来NVIDIA Omniverse 里实现建筑设计新创意

在一个建筑设计项目里，往往需要拥有专业技能的团队，包括工程师、设计师、建筑师等，使用不同的工具和专业软件共同协作完成。有的用 SketchUp 做方案设计，有的用 Revit 生成建筑信息模型，有的用 Rhino 和 Grasshopper 来参数化定义建筑物屋顶或立面设计，后期还会用 Blender 做动画，用虚幻引擎做交互式场景。按照以前的工作流程，需要一个人完成自己的工作，再通过导入导出的方式交接给另外一个人进行进一步的设计和处理，而且经常会出现格式不兼容的问题。这样就会导致项目的设计周期变长，还会因为受到繁琐的导入和导出的困扰，经常导致错误、模型损坏和时间损失等问题。

君欲善其事，必先利其器。集齐了这几个 DCC 软件，就可以召唤 NVIDIA Omniverse 了！

NVIDIA Omniverse是一个实时 3D 设计协作和模拟平台，能够将线性流程转换为实时同步创建，满足设计团队跨软件跨地区协作，还能实现高品质的渲染和快速迭代设计，从而简化工作流程，缩短设计周期。现在，Omniverse 已经支持很多建筑设计领域相关 DCC 软件进行连接，如 3ds Max、ArchiCAD、CityEgine、Blender、ParaView、Revit、Rhino（包括 Grasshopper）、SketchUp 等。

通过 NVIDIA Omniverse 能够实现实时协同设计，使用不同软件的设计师可以将数据集成到 Omniverse 平台进行设计更改，每个变更都会实时同步给其他人，并且以高质量的渲染效果呈现，所有团队成员，甚至是客户，都可以在 Omniverse 中实时查看这些更改，所见即所得！最终大家在同一个平台中实现实时、异地、跨软件协作。

而这一切的基础，就是基于 Pixar 的 USD（Universal Scene Description，通用场景描述）。NVIDIA 将其视为 3D 世界的 “HTML”。

有了它，设计数据之间可以打通，不同设计人员可以在不同的软件应用间同步所有的资产。USD 不仅仅是 3D 几何图形的文件格式，可以描述具有各种对象、纹理和照明的复杂场景，还可以包括对其他地方托管的资产的引用、属性继承和分层功能，允许对单个场景进行非破坏性编辑，并有效地重用资产。

而且这些工作流是并行发生的，比如其中一个设计师可以更改灯光属性，另外一个设计师可以添加材质，分开协作，互不干扰，非常开放。

除了跨软件异地协同外，不得不提的是 Omniverse 的实时光追效果和仿真模拟功能。Omniverse 能够提供物理级精确的逼真度和实时渲染，它利用 NVIDIA RTX GPU 中的 RT Core 实现光线追踪，并利用 Tensor Core 进行 AI 降噪和缩放，进而提供实时渲染。同时，Omniverse 支持 NVIDIA 材质定义语言（ MDL），具有非常丰富的物理级精确的材质表现，现在也已开源，供开发人员使用。

Omniverse 的仿真模拟功能也非常强大，现在一些模拟分析工具已经可以与 Omniverse 实现联动，来进行建筑物的采光分析、风洞测试等，从而优化建筑性能。比如，SimScale 可以利用云端 NVIDIA GPU 的强大功能进行微气候分析，还可用于快速评估建筑物内以及周围的人行道风力舒适度。

一切就绪之后，呈现出来的动画或者渲染图就可以通过串流 VR 或者 AR的方式实时展示到任何设备上供客户查看。客户也可以在前期设计环节中就参与进来，实时查看和反馈，这样可以确保结果符合预期，加快项目进程。

