本篇內(nèi)容將探討 GPU 加速的 3D 可視化在客戶溝通、演示和競(jìng)賽中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，包括從制作靜態(tài)和動(dòng)畫(huà)視頻到將客戶置于設(shè)計(jì)核心的實(shí)時(shí)和沉浸式 VR 體驗(yàn)。

簡(jiǎn)介

在設(shè)計(jì)流程的各個(gè)階段，建筑師和客戶之間的清晰溝通都至關(guān)重要。它有助于確保項(xiàng)目移交時(shí)能夠滿足項(xiàng)目期望，令客戶滿意。

建筑師面臨的挑戰(zhàn)是高效表達(dá)設(shè)計(jì)理念。2D 圖紙可能很難理解，尤其是對(duì)于未經(jīng)訓(xùn)練的人而言。雖然這些圖紙傳達(dá)了重要的技術(shù)細(xì)節(jié)，但卻忽略了設(shè)計(jì)的人為元素，即良好的建筑體驗(yàn)，以及完工后在建筑內(nèi)生活或工作會(huì)是什么感覺(jué)。

而借助 3D 模型實(shí)現(xiàn)的可視化，則使得建筑師可以更清晰、更高效地傳達(dá)設(shè)計(jì)理念。不僅提高了客戶對(duì)項(xiàng)目的理解，減少了誤解，并使其能夠更多地參與設(shè)計(jì)流程。反過(guò)來(lái)，這也能鼓勵(lì)客戶提出正確的問(wèn)題，提出相關(guān)的更改建議，并做出明智的決策，更快完成設(shè)計(jì)簽核。

3D 可視化在贏得新業(yè)務(wù)方面也發(fā)揮著非常重要的作用。在建筑競(jìng)賽中，既能高效傳達(dá)概念/原理圖設(shè)計(jì)，又具有引人入勝效果的渲染可以決定投標(biāo)的成敗。盡管具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，可視化仍常被認(rèn)為復(fù)雜、耗時(shí)且成本高昂。有時(shí)，會(huì)將其作為向客戶提出最終建議的一種手段，保留在設(shè)計(jì)的后期階段。矛盾之處在于，當(dāng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中更早、更頻繁地使用可視化時(shí)，它會(huì)加速項(xiàng)目交付，更大限度地降低成本，并為客戶和建筑師帶來(lái)更好的結(jié)果。

NVIDIA RTX 技術(shù)有助打破可視化障礙。功能強(qiáng)大的 NVIDIA RTX GPU 可迅速加快可視化工作流，能夠立即或在幾秒之內(nèi)提供逼真的圖像、視頻或?qū)崟r(shí)體驗(yàn)?？蛻襞鷾?zhǔn)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)更改和材質(zhì)選擇也可以即時(shí)進(jìn)行，而無(wú)需等待數(shù)小時(shí)或數(shù)天。在線下會(huì)議時(shí)使用功能強(qiáng)大的移動(dòng)工作站，或借助 NVIDIA RTX 虛擬工作站軟件（RTX vWS）進(jìn)行遠(yuǎn)程，都可以實(shí)現(xiàn)上述工作流。

借助 RTX vWS，所有處理均可遠(yuǎn)程完成，因此客戶可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) web 瀏覽器按需訪問(wèn)功能強(qiáng)大的 3D 工作站。這使復(fù)雜的 3D 設(shè)計(jì)能夠通過(guò)高質(zhì)量、物理模擬的材質(zhì)和光線進(jìn)行實(shí)時(shí)探索和渲染。

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）使可視化水平更上一層樓，使得客戶能夠親身體驗(yàn)項(xiàng)目，效果仿佛置身現(xiàn)場(chǎng)。VR 具有 2D 顯示器無(wú)法比擬的規(guī)模和比例，使客戶在建筑建成之前就能真正了解其空間質(zhì)量，而無(wú)需任何想象。使用 NVIDIA CloudXR 后，客戶甚至不需要配備功能強(qiáng)大的本地工作站或 PC。所有內(nèi)容均可在云端進(jìn)行遠(yuǎn)程處理，并按需將視覺(jué)效果豐富的海量數(shù)據(jù)集中的像素串流到獨(dú)立的、不受拘束的 VR 頭盔。

