在 NVIDIA Omniverse 开发元宇宙，听听「过来人」怎么看？
在 2022 年的 NVIDIA Omniverse Code 竞赛中，来自中国团队的两个作品获奖。湖南省建筑设计院集团股份有限公司创新研究院-数字研究院团队的两位设计师分别获得场景修改器和操控工具奖、Omni.ui 奖。
近日，该团队分享了参与首届 NVIDIA Omniverse Code 竞赛的感受，借由此次参赛经历，团队成员期待与 NVIDIA Omniverse 生态共同成长。
湖南设计院参赛团队
事实上，对于湖南省建筑设计院团队而言，这是一次有「预谋」的参赛。湖南省建筑设计院孙昱院长在半年多前走访调研数字化相关企业时，就为团队选中了前景广阔的 Omniverse。他表示：「基于 Omniverse 这样的平台型产品做设计开发，可以从底层到表层有更深入的认知和更长远的考虑，而不是满足于插件式开发，这对团队长期成长有着更充分的保护作用。」最终，他带领的团队通过本次参与 NVIDIA Omniverse Code 竞赛，收获了从零到一的成长，也种下了更大的「野心」。
基于开放生态的竞赛
作为创建和运行元宇宙应用的平台，NVIDIA Omniverse 让项目团队可以随时随地针对同一 3D 模型开展协作，同时更大限度地提升工作效率、增进沟通和提高创新能力。
不同于其他 3D 平台，Omniverse 选择开放生态。一方面，NVIDIA 官方对 Omniverse 里组件功能的更新速度非常快，经常可以看到强大的新功能推出，如 Kaolin，ToyBox 等；另一方面，很多自由开发者也可以热情地贡献自己的 Extension 样本。对于后者而言，Omniverse 的开放性是最看重的因素——基于 Kit 开发的 Omniverse 各种插件、微服务与应用为其构建了一个丰富且生命力强大的生态。
为了进一步激发 NVIDIA Omniverse 的生态活力，2022 年，首届 NVIDIA Omniverse Code 竞赛面向开发者、工程师、技术美术师、业余爱好者和研究者展开。比赛的内容是使用 Omniverse Kit 和以开发者为中心的 Omniverse 应用——Omniverse Code 构建一个 Omniverse 扩展程序。参赛者可以创建以下的 Python 扩展程序来参加 Extend the Omniverse 比赛：
- 布局和场景创作工具
- 带有 Omniverse Kit 的 Omni.ui
- 场景修改器和操控工具
全球各地多个行业领域的选手角逐本次竞赛，而本次分享的团队——湖南省建筑设计院主要围绕建筑设计行业的参赛体验。
一个团队的成长之路
分享会上，孙昱院长介绍了参赛团队优势：作为拥有建筑学专业背景的跨界编程开发人员，参赛者（此前）大都来自传统设计企业内的数字化相关岗位。因此，他们对工程建设行业尤其是设计院的业务逻辑较为熟悉，可以通过敏锐把握需求自行开发，而不需要进行长时间的需求调研与分析。
也正是因为对客户痛点需求的理解，湖南设计院团队选择用 Omniverse 开发。「过去，设计行业今天晚上改了图或者模型提给甲方，甲方在图或者模型上勾勾画画，然后把意见返回来，你再去改再去看……设计行业很多重复性工作就这样造成了。」一位参赛者陈梓绵称：「最开始最吸引我们的就是 Omniverse 可以做到实时跨平台协同，我们用 iPad、AR 或者头戴 VR（等不同终端）可以实时看到设计项目，而且是以光线追踪的实时渲染效果去呈现的，这（些）是其它平台现在做不到的，对设计行业来讲是一个颠覆性的变化。」
除了跨平台协作能力，团队成员还看重了 Omniverse 的其他特性，比如跟 NVIDIA 硬件的深度绑定、涵盖不同行业的功能模块、开发门槛相对比较低、支持模块化定制开发等。
