麗臺科技|NVIDIA 專(zhuān)業(yè)視覺(jué)解決方案助力打造主題樂(lè )園數字孿生

　　在主題樂(lè )園游樂(lè )互動(dòng)體驗項目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通常會(huì )預設故事線(xiàn)，并根據故事線(xiàn)運用 3D 設計工具制作設備運行曲線(xiàn)，最后將其加載至實(shí)體載人設備驅動(dòng)運行。通過(guò)創(chuàng )建數字孿生場(chǎng)景，借助設計曲線(xiàn)數據或歷史曲線(xiàn)數據，可以對運行效果進(jìn)行驗證或評估。NVIDIA Omniverse  與RTX  的強大能力能幫助企業(yè)打造數字孿生，創(chuàng )建項目模擬。這種“數字先行”的模式能夠幫助企業(yè)在實(shí)際投產(chǎn)前優(yōu)化布局，盡力避免可能導致成本增加的問(wèn)題。

　　華強方特文化科技集團（下稱(chēng)“華強方特”） 是知名的文化科技企業(yè)，專(zhuān)注于文化、旅游、娛樂(lè )產(chǎn)業(yè)，從主題樂(lè )園創(chuàng )意設計、研究開(kāi)發(fā)、內容制作，到施工建設、市場(chǎng)運營(yíng)等均有所涉獵。華強方特借助NVIDIA Omniverse  與 RTX GPU  以真實(shí)游樂(lè )體驗環(huán)境為背景構建數字孿生場(chǎng)景，建立多專(zhuān)業(yè)協(xié)同開(kāi)發(fā)平臺，加速游樂(lè )體驗的項目動(dòng)態(tài)場(chǎng)景構建、渲染和落地。

大型數字場(chǎng)景建設帶來(lái)復雜工作流

　　在建設主題樂(lè )園數字場(chǎng)景項目過(guò)程中，華強方特需要融合空間關(guān)系、運動(dòng)時(shí)序、體感效果、環(huán)境氛圍、光影效果、虛實(shí)場(chǎng)景等大量的現場(chǎng)數據 ;涉及概念設計、3D 造型、建筑設計、機械結構、電氣控制等多專(zhuān)業(yè)、多部門(mén)的 3D 協(xié)同 ;通過(guò)多部門(mén)的現場(chǎng)數據的綜合集成 ，進(jìn)行項目的物理仿真與實(shí)時(shí)渲染 ，來(lái)復現主題樂(lè )園生動(dòng)、逼真的體驗場(chǎng)景，為游客提供深度沉浸式體驗服務(wù)。為了無(wú)縫完成此工作流，華強方特遇到了以下難點(diǎn)：

　　工具與數據不互通 ：在創(chuàng )建主題體驗項目過(guò)程中，從概念設計到最后實(shí)施落地，需要故事創(chuàng )意、模型創(chuàng )建、氣氛渲染、場(chǎng)景編輯、動(dòng)作制作、光照處理等不同專(zhuān)業(yè)協(xié)作，還需要上下游專(zhuān)業(yè)大量溝通、數據交換和多版本迭代，以創(chuàng )作出大量的動(dòng)感數字場(chǎng)景來(lái)復現生動(dòng)、逼真的主題樂(lè )園體驗場(chǎng)景。不互通的數據流導致了工作量與溝通成本增加，進(jìn)而降低開(kāi)發(fā)效率，增加企業(yè)成本。

　　數據處理量龐大，制作復雜度高 ：在項目實(shí)施過(guò)程中，項目的 3D 造型、特技動(dòng)作、建筑模型和光影效果等數據的處理量龐大，制作復雜度高，在項目實(shí)時(shí)渲染速度、場(chǎng)景層次與質(zhì)感、交互式沉浸體驗、跨平臺多專(zhuān)業(yè)協(xié)作等方面，難以達到理想的效果。

　　為解決這些問(wèn)題，華強方特需要建立多個(gè)研發(fā)部門(mén)跨平臺實(shí)時(shí)協(xié)同工作的項目開(kāi)發(fā)環(huán)境，且需要高性能的顯示設備將多部門(mén)設計和編輯產(chǎn)生的大量數據進(jìn)行融合計算和處理。

使用 Omniverse 與 RTX

建立高效、高質(zhì)的工作流

　　建立不同專(zhuān)業(yè) 3D 軟件的連接 ：利用 Nucleus 平臺，華強方特能夠通過(guò) Omniverse Connector 建立不同專(zhuān)業(yè) 3D 軟件的連接，構建多專(zhuān)業(yè)協(xié)作的跨平臺設計開(kāi)發(fā)環(huán)境，從而優(yōu)化主題樂(lè )園體驗場(chǎng)景概念設計階段各專(zhuān)業(yè)間的數據交換機制和工作流程。由原來(lái)的串聯(lián)工作流改進(jìn)為并聯(lián)工作流，解決了創(chuàng )建主題樂(lè )園體驗項目數字場(chǎng)景中的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設計問(wèn)題，提高了數據共享的效率。Omniverse 跨平臺的高效溝通協(xié)作能力，結合項目交換數據的增量刷新，理想地提高了項目數據集成和場(chǎng)景修改的處理效率，在一定程度上也保證了項目開(kāi)發(fā)的最終效果。

