(dá)性圖能夠提供與人體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的反饋信息，例如走過某一路徑預(yù)計(jì)消耗的能量、走完該路徑所需的步數(shù)、沿途斜坡的角度等。

通過 Omniverse，團(tuán)隊(duì)可以使用 Schwartz 的代碼來可視化可達(dá)性圖及其創(chuàng)建的路徑。這既可以幫助設(shè)計(jì)師更好地評(píng)估建筑規(guī)范和居住者的安全，同時(shí)還能提供有關(guān)可達(dá)性的重要洞察。

OpenUSD 的作用

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)過程中，對(duì)可達(dá)性和環(huán)境條件的反饋僅限于建筑規(guī)范分析。Schwartz 的工作通過將 Omniverse 和 OpenUSD 無縫集成到設(shè)計(jì)過程中，幫助設(shè)計(jì)師克服這一困難。

以前，為了完成模擬和建模項(xiàng)目中的不同工作，Schwartz 不得不在多個(gè)應(yīng)用之間切換。無論是支持人物模擬的 Unity，還是提供 3D 建模功能的 McNeel Rhino3D，不同工具之間的工作流常常無法銜接。

現(xiàn)在借助 OpenUSD，他可以將自己的研究、Python 代碼、3D 環(huán)境和渲染以及最喜歡的工具整合到 Omniverse 中。

Schwartz 表示：“我喜歡用 Omniverse 是因?yàn)樗茏屛覍?Python 應(yīng)用編程接口（API）與強(qiáng)大的物理、渲染和動(dòng)畫軟件相結(jié)合，我的團(tuán)隊(duì)在 Omniverse 中使用這些靈活的 Python API 開發(fā)了幾乎整個(gè)用戶界面?！?/p>

Schwartz 的團(tuán)隊(duì)使用 Omniverse 將現(xiàn)有的開源 Python 代碼可視化，并與之進(jìn)行交互。該方法不需要開展任何外部工作，比如創(chuàng)建與第三方應(yīng)用的無縫鏈接等。任何兼容 OpenUSD 的程序都可以與該實(shí)驗(yàn)室的多功能數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行交互。

Schwartz 表示：“我們通過 OpenUSD 和 Omniverse，輕松地將數(shù)據(jù)分析和可視化與設(shè)計(jì)流程相結(jié)合，從而擴(kuò)大了我們的研究范圍?！?/p>

運(yùn)行逼真的渲染和模擬

Schwartz 還在 Omniverse 中模擬人群的移動(dòng)和交互。

他通過兩顆 NVIDIA RTX A4500 GPU 加速大型人群模擬和動(dòng)畫，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)可視化。這些經(jīng)過加速的模擬可以幫助設(shè)計(jì)師獲得寶貴洞察，了解行動(dòng)不便者如何在空間中移動(dòng)與交互。

Schwartz 表示：“我們不僅能顯示在哪里放置標(biāo)識(shí)牌最為醒目，還可以通過模擬來將早期設(shè)計(jì)中的路徑進(jìn)行可視化，以此提供可達(dá)性方面的反饋，防止出現(xiàn)建筑規(guī)范方面的問題，并讓用戶能夠打造出優(yōu)越的設(shè)計(jì)?！?/p>

Schwartz 還得到了開發(fā)者和研究者所提供的積極反饋和幫助。Schwartz 表示，這種互幫互助的環(huán)境不僅對(duì)他的工作有所幫助，還助力了該平臺(tái)的發(fā)展。

審核編輯：劉清