NVIDIA Omniverse最初应用于动画、影视等领域，但随着工业场景对数字化需求的加深，它正快速演变为构建工业元宇宙的关键平台。为增进大家对NVIDIA Omniverse的认识，本文将对NVIDIA Omniverse的基本内容以及NVIDIA Omniverse数字孪生步骤予以介绍。如果你对NVIDIA Omniverse具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、‌NVIDIA Omniverse基本内容

‌NVIDIA Omniverse‌是一个基于Pixar USD和NVIDIA RTX技术的开放式平台，专为3D设计协作和实时仿真而设计。它通过统一场景描述（USD）格式，实现了不同3D软件之间的无缝协作，显著提高了生产效率。‌

1、主要功能和特点

‌3D设计协作‌：Omniverse支持多人同时在线协作，用户可以在同一虚拟环境中实时编辑和反馈，特别适合复杂的项目和大规模的创作团队。

‌实时仿真‌：利用NVIDIA RTX技术，Omniverse能够进行高质量的实时光线追踪渲染，提供真实的光影效果和材质模拟。

‌跨平台兼容性‌：Omniverse基于USD格式，支持多种设计和创作工具，如Autodesk、Adobe、Unreal Engine等，用户无需离开平台即可使用熟悉的软件。

‌开放标准‌：基于开源标准如USD，用户可以灵活地集成各种外部工具和插件，确保平台的可扩展性和灵活性。

2、应用领域

‌虚拟现实与增强现实开发‌：支持AR/VR项目开发，创建沉浸式体验。

‌游戏开发‌：提供创建和测试3D游戏世界的工具平台。

‌建筑设计和工程‌：允许建筑师和工程师进行虚拟建筑设计、空间规划以及结构模拟。

‌动画和电影制作‌：动画师和电影制作团队可以利用Omniverse进行实时协作，提升制作效率。

3、技术背景和支持

Omniverse的核心技术包括Pixar USD格式的统一和NVIDIA RTX的图形处理能力。USD格式为3D文件的标准化提供了基础支持，而RTX技术则提供了强大的光线追踪和AI计算能力，显著提升了图像渲染与模拟分析的效率。

二、NVIDIA Omniverse数字孪生步骤

NVIDIA Omniverse 软件实现数字孪生需要经过三个步骤:全保真数字化、合成数据生成和自定义3D流程编排。

1、全保真可视化

定义：CAD级精度、实时的超写实可视化。

特点：能够引入CAD级精度的大规模数据集,并实现实时可视化;集成来自多个工具的3D数据集;充分利用多GPU计算资源。

NVIDIA Omniverse是一个易于扩展的平台,可以实现3D设计协作以及可扩展的多GPU实时逼真仿真。Omniverse中的材质、物理学、物理精确、实时光线跟踪和路径追踪渲染能够助力实现全保真可视化。

宝马集团使用Omniverse构建工厂的大规模数字孪生。

亚马逊拥有 200 多个机器人设施,每日可处理数百万个包裹。其运营十分复杂,需要超过 50 万个移动驱动机器人来为仓库物流提供支持。Amazon Robotics 正在利用 Omniverse Enterprise 和 Isaac Sim,构建 AI 赋能的仓储数字孪生,以更好地优化仓储设计和流程,训练更智能的机器人解决方案。

2、合成数据生成

定义：生成用于训练感知网络的物理精确的3D数据。

特点：可扩展,利用多GPU计算资源;可大幅缩短训练时间 。

通过使用NVIDIA Omniverse平台的核心材质、渲染技术,可以生成与现实无异的物理精确数据。Omniverse中有多种合成数据生成的工具,包括:NVIDIA Isaac Sim replicator、DRIVE Replicator、NVIDIA Omniverse Replicator。这些合成数据生成工具也可以与NVIDIA TAO、Isaac Sim、NVIDIA DRIVE Sim、NVIDIA Metropolis协同部署。

百事公司正考虑利用 Omniverse Enterprise 和 Metropolis 支持的数字孪生,提升其供应链在 200 个地区市场中 600 多个配送中心的效率和环境可持续性。

3、自定义3D流程编排

定义：在软件应用中构建自定义工具。

NVIDIA Omniverse平台是一个参考开发平台,开放且易于扩展 [37]。在Omniverse Kit中,用户可以构建自定义工具。Omniverse为用户提供构建模块,以建立用户自己的Connector(连接器)、扩展程序或应用程序。用户可以使用NVIDIA的渲染、模拟、材质等所有核心技术,而无需自己动手构建。在Omniverse中,用户无需重建整个3D工作流程,仅通过建立工具,即可实现连接、增强、扩展。