孙昱补充道：「我们是一个初创团队，（如果）基于传统的、已经开发成熟的软件去做开发，很难在短时间内取得一定的成效，或者超越其它已经耕耘多年的团队，但如果是在一个比较新的平台或者生态去做自己的开发，我们就可以很快地将自己的开发技术和对行业的理解变成一种优势，团队（也）能够以此短期获得成绩和关注，（从而）让团队更加有凝聚力、树立更长远的目标、获得一定的企业支持和外部关注，而不是像以前的 AEC 开发可能很长时间看不到正反馈。」
在首届 NVIDIA Omniverse Code 竞赛中，该团队有两位设计师的作品获奖，分别来自吴平凡和贺成。
- 吴平凡凭借「SunPath 扩展程序」获得了「场景修改器和操控工具奖」。
基于过去设计建筑时的经验——自然采光的重要性及其对设计的影响，他希望自己设计开发的扩展程序能帮助建筑设计师、城市设计师和任何希望在设计中实现光线实时互动的用户更加「直观」地控制阳光。他表示：「Omniverse 目前的灯光系统比较完善了，但是对于太阳光的控制还不够直观，所以我拓展了 USD 灯光的场景。」
在开发 SunPath 这款插件时，他在技术上主要参考了官方给出的案例、外部 Python 包的运用、合理文件结构和 UI Scene Api 的运用。他解释道，算法和 UI 都基于 Python 开发，从一开始梳理出技术路径到实际着手开发，技术还是很容易跑通的。此外，他惊叹于 Omniverse 渲染技术，称 Omniverse「使测试场景非常逼真，所见即所得！」
- 贺成则凭借作品「Exploded View 扩展程序」获得了 Omni.ui 奖。
此次他在 Omniverse 上开发的一键生成爆炸图插件 Exploded View 主要关注的是对 USD 本身几何属性的调用和操控。插件巧妙的利用了 Omniverse 对组件进行 Group 后能自动计算其共同几何中心的特性，再分别读取每个组件自身的几何中心，进行爆炸距离的计算。
贺成的灵感是成为「首位在工作流中尝试如何使用 Omniverse 的建筑师。」他表示，「新的『Exploded View』扩展程序在建筑和机械工程等众多领域显示产品细节时非常有用」。他希望引导建筑、施工和制造领域的人员使用 Omniverse 来丰富其现有工作。」平日，贺成的工作包括研究和开发建筑领域的新兴技术，包括 AI 设计、计算设计、建筑渲染、BIM 工作流等。
此外，在分享参赛经历时，湖南设计院团队坦言，虽然只有两周的参赛时间，但遇到了不少挑战。在遇到问题时，团队与 Omniverse 官方的及时沟通让参赛者体验和 Omniverse 平台的开发生态都越来越完善。
吴平凡举例说，「Omniverse 比赛有过延期，我在最初的截止时间前提交并在媒体上发布了我开发的作品。官方媒体很快给了我回应，包括 Omniverse 团队的技术人员马上给了我技术上的支持，团队 Leader 都有亲自给我指导。现在我们也有联系，官方对我们这些开发者还是给予了足够的重视。在还没有获奖的时候我们至少搭上了这条线，往下做这些工作，我们对开发会更有干劲，因为技术上的难题不像我们刚开始做是摸着石头过河，现在有了更稳的根基往下进行。」
对此，NVIDIA Omniverse 业务经理彭斯巍补充道：他们对 Omniverse 的学习和兴趣度都是非常主动的，经常会抛来一些比较困难的问题来问我们，NVIDIA 的系统架构师也对这些问题非常感兴趣，不懂的我们会请教总部。NVIDIA 中国的团队和湖南院的团队是在经历彼此学习和成长的一个过程。
这次参赛经历也让湖南设计院团队对未来有了更具体的想象。
贺成表示，「在 NVIDIA 开发者社区可以点开所有开发者官方的样例，看到源代码，这种非常自由开放的氛围也感染了我们，给了我们开发下去的动力和技术开发的路径。另一方面，团队总结出来一套传统行业在新技术和元宇宙这样的新兴话题中怎样去运用、怎样做开发的一套比较完整的工作体系，同时也和国外团队保持密切的技术交流，所以对后续的开发计划更有信心，现在也在逐步往前推进。」
