當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

2021年科技圈的最大風口非“元宇宙”莫屬。2022年元宇宙的風繼續吹,不過行業多了一些理性,更加重視將元宇宙落地到實際應用場景解決有意義的問題。而談到元宇宙的落地,就離不開虛擬人。

虛擬人是元宇宙的基石

元宇宙有8大特點:身份、朋友、沉浸感、低延遲、多元化、隨時隨地、經濟系統和文明,而這一切的基礎都是虛擬身份形象(Avatar)即虛擬數字人,正如移動互聯網的基礎是賬户ID一樣。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

虛擬人概念先於元宇宙概念於20世紀80年代出現,最先普及的是虛擬偶像,1984年世界上第一位虛擬偶像“林明美”誕生於日本,此後“初音未來”大火。2001年中國誕生首位虛擬偶像“青娜”,2012年虛擬歌姬“洛天依”出道,2018年中國有了30+虛擬偶像/組合,B站出現了Vup即虛擬主播這一羣體。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

虛擬偶像製作成本很高,2018年製作一個虛擬偶像大概要1000萬人民幣投資。成本高、週期長,讓虛擬偶像難以大規模商業化。前些年,隨着機器視覺、VR/AR、面部捕捉等技術的成熟,虛擬人從“偶像”下沉到“素人”並在銀行客服、電商導購、移動搜索等場合被應用,不過,這些虛擬人的擬真程度更像是動畫片中的3D形象,寫實度、精細度、互動性都很低。

2021年元宇宙起風,更高精度、超寫實,且具有社交性、互動性和記憶性的新一代虛擬人開始出現並迎來生育潮。虛擬女團A-SOUL出道半年便在b站積累百萬粉絲、抖音美妝數字人柳夜熙憑藉4條短視頻漲粉800萬、國風虛擬人翎_Ling出道即獲全網關注,此外冬奧會氣象主播馮小殊、萬科虛擬員工崔筱盼、清華虛擬女學霸華智冰、跨年活動迴歸的虛擬偶像鄧麗君等虛擬人均引發全網熱議。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

新一代虛擬人的共同特徵是更加精細化、互動化和寫實化,比如很典型的變化就是:頭髮不再只是一塊有顏色的圖塊,而是精細到每一根頭髮絲都被精準刻畫,如同《阿凡達》中的人物一樣。

除“知名虛擬人”外,還有許多“虛擬普通人”出現在傳媒、娛樂、政務、醫療、教育、金融、養老等行業,承擔起專業服務、生活陪伴、諮詢客服、智能助理等職責。“虛擬人”愈發普遍,也反映出虛擬人在元宇宙中的位置:元宇宙是過程而不是結果,其體現的是現實世界與數字世界的深度交融,虛擬人作為其關鍵介質,正穿梭於各種場景中。

新一代虛擬人在元宇宙時代大量降生,且正在被規模化應用到不同產業場景,這讓虛擬人的工業化生產成為日益緊要的課題。

虛擬偶像階段的虛擬人,一類是2D或準3D的“紙片人”,不具備寫實性、高精度、互動性、記憶力和學習力,本質上只是動畫形象,跟新一代虛擬人的差別如同猿猴跟原始人一樣,這類虛擬人只能算“史前虛擬人”;另一類則是需耗費巨資製作的虛擬偶像,但龐大團隊耗資數千萬歷時幾年的製作模式,已無法適應虛擬人工業化的需求,且這類虛擬人只擅長於類似於舞台表演,無法做到多場景互動,沒有社交性,難以自學習。

元宇宙時代的虛擬人制作,需要新的解決方案。

虛擬人制作難題如何破?

新一代虛擬人從2D進入到超寫實、超高精、互動式發展,製作門檻一下增高了不少。元宇宙時代虛擬人需要被大規模生產與虛擬人制作難度變大的矛盾日益凸顯。

基於當前的製作方法與工具,新一代虛擬人制作困難重重:

第一,建模難度大。新一代虛擬人高精化、超寫實,其面部、肢體、毛髮、布料、眼睛、口腔等的製作需要多種軟件對相機掃描得到的模型進行精修和調整,並形成統一模型。這中間對應多種不同軟件,軟件之間的製作格式往往不一致,在調整格式、格式兼容過程中會遇到很多問題;

