華強方特借助 NVIDIA Omniverse 與 RTX GPU 以真實游樂體驗環境為背景構建數字孿生場景，建立多專業協同開發平臺，加速游樂體驗的項目動態場景構建、渲染和落地。
介紹
在主題樂園游樂互動體驗項目的開發過程中，通常會預設故事線，并根據故事線運用 3D 設計工具制作設備運行曲線，最后將其加載至實體載人設備驅動運行。通過創建數字孿生場景，借助設計曲線數據或歷史曲線數據，可以對運行效果進行驗證或評估。NVIDIA Omniverse 與 RTX 的強大能力能幫助企業打造數字孿生，創建項目模擬。這種“數字先行”的模式能夠幫助企業在實際投產前優化布局，盡力避免可能導致成本增加的問題。
華強方特文化科技集團（下稱“華強方特”）是知名的文化科技企業，專注于文化、旅游、娛樂產業，從主題樂園創意設計、研究開發、內容制作，到施工建設、市場運營等均有所涉獵。華強方特借助 NVIDIA Omniverse 與 RTX GPU 以真實游樂體驗環境為背景構建數字孿生場景，建立多專業協同開發平臺，加速游樂體驗的項目動態場景構建、渲染和落地。
挑戰
在建設主題樂園數字場景項目過程中，華強方特需要融合空間關系、運動時序、體感效果、環境氛圍、光影效果、虛實場景等大量的現場數據；涉及概念設計、3D 造型、建筑設計、機械結構、電氣控制等多專業、多部門的 3D 協同；通過多部門的現場數據的綜合集成，進行項目的物理仿真與實時渲染，來復現主題樂園生動、逼真的體驗場景，為游客提供深度沉浸式體驗服務。為了無縫完成此工作流，華強方特遇到了以下難點：
工具與數據不互通：在創建主題體驗項目過程中，從概念設計到最后實施落地，需要故事創意、模型創建、氣氛渲染、場景編輯、動作制作、光照處理等不同專業協作，還需要上下游專業大量溝通、數據交換和多版本迭代，以創作出大量的動感數字場景來復現生動、逼真的主題樂園體驗場景。不互通的數據流導致了工作量與溝通成本增加，進而降低開發效率，增加企業成本。
數據處理量龐大，制作復雜度高：在項目實施過程中，項目的 3D 造型、特技動作、建筑模型和光影效果等數據的處理量龐大，制作復雜度高，在項目實時渲染速度、場景層次與質感、交互式沉浸體驗、跨平臺多專業協作等方面，難以達到理想的效果。
為解決這些問題，華強方特需要建立多個研發部門跨平臺實時協同工作的項目開發環境，且需要高性能的顯示設備將多部門設計和編輯產生的大量數據進行融合計算和處理。
解決方案
建立不同專業 3D 軟件的連接：利用 Nucleus 平臺，華強方特能夠通過 Omniverse Connector 建立不同專業 3D 軟件的連接，構建多專業協作的跨平臺設計開發環境，從而優化主題樂園體驗場景概念設計階段各專業間的數據交換機制和工作流程。由原來的串聯工作流改進為并聯工作流，解決了創建主題樂園體驗項目數字場景中的多專業協同設計問題，提高了數據共享的效率。Omniverse 跨平臺的高效溝通協作能力，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景修改的處理效率，在一定程度上也保證了項目開發的最終效果。
圖片來源：華強方特
數字資產組裝：基于 USD 及 Composer 等工具，華強方特能在主題體驗項目的數字場景開發時輕松實現無損化修改；強大的數據壓縮能力也帶來了高效的數據傳輸收益。USD Composer 為數字場景提供了資產組建能力，對主題樂園數字場景項目的前期規劃、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景過程中的數據合成問題。
開發擴展程序，實現有效、高效的工作流：華強方特使用 Omniverse Kit 和 Omniverse Code 開發了自定義的 Omniverse 擴展程序，用于主題樂園數字場景的動態多方案編排，來將主題樂園的交互場景進行解析與功能整合。
利用擴展程序的要素選擇模塊、觸發關聯模塊和方案配置模塊，華強方特實現了游樂載人設備及特技的數據參數輸入和數據驅動模擬仿真，達到了載人設備和特技在虛擬場景的動態展現及評價。
通過 Omniverse Code 進行游樂載人設備及特技的時序編制擴展程序的開發，華強方特優化了創建主題樂園的數字場景開發工作流，并采用現場數據渲染出更加逼真的預期場景，從而更有利地指導現場項目實施和建設。
RTX 與光線追蹤賦能下的高質量數字場景：在 NVIDIA 高性能顯卡的支持下，項目制作的實時渲染幀率和渲染質感得到大幅提高，高性能的 RTX 顯卡支持了系統開發所需的實時光線追蹤要求，極大地提升了高清視頻編輯的內容創作性能，帶來了流暢、逼真的實時渲染數字場景畫面質感。
結果
從數據整合、視效生成，到項目實施和建設，NVIDIA Omniverse 能夠為文旅娛樂行業的創意師、設計師、工程師提供 OpenUSD（通用場景描述）賦能的協同設計平臺，有利于多專業協作搭建或導入數字資產組合。結合具備強大算力的 NVIDIA RTX GPU，以及物理仿真和 AI 技術，可以實現高度逼真的數字場景仿真虛擬環境。
未來，華強方特計劃利用 Omniverse 技術在游客視角分析與數字場景優化方面進行提升，為工程師、設計師構建協同設計平臺，探索 OpenUSD、物理仿真及 AI 技術在主題公園沉浸式體驗項目中應用的可能性.
為什么選擇 NVIDIA？
- 利用 Nucleus 平臺，華強方特能夠通過 Omniverse Connector 建立不同專業 3D 軟件的連接，構建多專業協作的跨平臺設計開發環境，從而優化主題樂園體驗場景概念設計階段各專業間的數據交換機制和工作流程。
- 華強方特能在主題體驗項目的數字場景開發時通過使用USD 及 Composer 等工具，輕松實現無損化修改，帶來高效的數據傳輸收益。
