元宇宙的存在意义，让虚拟赋能现实

当Facebook正式更名为Meta，元宇宙（Metaverse）一词更加备受关注，现在就连电信运营商也开始投资成立元宇宙概念的公司。这个来自科幻小说《雪崩》中的“Metaverse”，在被创作之初，就被用来指代一个虚拟的星球城市。

如今，很多人都在憧憬进入元宇宙的虚拟世界，在其中寻找另一个世界中的新生活。不过，或许更应该对此进行双向思考，元宇宙的虚拟又能给现实带来什么，使其更具存在的意义，如同曾经的美洲之于大陆，虚拟新大陆的创新号角正在吹起。

构建虚拟世界

谈及元宇宙愿景，则不得不先关注虚拟世界的构建，作为一个世界，自然需要有虚拟的外貌，同时还有一项容易被人们所忽略的关键，那就是各种物理定律的运行。

谈及Facebook改名Meta，一个有意思的现象是，该消息一出之后，英伟达的股价一度暴涨。事实上，英伟达目前确实已经具备了构建元宇宙的技术能力，通过该公司的Omniverse平台就能创造出一个全新且真正的虚拟世界。

“Omniverse是NVIDIA在整个工作体系中的巅峰之作，原因在于它能把领先的图形计算、物理模拟和人工智能全部融合在一起。”NVIDIA中国区高级技术市场经理施澄秋在近期举行的媒体沟通会上表示。

Omniverse平台是物理级准确的3D虚拟世界的“连接件”，拥有 AR、VR 和多 GPU 渲染等新功能，并集成基础设施和工业孪生应用程序与Bentley Systems和Esri的软件。目前，已经有多家公司开始利用Omniverse平台来进行创作，自去年12月发布公测版以来，已有70,000 多个创作者下载，涉及的公司包括宝马集团、CannonDesign、Epigraph、Ericsson、建筑公司HKS和KPF、Lockheed Martin以及Sony Pictures Animation。

本月初的GTC大会，英伟达发布了该平台的新功能：合成数据生成引擎Omniverse Replicator，生成用于训练深度神经网络的物理模拟合成数据。另外还发布了两个用于生成合成数据的应用，其中DRIVE Sim用于承载自动驾驶汽车数字孪生的虚拟世界，Isaac Sim用于可操纵机器人数字孪生的虚拟世界。

形象的来说，Omniverse Replicator类似于复制器，可以把建模做成一个相应的模组。在拥有NVIDIA Modulus数据库的前提下，数据用Omniverse Replicator复制器去复制出来，就可以合成一个大规模应用场景，应用复制器可以让开发者搭建自己的AI模型，来填补真实世界中间事物的空缺。

这个大规模应用场景就可以是一座城市，如通过DRIVE Sim则可以还原初真实世界中的实际效果，相关的物理效应都能够在虚拟环境中运转。最终可以构建出一个虚拟且真实的环境，进而为后文将介绍的赋能现实埋下伏笔。

构建虚拟个体

有了具备真实物理定律的虚拟世界，如同有了一个满足生存环境所需的星球。那么，下一步就需要让这个世界拥有虚拟个体。

这就不得不提起本次Omniverse的新能力Omniverse Avatar，也就是那个打造出了黄仁勋数字分身的技术。该平台连接了NVIDIA的语音AI、计算机视觉、自然语言理解、推荐引擎和模拟方面技术，是一个能够用于生成交互式AI虚拟化身的技术平台。

实际上，在GTC大会上，黄仁勋展示的两个数字分身案例，数字分身Toy-me与Project Tokkio均依托于Omniverse Avatar平台。从演示案例中不难发现，不仅能够虚拟出一个活灵活现的虚拟角色，还能模仿现实世界中黄仁勋的面部微表情、语音语态，并且能够与其他人进行自然交流。

通过OmniverseAvatar，实现了将语音、语速、语调、感情，投射到黄仁勋数字分身脸部的过程，其中涉及到了一个复杂全方位的系统组件集成。例如，利用Riva以自然语言处理方式来提取声纹，把人工智能计算处理的文本文字，用黄仁勋的声音合成出来；当进行不同语种表达时，利用 Audio2Face的方式投射到面部，保持嘴形与所述语言一致；利用对自然语言的理解，Maxine 530B超大型的语言模型，可以识别理解生成人类语言；利用Maxine合成安静的环境，保证无论任何环境都能保持语音的清晰，消除周围噪音。

与此同时，Omniverse的新功能还对于目前进入虚拟世界的AR、VR设备提供了更多支持。Omniverse VR支持开发者在平台上构建自己的VR工具，最终用户可以直接享受VR功能；Omniverse XR Remote提供AR功能和虚拟摄像头，支持设计师查看他们通过iOS和Android设备全光线追踪的资产；企业级沉浸式串流框架NVIDIA CloudXR也集成至Omniverse Kit，允许用户以交互方式将Omniverse体验串流至他们的移动AR和VR设备。

元宇宙赋能现实

从上文所提到的DRIVE Sim或Isaac Sim内容就能看出，Omniverse平台对于现实有着极强的赋能潜力，无论是企业通过其构建数字孪生的虚拟世界，还是个人打造自己的数字分身，均能让虚拟对现实实现赋能。从数字孪生的虚拟世界角度看，就好比人类拥有了一个平行世界，在这个世界中可以模拟现实中不好模拟的事件，最终将实验结果回馈于现实。

现实之中的自动驾驶测试，就只能集中在固定的范围内，对于突发事件的测试，也有着局限性。通过DRIVE Sim，在实现真实世界中的LED屏闪、动态模糊，其他车辆的激光雷达、多普勒效应、弥漫效应等各种还原后，再利用DRIVE Hyperion 8的自动驾驶工具包，就能实现在虚拟世界中的自动驾驶训练，甚至还能模拟野生动物的出现，这类在现实中无法刻意模拟的路面情况。训练好的模型可直接通过DNN的方式部署。

数字孪生的虚拟世界环境还能对网络部署给出有效参考，尤其是对于更大站址规模的5G网络来说，在城市中的部署已变得越发复杂。爱立信就针对5G网络的部署通过Omniverse构建了数字孪生，用来准确模拟5G基站与环境之间的交互作用，从而更大程度地提高性能和覆盖率。在实践过程中，Omniverse可允许爱立信跨动态环境元素准确模拟网络性能，NVIDIA RTX 加速的实时光线追踪允许研究人员实时查看城市每个点的信号质量的精确表示，帮助爱立信进行如波束成形技术的尝试，并随时可获得虚拟世界所给出的网络信号、性能及覆盖情况的反馈。

对于个人的生活工作来说，虚拟的数字分身，能够让我们的线上交流更加真实。无疑在未来，所有人均可以通过虚拟人偶的形式在线上进行更真实的交流，通过VR设备，还能够获得更真实的临场体验。同时，Riva、Audio2Face、Maxine530B等技术，一方面保证了交流过程中的真实感，甚至让微表情语言同样能够反馈在虚拟世界，另一方面也为人类的跨语言交流提供了更多机会。即便是对于目前的在线视频会议而言，通过数字分身技术，还能让与会者在需要查看资料、翻看其他电子设备时，视频中的形象仍可以保持一种随时专注于屏幕的状态，提升网络会议的沉浸感。

另外，Project Tokkio还可以为现实带来更高效的虚拟客服体验，餐厅就可以利用该技术在自助点餐机中部署会说话的机器人，让虚拟客服更加具有亲和力，更能理解客人的喜好，同时还能实现精准营销。

显然，元宇宙的创新纪元正在开启，它不仅开启了另一个新大陆，也正在赋能当下的现实世界。