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[图帖] 【科技】【瑞虎探秘】NVIDIA Omnivers体验 老板监工神器[43P]

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【科技】【瑞虎探秘】NVIDIA Omnivers体验 老板监工神器[43P]

在GTC 2021开发者大会中,NVIDIA创始人兼首席执行官黄仁勋,反复提及了一款软件平台——Omniverse。在长达1小时30分钟的演讲中,甚至以Omniverse开场,以Omniverse结尾,通过视频中演示的效果来看,它类似于MAYA、3DMAX、UE4等三维软件。



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所以Omniverse到底有何神奇之处,笔者出于好奇也研究了一番,这款软件尚处于测试阶段,功能不是十分完善,但展现出的功能却十分强大。首先它可以实现多种软件协同工作,并在Omniverse中实时显示最终效果;另外只需要一张RTX显卡,即可实现三维软件中的实时光线追踪预览。

不过目前测试版的软件互链相当繁琐,笔者也是踩了很多坑,下面就把一整套的操作流程和易出问题的地方进行简单说明,最后看一看Omniverse究竟有多神奇。

01 注册安装

首先到NVIDIA官网中下载Omniverse的公测版:点击进入



选择个人注册

点击下载后会先要求注册,这里分为【工作上使用】、【个人游戏或娱乐使用】、【个人和工作上都会使用】,目前的区别并不大,但选择有工作使用时,可填写行业及公司信息,方便日后为企业及时提供最新消息,最简单的还是个人使用。



尽量不修改地址

Omniverse平台本身不大仅有70MB,共有库路径、数据路径、缓存路径 3个文件夹可调整位置,但建议默认,因为目前Omniverse中的文件名尚不支持中文,全部为问号,更改路径有可能造成软件错误。





下载Omniverse Create

打开Omniverse平台,选择【EXCHANGE】选项卡,安装【OMNIVERSE CREATE】,这个软件是我们所有操作的基础,软件共741M左右,无法更改安装路径。



下载MAYA插件

后续由于笔者要链接MAYA软件,所以在CONNECTORS插件一栏中,安装了MAYA的链接插件。目前主要支持3D、MAYA、UE4、犀牛等三维软件,后续根据NVIDIA官网显示还会支持Blender、Photoshop、Marvelous Designer等各行各业的创作软件。



加载Marbles场景

安装好后直接进入OMNIVERSE CREATE即可,初次进入较慢还请耐心等待。这里笔者打开一个预设模型组,就是黄仁勋在RTX 30系发布会演示的Marbles。笔者使用的是GeForce RTX 3090显卡 32GB内存,整个场景加载完约为2分钟,可以看到未加载完的模型还没有材质贴图。

OMNIVERSE CREATE的操作界面和操作方式与其他三维软件类似,下方为内容浏览,右侧为大纲和总层之类的选项卡,可以说整体界面非常清爽,毕竟OMNIVERSE CREATE的主要作用不是创作而是协同和预览,但后续的版本也可能会增加更多模块。

02 实时光线追踪渲染

下面我们来看看Omniverse的第一个强大之处,就是实时光线追踪渲染,要知道目前在任何三维软件中,都无法像它一样高质且迅速。



实时显示

我们先来看Omniverse的几种预览模式,默认情况下为基础的实时显示,包含模型、材质、光照等信息,但在移动物体时没有光线追踪。



实时光线追踪模式

第二种显示模式为实时光线追踪,在打开后我们能对比出两幅图明显的全局光照变化,在此模式下,每当用户转动视角或移动模型时,软件都会进行实时的光追计算。



带实时光线追踪的白模模式



带实时光线追踪的线框白模模式

下面还有几种模式,如白模模式、线框模式、带凹凸细节的模式,并且之间可以相互组合。当然除了几种预览模式外,在操作界面还有选择不同视图、网格设置、帧率设置等设定,也都比较简单易懂。



玻璃材质

另外在Omniverse中,还可以进行简单的模型创建,材质赋予等操作。如上图笔者将玻璃材质给了瓶子,便可直接显示重新赋予材质的样子,不用复杂的渲染,一切都是实时显示。



不同材质的逼真效果

在Omniverse中,不同材质的真实度也非常惊人,我们选择Marbles的另一角,这里有木质材质、金属材质、哑光金属材质等效果。在右上角能看到实时渲染所耗费的时间,GeForce RTX 3090不愧为创作者首选,渲染仅需1.28s。而同一个Marbles模型使用GeForce RTX 3080的渲染时间为3s左右。