第二,交互難實時。新一代虛擬人具備互動性、社交性、記憶力,而採取傳統手段製作寫實虛擬人時,動作設計及內容輸出需要離線渲染才能得到高清畫質,本質上依然是製作動畫內容的思路,可支持“觀看”卻不支持實時交互;

第三,協作難並行。新一代虛擬人制作往往需要跨團隊多人分佈式協作,且很多應用需要多個虛擬人創建涉及到更復雜的協作。而當前的製作流程一般是“串行”,即流水線作業,不同環節間有依賴關係,下游環節必須等待上游環節交付,這直接拉長了虛擬人的製作週期。

以抖音美妝虛擬博主“柳夜熙”為例,其製作公司創壹透露,柳夜熙“出道”前已經過半年多籌備,打造IP前期投入了大量的資金,而創壹公司服務於柳夜熙背後的大中台團隊高達150餘人,小前台團隊人數則在10人以內。創壹科技聯合創始人兼CEO樑子康曾對媒體透露,由於製作週期比較長,“柳夜熙”賬號將保持半月更新頻率,未來會提高產能,至於柳夜熙視頻製作費用也“確實不低”。

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如果有更高效的並行協作流程,柳夜熙就可提高內容更新頻率,同時降低製作成本,創壹也就能製作更多虛擬人IP“組團”出道了。

第四,算力難承載。新一代虛擬人制作過程的算力需求出現指數級增長。虛擬人超精細、超寫實、強互動的背後是更大規模的數據渲染需求,如涉及到多個虛擬人制作、跨團隊分佈式協作,更需要巨量算力支持,傳統的本地工作站甚至PC等工具根本無法承載。且虛擬人制作涉及到採集、渲染、仿真、建模等諸多環節,不同流程需要不同架構的芯片,需要兼容不同類型芯片的多元算力平台。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

實際上,不只是虛擬人的製作存在以上困難。元宇宙落地就是要對現實世界的不同場景進行3D建模、數字孿生和擬真設計,要大規模應用就必須精細、全面、寫實地映射真實世界場景,這一過程面臨着跟虛擬人制作一樣的難題,且難度更大。

基礎設施的完善,已成為虛擬人普及和元宇宙落地的燃眉之急。針對此,作為元宇宙頭部玩家的浪潮信息與英偉達在近期牽手,探索給元宇宙、虛擬人提供新一代製作工具平台。

在這套名為“浪潮Metaengine-英偉達OVX”的方案中,浪潮信息提供元宇宙服務器 MetaEngine,英偉達則提供模擬和協作平台Omniverse Enterprise,一硬一軟的開發套裝可在虛擬人制作中實現統一多軟件格式、支持多人分佈式協作、支持實時驅動和實時光線追蹤渲染,規避傳統制作工具的短板。從結果來看,其可讓虛擬人內容製作效率顯著提升,推動複雜虛擬人內容製作更真實更快速。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

浪潮信息與英偉達均對元宇宙誌在必得。

浪潮信息擅長的是提供算力整體解決方案,在通用服務器、AI服務器上佔據領先優勢的基礎上,其前瞻佈局元宇宙等新的計算場景,於今年3月發佈了全球首款元宇宙服務器MetaEngine,這並非一款物理層面的“服務器”,而是具有強大的算力以及軟硬件結合的元宇宙算力基礎設施。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

MetaEngine將高性能圖形計算、AI計算與高速存儲訪問、低延遲網絡和精確計時結合起來,給元宇宙構建和運行提供AI、渲染、仿真、建模等負載所需的算力支持,服務大規模、高複雜、高逼真數字場景,滿足元宇宙創建與運行所需的“協同創建、實時渲染、高精仿真、智能交互”4大作業環節的不同類型算力需求。

MetaEngine除了本身有着適用於元宇宙構建與運行的強大算力外,也對元宇宙與生俱來的分佈式協作要求有很好的支持,按照官方信息,單台元宇宙服務器MetaEngine可支持256位元宇宙架構師協同創作,每秒AIGC 2000個數字場景,1000位VR/AR用户共享10K超高清3D數字世界順暢體驗,且可通過高速、無阻塞的網絡信道,按需擴展至大規模算力集羣,這樣的分佈式協作支持能力正是虛擬人制作急需的。