▲ 多部門(mén)跨平臺并行工作流與數據交換機制

　　數字資產(chǎn)組裝 ：基于 USD 及 Composer 等工具，華強方特能在主題體驗項目的數字場(chǎng)景開(kāi)發(fā)時(shí)輕松實(shí)現無(wú)損化修改;強大的數據壓縮能力也帶來(lái)了高效的數據傳輸收益。USD Composer  為數字場(chǎng)景提供了資產(chǎn)組建能力，對主題樂(lè )園數字場(chǎng)景項目的前期規劃、中期設計、修改評審、后期仿真等提供了強有力支持，解決了大型數據模型在建立虛擬體驗場(chǎng)景過(guò)程中的數據合成問(wèn)題。

▲ 多專(zhuān)業(yè)協(xié)同開(kāi)發(fā)的主題樂(lè )園建筑內飾虛擬場(chǎng)景

　　開(kāi)發(fā)擴展程序，實(shí)現有效、高效的工作流 ：華強方特使用 Omniverse Kit  和 Omniverse Code  開(kāi)發(fā)了自定義的 Omniverse 擴展程序，用于主題樂(lè )園數字場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)多方案編排，來(lái)將主題樂(lè )園的交互場(chǎng)景進(jìn)行解析與功能整合。

▲ 游樂(lè )載人設備及特技開(kāi)發(fā)的工作流模式

　　利用擴展程序的要素選擇模塊、觸發(fā)關(guān)聯(lián)模塊和方案配置模塊，華強方特實(shí)現了游樂(lè )載人設備及特技的數據參數輸入和數據驅動(dòng)模擬仿真，達到了載人設備和特技在虛擬場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)展現及評價(jià)。

▲ 游樂(lè )載人設備及特技的時(shí)序編制擴展程序

　　通過(guò) Omniverse Code 進(jìn)行游樂(lè )載人設備及特技的時(shí)序編制擴展程序的開(kāi)發(fā)，華強方特優(yōu)化了創(chuàng )建主題樂(lè )園的數字場(chǎng)景開(kāi)發(fā)工作流，并采用現場(chǎng)數據渲染出更加逼真的預期場(chǎng)景，從而更有利地指導現場(chǎng)項目實(shí)施和建設。

▲ 主題體驗項目協(xié)同開(kāi)發(fā)與動(dòng)態(tài)場(chǎng)景生成的技術(shù)路線(xiàn)圖

　　RTX 與光線(xiàn)追蹤賦能下的高質(zhì)量數字場(chǎng)景 ：在 NVIDIA 高性能顯卡的支持下，項目制作的實(shí)時(shí)渲染幀率和渲染質(zhì)感得到大幅提高，高性能的 RTX 顯卡支持了系統開(kāi)發(fā)所需的實(shí)時(shí)光線(xiàn)追蹤要求，極大地提升了高清視頻編輯的內容創(chuàng )作性能，帶來(lái)了流暢、逼真的實(shí)時(shí)渲染數字場(chǎng)景畫(huà)面質(zhì)感。

▲ 游樂(lè )載人設備及特技動(dòng)態(tài)數字場(chǎng)景的視覺(jué)效果生成

NVIDIA 助力文旅娛樂(lè )行業(yè)加速創(chuàng )新

　　從數據整合、視效生成，到項目實(shí)施和建設，NVIDIA Omniverse  能夠為文旅娛樂(lè )行業(yè)的創(chuàng )意師、設計師、工程師提供 OpenUSD（通用場(chǎng)景描述） 賦能的協(xié)同設計平臺，有利于多專(zhuān)業(yè)協(xié)作搭建或導入數字資產(chǎn)組合。結合具備強大算力的 NVIDIA RTX GPU ，以及物理仿真和 AI 技術(shù)，可以實(shí)現高度逼真的數字場(chǎng)景仿真虛擬環(huán)境。

▲ 方特東方神畫(huà)主題樂(lè )園實(shí)景圖

　　未來(lái)，華強方特計劃利用 Omniverse 技術(shù)在游客視角分析與數字場(chǎng)景優(yōu)化方面進(jìn)行提升，為工程師、設計師構建協(xié)同設計平臺，探索 OpenUSD、物理仿真及 AI 技術(shù)在主題公園沉浸式體驗項目中應用的可能性。

　　*本文中圖片均由華強方特提供，如果您有任何疑問(wèn)或需要使用本文中圖片，請聯(lián)系華強方特。

　　*本文轉載自NVIDIA英偉達企業(yè)解決方案。

　　*與NVIDIA產(chǎn)品相關(guān)的圖片或視頻(完整或部分)的版權均歸NVIDIA Corporation所有。

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