03 链接三维软件

基础的软件效果大致了解后,我们再来看看如何链接其他三维软件,笔者比较熟悉MAYA,便以它为例。

这里需要强调一下,目前Omniverse支持链接MAYA的版本为2019和2020,第一次链接的时候没有成功,我以为是因为MAYA版本太老旧,所以删掉2019安装了2022,但发现MAYA 2022无法识别Omniverse的插件,自然无法链接。

当重新装回MAYA 2019后居然链接成功,或许是因为部分插件不兼容导致,所以也建议大家如果链接或导出USD失败后,可完全卸载MAYA再重新安装。



在MAYA中加载【OmniverseMayaLoader.mll】插件

回到上面我们安装完MAYA插件的步骤,当进入MAYA后,我们在插件管理器中找到【OmniverseMayaLoader.mll】插件,将已加载和自动加载勾选后关闭即可。



Omniverse插件

这时候在最上方的菜单栏Arnold渲染器右侧会多出Omniverse的下拉菜单,并且在快捷工具栏中也会出现Omniverse的选项卡。注意目前最左侧的人物头像为红色,即未登录状态,此状态下只有打开、导入、导出USD文件的操作。



登录服务器

点击红色图标后,会出现Sign In窗口,软件默认为【localhost:3009】,千万不要改动,这里相当于服务器地址。第一次笔者以为这里登陆的是我们下载Omniverse软件时注册的账户,但更改地址后点击Sign In会无响应。



登陆成功

使用【localhost:3009】地址点击Sign In后,会跳转到登陆Omniverse的界面,再输入注册时候的账号密码,如上图显示即登陆成功。



登录成功后图标变为绿色

当第一次操作成功后,以后再进入MAYA,直接点击红色头像,再点击Sign In即可直接登录,没有了后面的跳转步骤。需要注意的是,如果我们后续需要在Omniverse中协同操作,这个头像必须处于绿色的状态。



导出目录【localhost】→【Projects】

另外大家都知道MAYA直接导出的文件后缀为.mb格式,是无法在Omniverse中打开的,需要将场景通过Omniverse插件导出USD格式才可以,而导出的位置一定要在图中的【localhost】→【Projects】目录下才可以。



打开同一个工程



打开实时同步按钮

导出后,我们在两个软件中都打开刚刚导出的USD格式场景,但现在仍无法进行协同操作。首先在MAYA中,我们需要打开同步开关。



打开【Always On】

另外一端在Omniverse中,我们找到总层右侧的云选项,选择【Always On】,这时图标会变成绿色,即链接成功。注意上述步骤错一步都不会成功,并且每款软件链接的方式都不同,还需要大家自行研究一下。



大功告成

在整个流程中,笔者只链接了MAYA一款软件,但Omniverse真正的强大之处在于可以同时链接多款软件(也支持链接一种软件多台电脑),打通各个三维软件,构建开放式创作和共享平台。所以,什么才是Omniverse的根本呢?

04 Omniverse上的USD

以往我们三维软件之间最大的“隔阂”就是模型、材质等流程不同,数据不互通。而Omniverse则可以打通这些“隔阂”,让他们的创作者可以共同进行创作。

USD即皮克斯的Universal Scene Description,它是DCC中传递场景描述信息的文件格式,其API支持复杂属性、分层、延迟加载、多种其他关键功能。用于协同创作,处理大型3D场景,可以很好的处理3D资产,让更多创作者可以在同一场景中工作。



Universal Scene Description

提起USD,最早皮克斯还有想法,基于USD格式创建一款三维软件,但发现在使用MAYA、3D等软件已经在特定领域有着足够高的效率,并且从业人数众多。所以皮克斯的目标则是让USD开源,让不同软件之间搭起一个沟通转换的桥梁。

但USD仅仅是基础,NVIDIA的Omniverse则是以USD为核心,提供了多用户同步协作的功能,不再局限于一间工作室,甚至全球各地的内容创作者均可以进行协同工作,实时在Omniverse上呈现最终效果(妥妥的老板监工神器)。不过目前这款平台尚处于测试阶段,功能不太完善,稳定性也不太尽如人意,笔者在使用MAYA的时候偶尔会有崩溃情况发生。

05 Omniverse能干什么

对于Omniverse的作用,小项目之间并不太明显,因为总的数据量并不算庞大,一台机器或者几台机器完全可以执行,但在大项目上它的作用就凸显出来了。

正如在GTC 2021大会中,宝马汽车生产厂商向我们展示的虚拟汽车生产工厂,即数字孪生。而数字孪生这个概念,简单来说,就是在一个设备或系统的基础上,创造一个数字版的真实“克隆体”。



