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在 NVIDIA Omniverse 中构建模拟就绪资产

许多公司正在采用 数字孪生 来改进其产品和服务。数字孪生可以用于工厂和 仓库 的复杂模拟,或者了解产品在现实世界中的外观和行为。然而,许多企业不知道如何在模拟环境中使现有的 3D 艺术资产变得有价值。

现有的 3D 资产不足以满足下一波工业和人工智能的需求,只代表物体的视觉表现。 3D 艺术资产主要为可视化而设计,不包含数字保真度之外的模拟所需的元数据。艺术资产也有多种文件格式,这使得研究人员组装数据集的工作非常耗时且难以管理。

为了帮助全球行业的数字孪生和虚拟世界重现生机, NVIDIA 推出了一种名为 NVIDIA Omniverse SimReady 的新型 3D 资产。使用 SimReady 用户可以创建逼真的 3D 艺术资产。这些令人惊叹的全保真渲染代表了真实和准确模拟的真实世界。

SimReady 资产不仅仅是 3D 对象,它们包含准确的物理财产、行为和基于 Universal Scene Description (USD) 构建的连接数据流。它们包括附加到内容的健壮元数据,使资产能够插入到任何模拟中,并像在现实世界中一样运行。最重要的是,通过使用 SimReady ,团队在其内容库中具有一致性。

资产模拟要求

为了运行模拟, 3D 艺术资产需要包含特定的元数据,以帮助模拟器了解该对象的行为。这些类型的元数据包括:

  • 语义标注
  • 合成数据生成
  • 不可见传感器支持
  • 物理和物理行为

视频 1 。 Omniverse 中的一台 USD SimReady 叉车

语义标注

Semantic Labeling 定义对象在模拟中表示的内容。最基本的是模拟器中元素之间的分类、结构和本体。

更准确地说,语义标签有助于以可预测和一致的方式识别 3D 模型的各种组件,以训练模拟算法。这些标签提供了一个基本的真相理解,帮助计算机了解模拟环境,从而可以针对动态事件进行训练,并预测与真实世界匹配的结果。

合成数据生成

Synthetic data generation 用于创建和随机化各种场景,以围绕特定目标(如计算机视觉)训练仿真模型。使用 synthetic data 可以在多个方面进行随机化,如照明、材质变化、姿势和遮挡。

传感器支架

Sensor support 帮助模拟器了解各种设备中的计算机是如何看待世界的。有许多类型的传感器可以集成到设备中,以分析和了解其周围环境。这些传感器可以是非视觉传感器,如激光雷达和雷达,或者可以放置在机器人外围的接触传感器。

物理和物理行为

Physics and physical behaviors 有助于模拟器根据质量、重心和材料摩擦等财产了解物体在真实世界中的行为。它们还以物理真实的方式确定这些对象的行为和交互方式,模拟碰撞等事件。

An assortment of pallet loaders, dollies, and other warehouse objects that are Simulation Ready
图 1 。 SimReady 托盘装载机、手推车和其他仓库设备

迈向 SimReady 标准

默认情况下,核心模拟元数据包含在 SimReady 资产中,并可在导入时访问。语义标签是基础。如果没有它们,知道如何分割数据集将变得低效或几乎不可能。具有碰撞网格的物理是每个艺术资产的中心组成部分。物理材料是自动分配的,模拟系统了解与之交互的材料的性质。

SimReady 模型不是一个单一的“文件”。它们利用了 USD 的模块化特性和灵活性,组成了包含资产不同方面的文件选择。这种模块化确保了内容在未来可以无破坏地扩展,从而使其更加健壮。

随着 SimReady 规范朝着 3D 工作流的标准迈进,这些 3D 艺术资产将加速全球行业数字孪生和虚拟世界的发展。这包括了解工厂装配线的优化设计、跟踪库存和流程,以及训练自动机器与真实环境交互。 SimReady 将简化各种行业的模拟。

最近,我加入了实用 AI 播客,讨论 SimReady 标准的最新发展,以及 SimReady 资产将如何在广泛的行业中使用。

Practical AI 209: 3D assets & simulation at NVIDIA – Listen on Changelog.com

SimReady 入门

SimReady 资产可用于广泛的用例,如自动驾驶、机器人和仓库、数据中心和零售店的数字孪生。这些模拟在 NVIDIA Omniverse 中发挥作用,在这里您可以模拟为行业工作流带来新可能性的大型世界。

加入 NVIDIA GTC

要了解更多关于在实践中使用 SimReady 艺术资产的信息 register free for NVIDIA GTC ,请将会话 How to Build Simulation-Ready USD 3D Assets 添加到日历中。 GTC 还为开发人员构建 metaverse applications, extensions, and microservices 提供了目标会话跟踪。

资源

Watch a short demo on SimReady with NVIDIA PhysX assets 了解有关在 Omniverse 中使用资产的更多信息。

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