Omniverse Enterprise經過一年測試後在去年GPU技術大會(GPU Technology Conference)正式發佈,英偉達官方介紹該平台“充當物理上精確的3D虛擬世界的結締組織”。黃仁勳在大會上介紹稱,通過Omniverse“我們現在擁有了創建新的3D世界或模擬我們的物理世界的技術。”Omniverse有不同分支,比如可生成交互式AI虛擬人Omniverse Avatar。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

相較於傳統的模擬協作平台而言,Omniverse可更好地支持遠程分佈式協作,兼容不同軟件工具,調動巨量算力,實現實時 3D 設計協作和高級數字孿生,從根本上改變複雜的3D設計工作流程。

現在,浪潮MetaEngine與英偉達Omniverse牽手並各展其長,共同攻克新一代虛擬人制作的難點。

在硬件層面,MetaEngine是一個超級算力平台,其採用浪潮領先的異構加速服務器旗艦系統,可兼容不同芯片模組,集成英偉達 A40專業GPU、CX6 Dx高速網卡等硬件,具有強大的RDMA通信和數據存儲能力,支持強大的渲染和AI計算能力,形成面向虛擬數字人制作、元宇宙建模等場景的強大算力基礎。此外,這套方案還集成了Tensor core/RT core算力,配合渲染、實時光追、AI降噪SDKs,可讓開發者輕鬆獲得科幻大片級逼真光影效果。

英偉達Omniverse平台則是專門面向物理世界真實刻畫而生的軟件,其可兼容不同軟件,極致調用高性能 GPU 加速計算、圖形處理和 AI 計算,以及高速存儲訪問、低延遲網絡、精確計時等能力,支持全球範圍內的大規模分佈式協作,多人實時在線編輯虛擬人模型將傳統的虛擬人串行製作流程改為並行,大幅提高虛擬人制作效率、縮短虛擬人制作週期、降低虛擬人制作成本。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

MetaEngine是強大的算力基礎設施,Omniverse是頂尖的模擬協作平台,兩者結合“好馬配好鞍”給虛擬人制作提供強大的基礎工具平台支持。此外,這套方案還提供audio2face、machinima等軟件,讓開發者用AI算法輕鬆驅動虛擬數字人,可實現實時的視頻音頻驅動人臉表情及肢體動作。

程序員通過代碼構建數字世界,離不開Visual Studio、Eclipse 和 Android Studio等基礎開發套件;設計師製作圖片動畫離不開Photoshop、AfterEffects、Premire等影像處理軟件。但不容否認的是,強大的軟件必須跑在適合的計算設備上才能發揮威力,程序員都會選用高配置PC,而設計師們則傾向於使用高配置的iMac,原因在於低配設備根本“跑不動”專業軟件,比如在低配MacBook上使用Photoshop軟件渲染視頻時長可能數倍於高配iMac,這表明內容製作工具軟硬件結合“好馬配好鞍”的重要性,這正是浪潮信息MetaEngine與英偉達Omniverse聯手對虛擬人制作的意義所在。

元宇宙落地必須基礎先行

新一代虛擬人迎來生育潮,背後的產業也呈現出爆發之勢。2021年虛擬人相關企業融資共有2843起,融資金額為2540億元。而《虛擬數字人深度產業報告》則顯示,虛擬人市場規模已超2000億元,到2030年我國虛擬數字人整體市場規模將達到2700億元,其中,“身份型虛擬人”(虛擬偶像、虛擬IP等)的市場規模預計達到1750億元,占主導地位,而“服務型虛擬人”(虛擬主播、數字員工等)總規模也將超過950億元。

虛擬人市場高速增長,對應的產業鏈上下游也迎來發展機遇,如製作工具環節,不過浪潮信息MetaEngine與英偉達Omniverse聯手,不只是圖謀正在高速發展的虛擬人市場。

首先,對浪潮信息來説,這是元宇宙戰略落地的關鍵一步。

浪潮信息2022年3月發佈了行業首款元宇宙服務器MetaEngine,專門針對元宇宙所需的算力特性進行前瞻佈局。對於浪潮信息來説,元宇宙不只是一個概念,而是其推動“數實融合”落地的着力點。

元宇宙是過程而非結果,其本質是數字經濟與實體經濟的融合,可以説科技企業這些年一直都在參與元宇宙建設。當數字經濟與製造、服務、農業、零售、娛樂、醫療等行業更深入地融合時,海量的數字化場景,底層都需要龐大的算力基礎設施,浪潮信息“智算中心”正是要構建這套基礎設施,而MetaEngine則是其面向“數實融合”或者説“智慧時代”終局即元宇宙時代的探索。