BMW AI工厂

相比于设计图纸或虚拟模型,数字孪生的最大的特点在于:它是对本体的动态仿真。也就是说,数字孪生体是会“动”的。

并且数字孪生不是乱动,它“动”的依据,来自本体的物理设计模型,还有本体上面传感器反馈的数据,以及本体运行的历史数据。

如果本体的运行或系统状态需要改动,或者想要知道系统在特殊外部条件下的反应,工程师们可以在孪生体上进行“实验”。这样一来,可以极大节省成本和提高效率。

正如宝马的虚拟工场,它基于本体克隆而来,其中包含了大量细节,甚至在同一时间可以模拟300辆汽车,每辆汽车的数据大小就有10GB左右。

Omniverse的最大特点就是让所有细分数据,依然在每个创作者的电脑中进行,而整个项目工程中实现数据打通,根据宝马汽车管委会的声明显示,基于Omniverse平台的生产效率比以往高30%。

尽管目前支持链接Omniverse的三维软件不多,但目前该平台也仅是公测版,后续会有更多创作者可以实现共同协作,也相信后续会有更多大型项目来使用Omniverse平台实现数字孪生。

对显卡有了解的同学都知道,NVIDIA RTX 20系显卡所提供的光追特效,开启了游戏显卡的新时代。该特效所呈现的真实光线效果,让玩家大呼开启前后完全是两个不同的游戏。



产品









而2020年9月2日,NVIDIA基于全新NVIDIA Ampere架构所推出的RTX 30系显卡,则又一次改变了游戏显卡的世界。因其恐怖的算力提升和数倍于前代的数据传输能力,让RTX3090这张RTX30系显卡的旗舰成为了真正意义上的8K游戏卡。



NVIDIA GeForce RTX 3090显卡

电商报价¥11999

8K的标准是7680×4320像素 (约每帧3300万像素图像),在画面清晰度上是4K分辨率的4倍,1080P分辨率的16倍,在画面程度上表现更加细腻。在RTX20系显卡的时代,DIY发烧玩家需要两张旗舰级别的RTX 2080Ti交火,才能体验8K分辨率下那更震撼、惊艳的游戏画面。



随着RTX 30系显卡的到来,现在仅需一张RTX 3090和一根HDMI 2.1线材,就能完美展现8K@60Hz的HDR画面。不过,性能强悍的RTX 3090和其他新设备、新技术一样,面临与当下设备匹配度、融洽度不高的问题。

虽说目前i9 10900K 16GB的配置足以保证RTX 3090性能的正常发挥,支持8K分辨率、光追技术的3A大作也不在少数。但目前支持8K分辨率且拥有HDMI 2.1接口的显示器却尚未问世。



截图来自NVIDIA官网

更多光追游戏点击查看:传送门

这与RTX 20系显卡上市之初,支持光追游戏少之甚少的情况极为相似。空有性能,确无法获得完美体验。好在目前平板电视中支持8K HDMI 2.1接口的产品很多,秉承着‘性能为体验而服务’这一理念。

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为什么在市面上数十款8K电视中,唯独选择了索尼Z8H?不仅因为它采用电视行业发展最为成熟的液晶技术,有强悍的画面表现力。更是因为这款电视是业界率先支持8K@60Hz HDR画质或4K@120Hz HDR画质显示的电视。

这种多刷新率可变显示的技术,在游戏时十分有用。在紧张刺激的快节奏战斗场景下,可以切换到4K@120Hz来享受更为流畅的视觉和更低延迟的操作;而节奏较慢、风景较好的场景,则可选择切换到8K@60Hz来获得更加细腻、惊艳的高质游戏画面。



而它质感十足的外观,则是我选择它的另一个原因。背面的条形设计、边框的金属光泽、底座的扁平化设计、LOGO的简约刻印..........处处都流露优雅的气息。有谁不想在客厅里面摆放一台艺术品呢?









既然是体验8K游戏,那么一定要选择几款支持HDR、光追的3A大作。《古墓丽影:崛起》和《德军总部:新血脉》就是我们的选择,二者都支持使用手柄进行游玩,十分适合用电视来体验。

接下来我们先进入《古墓丽影:崛起》来体验一番吧。



索尼Z8H支持4K@120Hz

进入游戏先进入显示设置,选择3840*2160分辨率后,显示器刷新率最高可选择以120Hz显示。嘿嘿,索尼大法诚不欺......等等,HDR没法开启是啥子情况?难道虚...假..宣...??



8K@60Hz HDR!