孙昱认为，这次的参赛团队是更偏向传统设计，湖南设计院的其他十几位同事，更多是在做数字孪生相关的工作。这次做 Omniverse 相关工作是在数字孪生和传统设计之间构建一个桥梁。
未来，他希望通过 Omniverse 解决建筑设计行业中算力无法解决的一些问题，例如在智慧城市的构建中的问题。通过 Omniverse 平台的持续开发能够解决这个行业内持续多年解决不了的问题。通过 Omniverse 的持续开发实现建筑行业、传媒行业、娱乐行业和游戏行业之间更好的互通互联，实现更加多元化的行业升级。
在 Omniverse 自定义工作流
在了解 Omniverse 的过程中，参赛者对它的认知也发生了变化。
过去，外界对 Omniverse 了解不多，而建筑行业更是把他当作一个高保真的可视化工具用来做方案展示。
但通过参加 NVIDIA Omniverse Code 竞赛进一步了解 Omniverse 后，贺成认为，哪怕就建筑设计行业，Omniverse 更大的价值在于以 Connector（连接器）实现了不同设计软件如 Rhino,GH,SU 之间的连接，以 Nucleus 实现了不同设计人员的工作协同，以及更重要的：通过 Omniverse 这个元宇宙平台，本身数字化程度较低，急需革新的建筑行业能够与其他不同的新兴行业，如机器人，AI，动画，VR 等直接产生交集！
吴平凡进一步表示，他们对 Omniverse 的平台策略有了进一步认知。他说：「对于元宇宙如此庞大的议题，是需要各行各业的人加入来共同研究它。Omniverse 基于 USD 格式，使许多软件得以整合，是目前比较好的值得探索下去的工作流！」
事实上，作为一个平台性质的软件，Omniverse 并不是要去填补所有设计师需要的功能，该平台最重要的价值就是开放与协同。因为这个行业中不同公司的软件有不同的使用习惯，可能也有不同的要求，很多设计师切换不同的设计需求时都需要切换软件，这种切换过程会降低工作效率。Omniverse 最大的作用是设计师可以在这个平台上根据自己的需求，比如行业的、产品的、公司的需求来设计最适合自己的开发流程，这是 Omniverse 的特点。
对此，彭斯巍解释道：「NVIDIA 开发的 Omniverse 这个平台并不是针对某个行业定制，并不只是给 AEC，如果只是定制肯定会结合 AEC 所有用户需求去做这些功能，Omniverse 就是广泛性的、所有行业都可以用的平台。这个平台是很开放的，很多客户需求很特别，没有办法直接满足，需要客户用我们的平台开发属于自己的功能，所以就会有 SunPath。这个功能很好地证明了 NVIDIA 平台的开放性，客户需要的功能都可以自己开发出来，最后结果的呈现并不会亚于别的软件已有的功能，我觉得这是唯一的目的。」
对于 Omniverse 在中国的发展，孙昱认为：Omniverse 和其它元宇宙引擎有所区别，一些元宇宙引擎在其它领域已经深耕多年，有了比较成熟的工作流，更加偏向娱乐行业而不是 AEC 行业。而 Omniverse 的特性就是对每个行业都比较公平，跨行业的属性是更强的，而且跟硬件、算力都高度绑定。Omniverse 在国内的发展是随着各个国家、各个地方对智慧城市的管理需求越来越深入的，相当于应势而生，会有更多来自不同行业的团队逐步去做行业深耕落地化的应用，来共同完成智慧城市需要解决的问题。
当前，Omniverse 平台架构趋于完善，但很多细分功能还处于 Beta 阶段，未来的潜力是无限的。
在近日的 CES 大会上，NVIDIA 消费市场副总裁 Stephanie Johnson 也宣布了 Omniverse 地一些重大更新，包括：一个用于 Unity 的新连接器、一套使用 AI 的全新生成式 AI 工具和实验性插件。在更完善的生态建设中，针对深度学习模型的开发蓄势待发。
注：文中提到的 AEC（Architecture, Engineering & Construction）指的是建筑、工程和施工行业。