靜態(tài)和動(dòng)畫(huà)

客戶展示的可視化仍然經(jīng)常以制作靜態(tài)和建筑營(yíng)銷(xiāo)電影為中心，因?yàn)檫@些數(shù)字資產(chǎn)可以真實(shí)地傳達(dá)最終建筑的外觀和風(fēng)格。它們?cè)试S建筑師控制敘事，展示特定視圖，突出某些設(shè)計(jì)元素，或引導(dǎo)客戶以結(jié)構(gòu)化的方式了解建筑物。

在建筑競(jìng)賽中，簡(jiǎn)報(bào)有時(shí)會(huì)規(guī)定一到兩種渲染，因此它們不僅需要吸引評(píng)審團(tuán)的關(guān)注，還需要幫助說(shuō)明設(shè)計(jì)滿足了關(guān)鍵的戰(zhàn)略要求。

建筑師可以使用不同的構(gòu)圖、相機(jī)、角度和視角，并利用攝影和電影技術(shù)，將客戶的視線聚焦在圖像的特定部分。包括人員、車(chē)輛、家具和植被在內(nèi)的周?chē)h(huán)境可以使視覺(jué)效果栩栩如生。此外，還可以添加周?chē)ㄖ锖偷匦我酝癸@情景和規(guī)模。

渲染靜態(tài)和動(dòng)畫(huà)不再像過(guò)去那樣耗時(shí)。在 CPU 上完成渲染，可能需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天的時(shí)間，具體取決于場(chǎng)景的復(fù)雜性和輸出分辨率。當(dāng)生成的素材沒(méi)有達(dá)到預(yù)期，或者渲染甚至在一夜之間崩潰時(shí)，整個(gè)過(guò)程不得不重新開(kāi)始，從而導(dǎo)致生產(chǎn)率的顯著下降。

得益于 GPU 渲染，此工作流發(fā)生了不同尋常的轉(zhuǎn)變。在 GPU 加速的實(shí)時(shí)可視化軟件（例如，Chaos Vantage、Enscape 和 Twinmotion）中，靜態(tài)圖像可以即時(shí)生成。使用功能強(qiáng)大的 NVIDIA RTX GPU 后，視頻僅需幾秒鐘即可渲染完成。這使建筑師能夠快速確定哪些角度和構(gòu)圖最適合項(xiàng)目，并快速批量處理產(chǎn)品質(zhì)量素材。

為了將真實(shí)感提升至最高水平，可以使用實(shí)時(shí)光線追蹤渲染場(chǎng)景。此時(shí)，NVIDIA RTX GPU 中的專用 RT Cores 可以更高的效率執(zhí)行硬件光線追蹤操作。通過(guò)模擬光線及其在照射到表面時(shí)的反應(yīng)，建筑師可以利用物理精準(zhǔn)的反射、漫反射和間接照明來(lái)渲染建筑物。這個(gè)仿真讓客戶對(duì)最終建筑建成時(shí)的樣子有了特別的理解。

NVIDIA Omniverse 由 NVIDIA RTX GPU 提供支持，改變了設(shè)計(jì)可視化公司 OutdoorLiving 3D 的工作流。這家公司總部位于德克薩斯州，每年需為演示會(huì)渲染逾 50 萬(wàn)幀動(dòng)畫(huà)。而此前，該公司曾因渲染農(nóng)場(chǎng)而出現(xiàn)瓶頸。所有者兼首席執(zhí)行官 Chris Scott 表示，“Omniverse 使渲染動(dòng)畫(huà)像發(fā)送電子郵件一樣簡(jiǎn)單，我認(rèn)為視頻演示數(shù)量將會(huì)增加 10 倍，同時(shí)質(zhì)量和范圍也會(huì)不斷提升和擴(kuò)大。”

