从技术原理看元宇宙的可能性:Omniverse如何“造”火星

来源:澎湃新闻 日期:2022-07-26

  从元宇宙成为热词至今,外界对其的态度逐渐从好奇转向怀疑,似乎又多了一个新的泡沫,一个用来“涨估值”的概念。这背后的原因可能就在于人人都在讨论元宇宙,但好像没有人能真正说清楚什么是元宇宙。

  对于这种现状,科幻作家陈楸帆认为,当下大可不必过多地探讨定义本身,“因为对于一个正处于进行时态中的概念,定义便意味着局限。当元宇宙还没有完全成型的时候,一千个人眼中会有一千个元宇宙,而置身其中的每个人都会如盲人摸象般,有全然不同的角度、诉求和观感。”

  对于元宇宙的学术讨论也有很多,中央民族大学文学院副教授安静在中国中外文艺理论学会第19届年会论文中写道,“自从奥卡姆的威廉和中世纪唯名论的哲学家以来,世界的本体性就产生了至少两个分层,一个是我们可以感知的物理世界,一个是由各种符号所构造的无数个可能世界。在符号的世界中,一直以来有两个基本的分野,那就是自然科学与人文科学。”

  安静认为,进入元宇宙的世界,符号指称的内外之别从此消失,它重新回到唯名论语境下的中立状况,它指向一个构造的平行世界,也指向人的观念意识,还意味着符号本身和人本身无限缩小的关系。

  似乎非常抽象,简单抓住一个易理解的关键词“平行世界”,某种程度上可以将元宇宙理解为“造世界”,用符号构造出无数个与物理世界体验非常相似的虚拟现实世界。“意思就是把现实中的事物进行数字化并复制出一个平行世界,我们每个人都可以拥有一个数字化的虚拟替身——阿凡达。这个替身可以在数字化场景中做任何事情,同时又会反过来影响现实世界,俗称打破次元壁。但这只是最为粗疏的描述,其中每一个名词都能分岔出无穷无尽的细枝末节。”陈楸帆在一篇文章中写道。

  本篇文章希望从技术的角度,通过具体案例认识元宇宙背后“造世界”的工作原理,以此去合理设想元宇宙的未来可能。

  在开始之前,我们可以先自问一个问题——我们是如何知道火星是什么样?

  从没有亲眼见过,没有天文学、天体物理学知识积累,我们是如何建立起对火星的认识的?

  如何“造”火星?

  一个重要的来源可能就是各种相关的科学纪录片。那么科学纪录片中如此仿真的影像是怎么来的呢?要知道,太空中的很多画面不可能全程录像拍摄。比如科学纪录片《你好!火星》,制作团队需要精确还原当时的探火过程,而这个过程是不可能被由各个角度拍摄出来的。那要如何准确构建这个过程?

  “在这种情况下,每个镜头、每个点都要进行精确剖析,客观地、真实地反映科学数据。”中央广播电视总台《你好!火星》纪录片技术负责人王子健对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示。

  据王子健介绍,这个精确还原的过程通过Omniverse完成,“我们使用了USD模型,其优点就在于完全基于科学计算,能够一比一对照真实世界的场景,比如火星车和探测器。我们从科工局拿到火星探测器的脱敏数据,当时资料只有点云数据,Omniverse基于点云数据形成带有拓扑的多边形模型,然后存储成USD变成数字资产,在纪录片制作中就很方便可以直接使用。”

  Omniverse是英伟达在2019年推出的实时3D设计协作工具,黄仁勋曾在2021GTC大会上介绍道,“Omniverse可以让个人模拟制造出遵从物理规律的共享3D虚拟世界”。 USD(Universal Scene Description,通用场景描述)则是Omniverse的基础。

  USD最早来自动画公司皮克斯(Pixel)。在动画的制作流程中,不同的分工会涉及不同的设计软件工具,那么在协同工作时,就需要进行格式转换等繁琐工作。后来,皮克斯提出统一场景的格式USD并在2016年对其开源,不同软件制作的3D内容由此可以统一使用USD格式,《驯龙高手3:隐秘的世界》就是用此方法制作出来。

  “以PPT举例,可能5个人打开同一个PPT,公用数据流,一个人的更改另一个人可以马上看到。基于USD格式,则是在三维场景,一个人的更改另一个人可以即时看到,方便沟通和协作。”英伟达高级解决方案架构师宋毅明对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示。

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