迎接图形革命新时代，NVIDIA源源不断的革命驱动力从何而来？

　　图形界面一直是ICT应用的入口，而从SIGGRAPH 大会上可以看出一场图形革命已经到来。以往的图形界面革命，都曾使得ICT应用的用户倍增，而这一次，图形革命却可能将我们引入另一个未知的世界。换句话说，这次蓄力很久的革命所带来的不仅是量的变化，还可能是一场质的飞跃。这让我们有动力去探寻图形革命的成因，SIGGRAPH 大会也因此而成为了一个展示革命驱动力的舞台。

　　图形的革命

　　为了进一步了解图形的作用，我们需要把时光拨回到靠打孔机记录信息的年代。那个时候，计算技术只属于少部分专家。当进入操作系统可以由用户操控的的UNIX和DOS时代，用户必须在空旷的黑屏上敲打出一行行命令行，才能完成操作时，就算是PC已经进入了家庭，其操作权也只属于完成了痛苦的初阶训练的用户。而当图形界面出现在操作系统里时，用户仿佛一下子进入了明亮的动物园，计算技术才真正迎来了属于自己的流行时代。

　　图形界面带来了用户数量的激增，这为互联网走入千家万户，去改变人们的工作和生活创造了必要的条件，图形界面也因此迎来了更多创新。当元宇宙成为了互联网新的进化形式时，图形界面也就不仅仅是ICT应用的入口，同时也要成为元宇宙这个新兴世界的入口，图形界面也因为需要操控更复杂的应用因而需要寻求人工智能的更多帮助。

　　NVIDIA 首席执行官黄仁勋先生认为，AI、虚拟世界和数字人已经成为了引发图形革命的三大驱动力。他表示：“元宇宙是互联网的再次演进，而 AI 和计算机图形技术的结合将为元宇宙提供动力。数字人虚拟形象将成为未来广受欢迎的机器人形式之一，将为这个领域注入更多生机与活力。”

　　多年以来，NVIDIA一直致力于加速图形技术发展，而在此次SIGGRAPH 大会上，黄仁勋谈到，NVIDIA发布了一系列创新成果，将进一步推动元宇宙的发展，这将带来一个新的计算平台，具有新的编程模型、架构和标准。

　　革命的驱动力

　　显然，经过多年的技术积累，NVIDIA已经准备好了，正在用创新为这次图形革命提供源源不断的驱动力。这其中的代表，就是基于 USD (Universal Scene Description) 的开放平台——NVIDIA Omniverse，用于构建和连接虚拟世界。此平台在本次 SIGGRAPH 大会上，宣布了诸多重大升级。

　　针对数字人虚拟形象的打造，NVIDIA发布了Omniverse Avatar Cloud Engine(ACE)，它能够为游戏、聊天机器人、数字孪生和虚拟世界的开发者提供用于构建和部署交互式虚拟形象的云原生 AI 模型，也能够让用户更轻松地构建和自定义栩栩如生的虚拟助手和数字人。通过将这些模型和服务迁移到云端，ACE 使任何规模的企业都能够立即获得创建并部署助手和虚拟形象所需的大规模算力。这些助手和虚拟形象能够理解多种语言、响应语音提示、与环境互动并提供智能建议。

　　ACE带来了一系列新的应用。其中，Project Maxine 为虚拟协作和内容创建应用带来了最先进的视频和音频功能，Project Tokkio 则赋予交互式虚拟形象以视觉、感知和智能对话能力，并使虚拟形象能够提供建议，以提高餐厅等场所的客户服务水平。

　　不能不提的还有Omniverse Audio2Face，直接通过音频文件创建面部动画的 AI 工具，其推理和生成逼真情绪的新功能为 AI 动画带来了巨大的飞跃，可用于制作所有面部特征动画。

　　而说到人工智能，NVIDIA在今天已经变成了一家人工智能公司，其产品已经与AI更为紧密地结合在了一起。

　　以神经图形为例，它是将 AI 和图形学相结合的新领域，可以用来创建能够从数据中学习的加速图形流程。要制作出在物理世界中看起来无异的物品需要耗费很长的时间，更复杂的是有时需要让多个物体和角色在虚拟世界中互动。模拟物理已变得和模拟光线一样重要，但完全做到这一点很难。除了产品设计外，它还影响到交通运输、医疗、电信、娱乐等多个万亿美元的行业。最终，在虚拟世界中创建的内容数量将超过在物理世界中创建的内容。