渲染也變得越來(lái)越智能。例如，在 Enscape 中，深度學(xué)習(xí)超級(jí)采樣（DLSS）技術(shù)允許以較低分辨率渲染場(chǎng)景，而 NVIDIA RTX GPU 中的專用 Tensor Core 則使用人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)升級(jí)圖像。借助 DLSS，Enscape 用戶報(bào)告的視頻導(dǎo)出速度最高可提升 36%。

NVIDIA RTX GPU 還可以在先進(jìn)的逼真渲染器 Chaos V-Ray GPU 中快速進(jìn)行加速光線追蹤。該軟件已經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可充分利用 RT Cores 進(jìn)行光線追蹤，并利用 Tensor Core 實(shí)現(xiàn) AI 加速降噪。

為了進(jìn)一步縮短渲染時(shí)間，生產(chǎn)就緒型軟件可以利用多個(gè) GPU 的強(qiáng)大功能，在高端工作站中總共可以有四個(gè)，在圖形處理器服務(wù)器或渲染場(chǎng)渲染農(nóng)場(chǎng)中甚至可以更多。對(duì)于極為復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，在幾何圖形、材質(zhì)和照明方面，可以使用 NVIDIA NVLink 將兩個(gè)高端 NVIDIA RTX GPU 組合在一起，使專業(yè)顯卡的業(yè)界領(lǐng)先 GPU 顯存翻倍。

實(shí)時(shí)反饋

利用 NVIDIA RTX 技術(shù)，可視化可以更具交互性。建筑師可以與客戶坐下來(lái)在實(shí)時(shí)模式下探索想法，而不是依賴于分散工作流（反饋循環(huán)可能需要數(shù)小時(shí)或數(shù)天）。這可顯著加快決策制定并提高項(xiàng)目效率。還有助于讓客戶參與創(chuàng)意工作流，并確保結(jié)果更符合預(yù)期。

在設(shè)計(jì)的早期階段，粘土、聚苯乙烯或白色渲染風(fēng)格幫助客戶關(guān)注建筑本身，圍繞外形和空間做出決策，而不是被逼真的材質(zhì)分散注意力。

在 Trimble SketchUp 等沒(méi)有建筑物信息建模（BIM）軟件參數(shù)限制的應(yīng)用中，客戶可以輕松探索設(shè)計(jì)理念。為了嘗試空間設(shè)計(jì)，幾何圖形可以被推拉到合適的位置。窗戶或玻璃立面的大小和位置可以通過(guò)采光的實(shí)時(shí)反饋進(jìn)行探索。

通過(guò)與 Enscape、Twinmotion、Omniverse 等的實(shí)時(shí)鏈接，高質(zhì)量的可視化速度非?？臁Ｈ缓?，隨著設(shè)計(jì)流程的推進(jìn)，可以與客戶一起探索材質(zhì)選擇。不同的磚、木、鋼或油漆變化都可以即時(shí)渲染。

以前，實(shí)時(shí)可視化軟件僅限于光柵化。這是一種將向量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成像素（光柵圖像）的渲染方法，但它必須偽造真實(shí)世界的效果，才能讓場(chǎng)景看起來(lái)逼真。現(xiàn)在，越來(lái)越多的工具支持實(shí)時(shí)光線追蹤，可以模擬光線在現(xiàn)實(shí)世界中的行為方式。這意味著客戶可以在一天中的不同時(shí)間即時(shí)看到光線對(duì)材質(zhì)的影響，或陰影和反射的真實(shí)外觀。

Outdoor Living 3D 使用 NVIDIA RTX A6000 GPU 將其渲染工作流程提升到更高水平。CEO Chris Scott 可借助這款功能強(qiáng)大的 48GB 專業(yè) GPU 加載大規(guī)模場(chǎng)景，甚至是創(chuàng)建整個(gè)站點(diǎn)的激光點(diǎn)云掃描，使得客戶可以看到整個(gè)項(xiàng)目的可視化效果。