查找资料后发现,原来游戏中的HDR选项需要在系统HDR开启的情况下才能启用,看来是我草率,错怪索尼了。

在确认系统HDR开启后,游戏中的HDR总算可以正常开启了。调节至令人激动的7680*4320分辨率后,HDR选项也没有消失。索尼大法真好!



《古墓丽影:崛起》8K实拍

从上方的游戏实拍可以看到,远处的树叶边缘、人物衣服上的褶皱、近处石头和树干上的纹理都表现的十分清晰。加上画面本身就有较强的景深感,视觉呈现立体不少。让画面中的人物和植被看上去与现实世界十分贴近。

别忘了,这是对索尼Z8H的实拍图片,笔者眼中看到的、真实的8K游戏画面与它相比,要更加细腻、震撼。同时,网站对图片的压缩,也会加重画质损失。



不过,窥一斑也可知全豹,我们通过观看”画质全损“的8K实拍图,照样能清晰的感受到8K对于画质提升之大。来看看劳拉小姐姐那迷人的头发吧!在8K超高清画质下,根根头发丝都清晰可见。加上光线追踪技术带来了近乎真实的光影效果,整个游戏画面如同真人照片一样真实。



坐到电视前体验8K

由于离屏幕较近的画面临场感更强,观看更具冲击力。所以笔者本次并没有选择坐在沙发上来体验8K,而是选择坐在电视面前进行游戏。即使离的这么近,也没有察觉到像素点的存在。加上75英寸的超大屏幕,震撼的游戏画面铺面而来,让笔者十分享受。



载入游戏画面细节模糊

体验8K游戏时,也出现了一些不完美的地方。因为8K在目前尚处于起步阶段,并未完全普及。虽说RTX3090可以对8K分辨率下的实时游戏画面进行渲染,但游戏中载入画面和过场动画这些先前存放在游戏文件夹中的素材,并不会因改变画面分辨率或游戏画质而让显卡重新进行渲染。



场景物品细节模糊

这在27英寸的显示器上并不是一个问题,但在75英寸的平板电视上,低分辨率的画面模糊感有十分明显的感知。切换不同游戏场景时,载入画面中的树木枝干、枝叶以及远处的石台看起来都十分模糊。



过场动画演示

播放游戏中的过场动画时,也有类似的情况出现。衣服上较明显的肩带出才有些许细节,衣服褶皱、皮肤皱纹基本都看不到,头发丝也糊成一团。整个画面看起来细节全无,惨不忍睹。



好在这种“折磨”持续不久,进入游戏后显卡开始工作。输出8K画面后,劳拉小姐姐变得再次真实起来,周围岩石和远处云雾也增添了很多细节。

第三人称游戏就如此震撼,让我更加期待《德军总部:新血脉》这款第一人称的射击游戏了。



笔者认为,第一人称射击游戏中画面流畅要比画面清晰度更加重要。所以选择把游戏调至4K@120Hz来进行游戏。为了确定显卡能否为游戏提供高帧率,笔者打开了游戏自带的基准测试对RTX3090进行测试。



《德军总部:新血脉》基准测试

基准测试会实时渲染一段游戏画面,然后通过场景的平均帧数来反应显卡性能。在测试中可以看到,游戏画面的光线效果表现很棒,游戏场景的细节表现也很清晰,但画面的景深感没有《古墓丽影:崛起》强烈。整个画面虽然看起来很细腻,但感觉始终在游戏中,并没有《古墓丽影》那种如现实般的真实感(可能和满世界的万字符号有关系)。



8K最高特效 47FPS

将《德军总部:新血脉》的画质预设调至最高,在8K分辨率下RTX 3090的平均FPS为47,这个成绩在游戏中基本不会有卡顿感,能流畅的体验游戏。



4K最高特效 146FPS

而4K分辨率下的表现则好了很多,RTX 3090在最高画质的平均帧数有146FPS。这与索尼4K@120Hz的高刷新率画面搭配相得益彰,游戏画面表现顺滑完美。



《德军总部:新血脉》光影效果真实

由于《德军总部:新血脉》这款游戏在8K分辨率下的真实感没有《古墓丽影》强,加上第一人称射击游戏对画面流畅度的要求更高,所以笔者全程都以4K@120Hz模式进行游玩。

这款游戏对于我这个FPS爱好者来说,有很高的可玩性。它拥有丰富的枪械系统和射爆一切的爽快感,游戏中的环境建模也比较精细,加上自身支持的光线追踪技术,画面的视觉冲击力很强,在大屏幕上体验十分畅快。

写在最后:

虽说《德军总部:新血脉》与《古墓丽影:崛起》的游戏画风不太一样,但二者均可以在大屏幕上获得更加震撼、畅爽的体验。而8K分辨率所带来的真实感与细腻感,在先前任何设备上都不曾看到。

回到文章开头那一问题,为RTX3090这张万元出头的显卡,而花五倍价钱买台显示设备值吗?