發佈MetaEngine三個月後,浪潮信息與英偉達牽手推出“浪潮Metaengine-英偉達OVX”方案,讓MetaEngine落地到虛擬人制作這樣的更具體的場景上。在發佈Metaengine時浪潮信息就表示將針對不同元宇宙細分場景,聯合元腦生態合作伙伴打造一體化元宇宙解決方案,讓元宇宙應用更快落地。現在看來浪潮信息不是説説而已。

元宇宙在很多人看來只是“概念”甚至是“噱頭”,確實有不少玩家只是將其當做風口追熱點,還有不少當初做區塊鏈的企業搖身一變成為元宇宙公司“掛羊頭賣狗肉”。但我們不能否認依然有一些企業實實在在在推動元宇宙落地,比如浪潮信息與英偉達,兩者牽手落地Metaengine,虛擬數字人很可能只是切入點,因為Metaengine與Omniverse面向的都是元宇宙各類細分場景,雙方未來在元宇宙基礎設施上共建也值得期待。

從異構計算到AI服務器到智算中心再到元宇宙計算,浪潮信息都不玩兒虛的,也不搞噱頭,而是吭哧吭哧腳踏實地做底層基建,發揮算力特長提供基礎設施,低調務實也是成功的B端企業身上的共同特質。

其次,對英偉達來説,搶灘元宇宙加速軟件與服務轉型。

英偉達給人印象是一家專長於GPU計算的芯片公司,但其近年來正在大力向軟件與服務滲透,AI、元宇宙和自動駕駛成為核心方向。在發佈2021年財報時黃仁勳直言:“憑藉NVIDIA AI、NVIDIA Omniverse和NVIDIA DRIVE這些新型軟件的業務模式,英偉達將以強勁勢頭進入新的一年。”

英偉達被稱為“元宇宙第一股”,其以軟硬件結合+服務的方式釋放GPU計算潛力,在元宇宙時代掌握底層話語權。被黃仁勳寄予厚望的Omniverse中文名為“全宇宙”,是英偉達在元宇宙上的關鍵佈局,其通過英偉達旗下的CPU、CUDA、光追等軟硬件技術將元宇宙落實到工業場景,如虛擬人、建築、工程、施工與運營,媒體與娛樂以及製造業等行業。

當虛擬人渲染只需幾分鐘,元宇宙工業化時代來了?

2021年到2022年英偉達多次輸出“以假亂真”的虛擬視頻引發行業轟動。如今英偉達與浪潮信息牽手基於後者的Metaengine給虛擬人行業提供專屬基礎工具,將加速Omnivers軟件以及GPU計算普及,英偉達的選擇,也表明浪潮信息的元宇宙計算概念以及Metaengine正在被市場認可。

最後,對於元宇宙來説,“基礎設施先行”將釋放行業潛力。

任何科技產業從概念出現到小試牛刀再到規模應用都有一定的週期,這一過程,基礎設施的完善必不可少。如果沒有3G網絡就不會有iPhone的普及更不會有移動互聯網的今天;如果沒有4G以及影像功能相對強大的智能手機出現,也就不會有今天蓬勃發展的短視頻行業;如果沒有GPU以及雲計算這些AI計算基礎設施,AI也很難這麼快實現工業化大生產;而4G網絡時延長導致眩暈等差體驗則是VR/AR產業一直叫好不叫座的“罪魁禍首”。

基礎設施先行,“先修路再造車”基本反映出科技產業的發展規律。如今虛擬人正待規模化應用,元宇宙即將走向工業化場景,但前提一定是要有足夠完善的基礎設施,如算力基建、內容/應用製作的軟硬件開發套件,VR/AR等接口設備,以及5G網絡等。這正是浪潮信息、英偉達、運營商們在努力的事情,相較於直面C端用户的企業而言,它們低調很多,甚至距離用户有些遠,但實際上它們一直在做的,卻是在產業底層夯實基建,雖然默默無聞,卻至關重要。正是有了它們提供的基建,各行各業的開發者才可以不斷創新,將元宇宙應用落地到更多產業,讓更多人受益。現在英偉達與浪潮信息兩大基建提供商牽手也意味着,虛擬人工業化生產將變為現實,元宇宙大規模應用也將不再遙遠。

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