Scott 表示“我們的工作流現(xiàn)在可以從概念設(shè)計(jì)一路延伸至渲染和實(shí)時(shí)演示。我們可以向客戶展示項(xiàng)目，同時(shí)進(jìn)行如拖放、移動(dòng)以及隱藏物體等場(chǎng)景交互操作?！?/p>

在測(cè)試 RTX A6000 時(shí)，點(diǎn)云的數(shù)據(jù)量為 34GB，不過(guò)我們?nèi)匀荒茉诿棵?30 幀的情況下加載場(chǎng)景。若沒(méi)有 RTX A6000，我們根本無(wú)法做到這么出色?！彪S著視頻會(huì)議的興起，建筑師和客戶不必在同一個(gè)房間。但是，為了在更高的分辨率和高幀率下獲得最佳體驗(yàn)，NVIDIA RTX vWS 還可以為任何設(shè)備提供 GPU 加速的虛擬工作站。

遠(yuǎn)程演示

許多實(shí)時(shí)可視化工具（包括 Enscape、Twinmotion、虛幻引擎和 Unity）允許將項(xiàng)目打包并作為獨(dú)立的可執(zhí)行程序（.EXE）導(dǎo)出。然后將這些文件發(fā)送到客戶端，以便他們可以實(shí)時(shí)探索整個(gè) 3D 建筑設(shè)計(jì)，而無(wú)需擁有可視化軟件的許可證。

以超高質(zhì)量和高分辨率查看這些實(shí)時(shí)體驗(yàn)，需要強(qiáng)大的 NVIDIA RTX GPU，而且通常擁有大量?jī)?nèi)存。但是，并非所有客戶端都可以使用此類(lèi)硬件，因此共享實(shí)時(shí)可執(zhí)行文件并不總是切實(shí)可行。

克服這一潛在障礙的方法是在云端使用 NVIDIA GPU。Twinmotion Cloud 可以使用云 GPU 實(shí)例將像素串流到幾乎任何終端設(shè)備，包括辦公室筆記本電腦、PC 或平板電腦。這表示建筑師能夠輕松地與客戶共享實(shí)時(shí)展示模型，不必發(fā)送大型文件，也無(wú)需擔(dān)心客戶端的計(jì)算機(jī)是否足夠強(qiáng)大，是否可以實(shí)現(xiàn)流暢導(dǎo)航，是否可以在第一時(shí)間加載模型。

分享演示文稿前，建筑師只需發(fā)送一個(gè)鏈接，客戶便可在標(biāo)準(zhǔn)的 web 瀏覽器中查看模型。為了擴(kuò)大可視化范圍的覆蓋范圍（或許用于公開(kāi)咨詢），我們還可以使用現(xiàn)成的 HTML 嵌入代碼將演示內(nèi)容嵌入到網(wǎng)站中。

建筑可視化公司 Studio 4D 利用云的靈活性，創(chuàng)建了一個(gè)基于云的交互式 4D 演練，展示 National Landing（國(guó)家登陸）總體規(guī)劃的大型項(xiàng)目，該項(xiàng)目在華盛頓占地一平方英里。這種“真實(shí)的”3D 環(huán)境提供實(shí)況流功能，因此開(kāi)發(fā)者可以按照自己的節(jié)奏查看逼真的數(shù)字 3D 模型，并同時(shí)實(shí)時(shí)串流、修改模型，然后將模型呈現(xiàn)給相關(guān)成員。

通過(guò) NVIDIA RTX A6000 GPU 的強(qiáng)大功能和 NVIDIA DLSS 技術(shù)，Studio 4D 已利用實(shí)時(shí)光線追蹤將視覺(jué)質(zhì)量提升到更高水平。Studio 4D 首席執(zhí)行官 Hilario Canessa 解釋說(shuō)，“NVIDIA 的 DLSS 算法確實(shí)充分利用了 NVIDIA RTX GPU，并幫助我們大幅提高了可視化服務(wù)的圖像質(zhì)量，尤其是在規(guī)模龐大的國(guó)家登陸項(xiàng)目中。沒(méi)有硬件是無(wú)法做到這一點(diǎn)的。”

