NVIDIA 所赋能的 MetaStar 元能星泰能源工业数字孪生，可对能源行业中具体场景的设备、流程和环境进行物理精准的大规模实时仿真，支持实体能源站场全生命周期的持续感知、控制和优化。
介绍
在推动工业数字化的进程中，企业可以基于物理级精确、AI 赋能的大规模模拟和数字孪生，来打造工业元宇宙，以改变运营模式、解锁未来发展的全新可能性。
元能星泰数字科技有限公司（以下简称为“MetaStar 元能星泰”）是 NVIDIA 初创加速计划成员，聚焦实时仿真的数字孪生引擎供应商，深耕水利水电、发电电网、新能源、石油石化等垂直专业细分领域。MetaStar 元能星泰基于 NVIDIA RTX A6000 和 NVIDIA T4 Tensor Core GPU 等算力设备、NVIDIA Omniverse 的开发工具支持，以及 CUDA、NVIDIA vGPU 等各项高效应用拓展，打造了包括云渲染引擎在内的能源水利数字孪生 PaaS 平台，以及数字孪生一体化生产运维平台，助力能源企业实现数字化转型。
挑战
MetaStar 元能星泰在构建能源数字孪生系统时主要面临以下几大挑战：
- 海量图形处理工作负载需由强大算力支撑：工业元宇宙注重虚拟世界与现实世界的实时互动，其涵盖多个维度：物理实体、虚拟实体、业务应用、数字孪生数据、各组件间的连接等。实时、物理精确的 3D 仿真与多源数据模型映射，是实现数字孪生交互的基础，这需要强大的算力来支撑。
- 跨软件的团队融合协作：复杂、大规模的数字孪生场景的研发周期较长，整体设计流程复杂，需要各个部门和人员花费大量时间进行团队合作。因此，研发团队需要更直观、实时的可视化工具协助提升协作效率，且不同软件工具的互兼容性亟待解决。
- 降低实时云渲染带宽要求：要实现数字孪生高精度的互动场景应用，实时云渲染是优解。目前云渲染等重量级图形引擎技术所面临的挑战在于，如何通过采取图形优化、画面压缩、负载均衡等技术，来减轻云渲染推流所带来的大量资源占用负担。
- 高并发 GPU 资源的合理分配：面对工业元宇宙多人协同带来的高并发需求，需通过虚拟工作站来更有效、合理地利用实体图形渲染资源，在满足多人流畅访问虚拟世界的同时，为更高图形处理需求提供良好的渲染资源动态扩展性，节省物理资源成本。
解决方案
基于以上挑战，MetaStar 元能星泰选择采用 NVIDIA 的强大产品生态来提供支持，并入选 2022 年 NVIDIA 初创企业展示华南区分站展示项目。
MetaStar 元能星泰借助 NVIDIA RTX A6000 GPU，在其能源水利数字孪生产品解决方案中提供逼真的沉浸式图形性能和强大的视觉计算功能，支持精准的光线、阴影、反射，实现更快、更高质量的渲染，最终更真实、实时地还原能源水利现场实体环境。
得益于 NVIDIA Omniverse 的多 GPU 支持和灵活且易于拓展的特性，MetaStar 元能星泰摒弃过往严格的单一开发模式，转向基于 Python 和 C++ 的低代码和无代码开发模式。企业美术团队、建模团队和程序团队都可以通过 NVIDIA Omniverse 在同一个互连的虚拟世界中进行协作，一键即可切换到 Autodesk Revit、SketchUp、Autodesk 3ds Max、Rhino、Autodesk Maya、Blender 等软件，从而加速能源水利数字孪生的建模工作流，并整合数字孪生应用和资产。
可视化引擎可通过 NVIDIA CUDA 进行各类网格、材质和空间数据的运行、管理和计算；然后通过 DirectX 或 Vulkan 获取本地原始画面，画面会被拷贝到内存当中，以推流服务形式从共享内存中获取画面；接下来，画面拷贝到内存的同时，会通过 CUDA 加速画面的裁剪和压缩，然后通过 NVIDIA 编码器进行画面编码，最终基于 WebRTC 协议推送画面至客户端。
MetaStar 元能星泰产品解决方案还借助 NVIDIA vGPU 技术，将物理 GPU 资源重新划分，保证 GPU 资源可以在多个虚拟机之间共享，或者可以将多个 GPU 分配给一个虚拟机，可提升任意工作负载的性能，从而最大限度利用计算资源，大大提升用户移动性，在追求效率且多变的能源水利虚拟世界中保持敏捷性。
结果
通过 NVIDIA 的助力，MetaStar 元能星泰团队加速了协同设计、渲染、仿真等各环节的研发创新流程，极大提升了数字孪生场景的搭建效率和能力，同时使超大场景、精致模型在进行实时高频交互时，也具有流畅操作和极致视觉效果，进一步提升了平台的用户体验。借助 NVIDIA 的 3D 协作与虚拟化软件，MetaStar 元能星泰实现了企业数字孪生资源利用率的最大化与简化管理，为数字孪生技术在能源领域的扩展应用提供了强大动力。
MetaStar 元能星泰创始人兼 CEO 凌晖表示：“在打造大规模能源工业元宇宙的路上，稳定高效的算力是我们得以快速成长的关键。NVIDIA 的产品生态非常出色地满足了我们的技术需求，并帮助我们解决了很多问题，在降低运营成本的同时提升了应用性能，使我们能够更好地通过数字孪生技术不断助力能源行业的绿色低碳和数字化转型。”
NVIDIA 所赋能的 MetaStar 元能星泰能源工业数字孪生，可对能源行业中具体场景的设备、流程和环境进行物理精准的大规模实时仿真，支持实体能源站场全生命周期的持续感知、控制和优化。未来，NVIDIA 将继续助力 MetaStar 元能星泰提升研发与仿真效率，释放数字孪生潜能，加速迈向能源工业元宇宙时代。
总结
- 元能星泰数字科技有限公司在构建工业元宇宙的进程中，在打造大规模能源工业元宇宙的路上，稳定高效的算力是企业快速成长的关键。
- 借助 NVIDIA RTX A6000 和 NVIDIA T4 Tensor Core GPU 等算力设备、NVIDIA Omniverse 的开发工具支持，以及 CUDA、NVIDIA vGPU 等各项高效应用拓展，MetaStar 元能星泰极大提升了数字孪生场景的搭建效率和能力，进一步提升了平台的用户体验。
为什么选择 NVIDIA？
- NVIDIA RTX A6000 GPU 能够支持精准的光线、阴影、反射，实现更快、更高质量的渲染，帮助实时还原能源水利现场实体环境。
- 得益于NVIDIA Omniverse 的多 GPU 支持和灵活且易于拓展的特性，MetaStar 元能星泰的企业美术团队、建模团队和程序团队可以一键切换到 Autodesk Revit、SketchUp、Blender 等软件，从而加速能源水利数字孪生的建模工作流，并整合数字孪生应用和资产。
- MetaStar 元能星泰通过NVIDIA vGPU 技术，其产品的解决方案能将物理 GPU 资源重新划分，提升任意工作负载的性能，从而最大限度利用计算资源，大大提升用户移动性。