　　为了简化和缩短这一流程，NVIDIA在大会期间发布了新的研究和多款工具，这些工具将神经图形应用于创建、动画 3D 物体和世界。这些 SDK 包括为行业标准 OpenVDB 带来突破性更新的 NeuralVDB，以及建立神经场研究框架的 Pytorch 库——Kaolin Wisp 。它们不但简化了设计师的创作流程，还使数百万非专业设计人士也能轻松创建 3D 内容。

　　而针对虚拟世界，NVIDIA发布了用于科学数字孪生的 NVIDIA Modulus 的连接。物理机器学习框架 NVIDIA Modulus 现已可用为 Omniverse 扩展程序。经 Modulus 训练的物理机器学习模型可提供近实时的性能，根据不同的应用，其速度可提高 4000 甚至 100000 倍，并且具有前所未有、更接近高保真模拟的准确性。Modulus 已成为了NVIDIA Earth-2 等科学数字孪生的基石之一。

　　可以肯定的是，NVIDIA在接下来的时间里还会源源不断地发布创新成果，为这场图形革命继续提供驱动力，而这最终将把我们带入一个全新的世界。

　　不一样的世界

　　图形革命将带来了一个全新的世界，关于这个世界的特性，听听拥有 54 年从业经验的Donald Greenberg的观点，就再明白不过了。在被问及设计的未来时，Donald Greenberg 举起了一个人体主动脉的模型：“我儿子在成为克利夫兰诊所的血管内心外科医生后，聘用了我的一名学生，使用 CAT 扫描并构建了主动脉瘤的数字 3D 模型。”这些模型使定制支架非常适合患者，患者在植入支架后很快就可以出院。

　　是的，计算机图形在今天已经成为了各种人类企业中的重要组成部分。数字孪生也一定会带给我们一个不一样的世界，更为重要的是它还将带来我们无数新机会。

　　这场已经开始的图形革命让我们充满了期待，我们更期望了解这场革命的进程。Omniverse 和仿真模拟技术副总裁Rev Lebaredian向我们介绍了这场革命。他说：“我们处在一个很特别的时期，因为我们终于拥有了能够创造数字孪生的算力、技术和网络，同时我们对于相关的物理规则和世界的运作方式也有了足够的理解。因此，我们会在未来十年内不断构建和推动数字孪生的发展，这将会是一个长期的过程。在这个过程中，我们明年解决完数字孪生问题之后，并不是就没任何事可做了，NVIDIA会持续不断地推进这方面的技术进步。”

　　值得一提的是，并不只是NVIDIA在支持这场进步。NVIDIA在本次SIGGRAPH 大会期间，还发布了一项发展通用场景描述(USD)的大型计划，准备将该3D世界的开源和可扩展语言发展成为开放元宇宙和3D互联网的基础。NVIDIA这样做实际上是在诸多合作伙伴之间搭了一座桥梁，让皮克斯以及Adobe、Autodesk、西门子等多家行业内领先的企业联合起来，一起推进这场革命。

　　对此，Rev Lebaredian进一步解释说：“我们与西门子建立了长期合作关系，我们两家公司都致力于构建数字孪生，这对行业至关重要。因为只有大量应用数字孪生，我们才能创造出一个可持续的世界，制造出使气候变化最小化、能源使用最少化，同时生产力最大化的高效系统。我们和西门子合作的第一件事就是要连接他们所有工具，因为西门子的工具已被广泛用于几乎每个行业的产品设计、工厂以及机器人制造和编程等一切工作。我们将在Omniverse中连接这些工具，这样就可以为正在建造的产品，构建出精确到每一个细节的完整数字孪生应用。”

　　这种合作的效果马上就将会呈现出来，Rev Lebaredian透露：“西门子接下来要推出的更新非常独特，西门子正在构建可以连接NVIDIA和物理世界的内容，包括带有传感器和执行器的设备，以及位于工厂、医疗设备等内部的控制器。它们将连接虚拟世界和现实世界。我可以保证的是，NVIDIA的计算技术与西门子的操作技术结合后将产生特别的结果，但这一切将首先从连接他们的数据资源和Omniverse工具开始。”

　　可能图形界面补嵌入操作系统时，多数技术人员只会想到这将给用户带来便利，却不曾想到由此带来的便利性让如智能手机这样的计算设备会进入我们每一个人的手中，成为我们工作和学习的一部分。那么，数字孪生和元宇宙呢?也许确如那句著名的台词所言：生命就像一盒巧克力，你永远不知道你会得到什么。