北京时间8月12日凌晨，人工智能计算公司英伟达（NVIDIA）首次发布纪录片，揭秘4个月前在英伟达GTC大会上发布一系列重磅新品的CEO黄仁勋是“假的”。片中透露，在厨房中发表演讲的老黄并非真人拍摄，而是由计算机合成出来的。不过，并不是发布会全程都由虚拟克隆人出席，而是虚实结合，仍有相当部分的内容是真人露脸。
虚拟克隆人老黄和他的虚拟厨房。图自英伟达官网
据了解，虚拟克隆人老黄和他的虚拟厨房均是在基础工具平台Omniverse中完成的。这一平台将使得克隆真实世界“虚拟双胞胎”的数字孪生技术更加便于应用。有专家曾指出，目前世界多国都将数字孪生技术上升成为国家战略，而我国发展数字孪生技术的瓶颈之一，在于基础工业软件严重依赖国外企业。
1 制作虚拟克隆人背后，是基础平台Omniverse
英伟达工程师Rev在纪录片中表示，GTC大会提供了机会，让团队可以向外界演示该司在超级计算、深度学习和图形领域的成果。据悉，将这些成果汇集在一起的，是超级平台Omniverse。有Omniverse作为基础工具，创造一个真实物体的虚拟“双胞胎”将更加便捷。
片中介绍，为了在数字世界中创造虚拟老黄和他的虚拟厨房，34名美术师、15名研发人员制作了21个版本，并从中最终选出了一个。首先，设计团队用相机从多角度拍摄了数千张照片，以捕捉老黄的形态特征，甚至他的皮外套也被单独全方位拍照。随后，设计团队依据采集到的数据，进行精细到皱纹的3D建模。接下来，设计团队利用AI技术，给3D模型赋予表情和动作，再加上光线渲染，就打造出了虚拟克隆版的老黄。
给3D模型赋予表情和动作。图自英伟达官网
英伟达称，Omniverse 是用于构建元宇宙的“管道”。所谓元宇宙，就是遵循现实世界物理定律、高保真模拟的虚拟世界。元宇宙是训练机器人的理想环境，机器人可以在 AI 大脑支持下，在数字化环境中不断学习。真正的机器人连接到这些学习成果，就能够被广泛应用于工厂等。
作为基础工具平台，Omniverse厉害在哪？据介绍，该平台的运行主要有三部分：第一部分是连接用户，负责建模、布局、着色、动画、照明、特效或渲染工作的设计师可以协作创建场景；第二部分是合成、渲染和动画引擎，即虚拟世界的模拟，可以模拟出每束光线的反射情况、真实世界的物理特性等；第三部分是将扩展现实内容串流到Android和Windows设备上，让用户可以自如进入和退出。
这意味着，通过Omniverse，分散存在的3D世界可以被连接到共享的虚拟世界，团队可以在不同地点、使用不同工具实时协作处理相同的项目。
2 我国发展数字孪生技术，缺乏基础工业软件是瓶颈
英伟达称，已有多家公司借助Omniverse实现数字孪生。比如，宝马正借助这一平台打造一个数字孪生的虚拟工厂，可以连接企业资源规划系统，模拟工厂吞吐量、布局等。它甚至可以成为工厂员工的控制面板，员工可以对其连接的真实机器人进行远程操作。
何谓“数字孪生”？
复旦大学计算机科学技术学院研究员冯瑞曾介绍，数字孪生是根据真实世界事物构建虚拟孪生体的空间，并对现实物理空间进行指导和优化的过程。简言之，就是对照现实世界再造一个虚拟世界“双胞胎”。
据了解，数字孪生其实早已有实际应用。此前，这一技术在工程技术里面叫仿真，在测试和系统评估里叫模拟；而在人工智能、智慧城市领域，在算力和网络的支持下，通过对物理世界的建模，城市治理有了新的方法。
冯瑞说，目前数字孪生已经上升成为全球主要国家战略，比如由美国国防部主导建立的国家数字化制造与设计创新机构，在2018年就把数字孪生列入战略投资重点；德国工业4.0把数字孪生作为重要内容，英国也于2020年发布了国家数字孪生体原则。
我国也在该领域持续探索。不过，冯瑞指出，我国发展数字孪生技术还需要突破精准建模以及超大规模计算技术，来自数学、物理等基础类学科尤其交叉类基础学科的支撑也非常重要。此外，在数字孪生的每个构建层都需要使用大量基础工业软件，但这些工业基础软件目前都严重依赖国外企业，这将对我国的数字孪生发展造成极大困扰。
采写：南都记者马嘉璐
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