笔者认为很值,3090显卡与8K电视二者之间的关系,就如同醋与饺子一样相辅相成。二者缺其一,就会让你的娱乐体验大打折扣;二者配合使用,则能带来1 1>2的娱乐体验。

如果你是已经购买RTX3090的玩家,并且预算充足,那就尽快购买支持8K分辨率的电视吧。如果你预算不足,或是准备购买RTX3070及以下的显卡,那就做一个等等党吧。

8K虽然会迟到,但永远不会缺席!我等家境贫寒之人只需静待花开,理性入手。

对于日常选购显卡的玩家来说,一款显卡的性能往往是一个非常重要的因素;而决定一款显卡的性能高低的因素绝不仅仅是单一的,而是有非常多的因素;这其中包括了一款显卡的核心架构、制程工艺、核心频率和显存规格等等,它们对显卡的性能高低都有关系,但是影响程度不一,本文笔者主要针对显存方面来跟大家进行探讨。

在显存规格中,显存容量的大小决定临时储存数据的能力,随着显示芯片的处理能力越来越强大,特别是现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储的数据也越来越多,所需要的显存容量也是越来越大;但要注意的是,显存容量的大小,并不直接意味着显卡性能的快慢,更重要的还是显存位宽和显存频率。



NVIDIA GeForce RTX 3070显卡

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01 显卡核心与显存容量

首先我们要明白,决定一个显卡性能高低最重要的因素是显卡核心,我们先把显卡核心当作是生产车间的工人,而显存容量可以简单理解为临时存储仓库,显存容量越大这个仓库所能容纳的东西就越多;当工人的工作效率很高的情况下,才能充分发挥出仓库的流动效率,但是当效率很低的时候,就算这个仓库再大也没什么用。

举一个简单的例子,NVIDIA近期发布的30系列显卡,其中的GeForce RTX 3070显存容量只有8GB,对比于GeForce RTX 2080 TI的11G大显存看起来好像是差点意思,但是30系列显卡采用的是最新的NVIDIA Ampere架构,所具备的技术是20系列的Turing架构所不能比拟的,所以就算是GeForce RTX 3070的显存容量比不上GeForce RTX 2080 TI,但是整体的显卡性能还是强于后者。

所以,显存容量的大小对一款显卡的性能影响其实是非常小的,只有当显卡核心性能充足的情况下显存容量才是主要影响因素。

02 显存类型

其次,显存的类型也是会影响着显卡的性能,目前10系列显卡中主要为GDDR5,20系列显卡中主要为GDDR6,而近期发布的GeForce RTX 3080和GeForce RTX 3090则是采用GDDR6X,从性能上来说GDDR6X>GDDR6>GDDR5。

03 显存位宽

显存位宽是显存的重要参数之一,表示显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位数越大则瞬间所能传输的数据量越大,所以通常来说位宽越大越好。

04 显存带宽

显存带宽就是显示芯片与显存之间的桥梁,带宽越大,则显示芯片与显存之间的通讯就越快捷;另外显存带宽是由显存频率和显存位宽决定的,计算公式为:显存带宽=显存频率*显存位宽/8。

总的来说,上面所讲的几个参数对于显卡性能的影响都是非常重要的;对于这几个参数笔者非常喜欢一个比喻:显卡核心就好比汽车的引擎,而显存容量好比油箱容量,显存位宽好比输油管管径,显存频率好比油泵的送油速度,那么这几个部件必须要匹配才能发挥很好的效果;比如一个奥拓的引擎,配个法拉利跑车的油箱、输油管和油泵,它还是只能跑奥拓的速度,而如果是法拉利的引擎配个奥拓的油箱、输油管和油泵,那它也跑不出法拉利的速度。

总结:

显存容量作为显存规格的一部分,一些情况下显存容量可以影响显卡的性能;但并不是代表显存容量越大显卡性能就越好,同时也要受制于显存其他参数的影响,比如显存类型、显存位宽、显存带宽和显存频率等等。所以当玩家在选购显卡的时候,千万不要被一些商家所标称的超大显存容量给忽悠了,一定要结合显卡的其他参数,另外玩家也可以通过看显卡天梯图来直观的分辨出显卡性能,这不为是一种好方法。
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