答疑解惑

NVIDIA Omniverse 的生态系统还在不断的扩大和完善，很多小伙伴还处于不断地探索新技术的过程中，在此，整理了一些用户关注度较高的问题进行答疑解惑：

Q：对于现在的建筑领域有很多建模软件，Omniverse 以协同作为一个切入点，对于现有的工作流需要增加一套软件，是否会带来额外的成本？收益和成本是否能平衡？

A：其实长远来看，反而会节省很多成本，协同只是 Omniverse 其中的一个重要特性，用户可以使用不同的软件和工具，然后利用 Omnvierse 去做一个整合和可视化输出，这就大大节省了我们平时做项目的可视化成本。所见即所得，Omniverse 中的一些功能就可以在时间、人力、物力成本上节省很多，还有其背后以 USD 为基础的实时协作以及 Nucleus 服务的数字资产管理，对于很多企业来说，也解决了一些数字化转型的痛点，包括项目中关于物理仿真、深度学习的需求也可以在 Omniverse 中完成。Omniverse 本身可以从很多方面切入到我们的日常工作流程中，能够节省成本，提高工作效率。当然学习成本是有的，从长远来看，利大于弊。

Q：在多人协同方面，从Revit等工具导入的文件格式，材质、网格等数据上如何保持完全兼容？另外，Omniverse 作为协同的平台，Create 应用可以做哪些工作？

A：USD 是指通用场景描述，实际上是一个描述文件，将不同的 DCC 文件导入之后，它是使用一个树形结构来呈现的，所有的材质、模型、网格、摄像机等会用不同的层级显示出来，比如 Revit，从树形结构来看，可能支持族类型、物件类型的导入，更深一层的比如墙体的厚度、墙体的构造这些信息可能暂时导入不进来，但可以通过进一步的定制开发进行读取。

Omniverse Create 可以看作是一个场景编辑器，通过 Omniverse Create，可以将来源于不同的 DCC USD 文件整合在一个场景里面，并做进一步的处理，比如材质的细化、环境的设定或者通过 Omniverse 的第三方插件工具比如 PhysX 物理引擎、Action Graph 或者其他一些定制开发来完成互动需求或者仿真模拟等。

Q：有了 Omniverse 是不是其他 DCC 的软件都不需要了？是否可以使用 Omniverse 开发模型？

A：并不能这么理解，从出发点来看，Omniverse 和 DCC 软件的定位不一样，虽然 Omniverse 支持网格、各种渲染材质，甚至支持 NERBS，而且通过 USD 的灵活性以及一定的定制开发，可以做到类似 DCC 软件的建模功能，但是相比于在细分领域深耕多年的 DCC 软件来说，还是一个事倍功半的过程。可以这样来理解 Omniverse 和 DCC 软件的关系，其实就是一个平台和数字资产的关系，不同的设计师通过不同的 DCC 软件进行数字资产的设计，而 Omniverse 则是一个整合平台，通过 USD 将这些资产无缝地转换进来，并且可以在 Omniverse 平台里面进行互动编写和定制开发。

Q：Omniverse 对大场景的展示能力如何？能否支持一个园区规划，甚至是一个行政区的规划的展示？

A：这个完全没有问题，这也是 Omniverse 的强项。Omniverse 能够支持大场景，而且支持多 GPU 的加载。场景越大，对于网格等信息的加载会很多，如果能够用多 GPU 并存去跑的话，会提升模型的运行速率以及流畅度。

Q：现在建筑的室内设计应用场景非常多，对于室内设计行业通过 Omniverse 能达成怎样的工作流？

A：常规来说，室内设计用 SketchUp 软件的用户可能会多点，Rhino 和 SketchUp 可以使用 Connector 建立联系，SketchUp 中很多场景的库可以利用 Live Sync 功能实时联动到 Omniverse 中，所看即所得。如果需要额外定制，Omniverse 中有个功能可以把一些点云模型和现场扫描文件载入进来，作为前期的方案研究或展示对比，比如向客户展示室内设计前后直观的场景对比。最后的输出有几个方式，一是通过 Omniverse View 的窗口预览或者通过 Streaming 的方式发送给客户，客户可以看到最终的场景表现，并进行动态浏览。另外一种方式可以通过 VR/AR 的设备，让客户体验设计成果。