讓客戶自由地探索虛擬建筑物可以使其更好地理解虛擬建筑物可以作為一個(gè)空間的功能。然而，建筑師可以為實(shí)時(shí)體驗(yàn)制作結(jié)構(gòu)和敘事，以此增加額外價(jià)值。

附加價(jià)值的實(shí)現(xiàn)方式是，定義一組視圖或動(dòng)畫(huà)以突出顯示特定的房間、遠(yuǎn)景或設(shè)計(jì)特征，然后客戶只需單擊縮略圖即可“被傳輸”到模型的相關(guān)部分。建筑師還可以控制渲染樣式，設(shè)置一天中的時(shí)間，或定義每個(gè)視圖中可見(jiàn)的層或物體。這種方法的美妙之處在于，客戶可以隨時(shí)擺脫“導(dǎo)覽”，而是能夠從各個(gè)角度查看模型，或以完全自由的方式探索建筑。

完全沉浸式體驗(yàn)

建筑物建成后，置身其中或周?chē)鞘裁锤杏X(jué)呢？恐怕沒(méi)有什么比得上完全沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）更能讓您理解這種感覺(jué)。借助 VR，客戶可以親身體驗(yàn)任何設(shè)計(jì)，了解空間之間的關(guān)系，并在進(jìn)入房間時(shí)獲得本能的反應(yīng)。最重要的是，客戶可以完全按人類(lèi)比例進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)，這種比例和規(guī)模的效果令人難以置信，根本無(wú)法從固定的 2D 顯示器上的渲染、視頻或?qū)崟r(shí)體驗(yàn)獲得。

VR 對(duì)工作站的 GPU 要求很高，而功能強(qiáng)大的 NVIDIA RTX GPU 提供的體驗(yàn)最為出色。模型大小、模型復(fù)雜性、材質(zhì)和照明都對(duì)性能產(chǎn)生影響，VR 頭盔中顯示器的分辨率也會(huì)產(chǎn)生影響。分辨率越高，需要渲染的像素就越多。

高端 NVIDIA RTX GPU 擁有出色的處理和存儲(chǔ)能力，能夠應(yīng)對(duì)要求嚴(yán)苛的數(shù)據(jù)集，并允許將渲染質(zhì)量設(shè)置為高，因此客戶可獲得豐富的視覺(jué)和舒適的無(wú)閃爍 VR 體驗(yàn)。臺(tái)式工作站采用了功能強(qiáng)大的 GPU，但移動(dòng)工作站中的 GPU 也可提供驚人的性能水平，以及隨時(shí)隨地從客戶辦公室到公眾咨詢的 VR 體驗(yàn)。

在建筑可視化軟件 Enscape 和 Twinmotion 中，VR 是實(shí)時(shí)體驗(yàn)的延伸，客戶按下按鈕即可進(jìn)入 VR。

借助 NVIDIA Omniverse Enterprise，您可以交互方式將沉浸式體驗(yàn)串流到一系列擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）設(shè)備。其中包括適用于移動(dòng) iOS、Android 平板電腦和手機(jī)的實(shí)時(shí)光線追蹤，以及全球率先推出的全圖像實(shí)時(shí)光線追蹤 VR。

Oculus Quest 和 HTC Vive Focus 3 等獨(dú)立 VR 頭盔非常適合客戶使用，它們易于設(shè)置，不需要本地工作站，而且可以通過(guò)快遞輕松配送。但是，如果在頭顯設(shè)備的本地集成處理器上處理圖形，性能和視覺(jué)逼真度則可能會(huì)受到限制。

為確保客戶獲得卓越視覺(jué)體驗(yàn)，可以在云端或本地部署數(shù)據(jù)中心使用功能強(qiáng)大的 NVIDIA GPU，然后通過(guò) NVIDIA CloudXR 直接串流到獨(dú)立 VR 耳機(jī)或 AR 手持設(shè)備。圖形處理都是遠(yuǎn)程完成的，像素通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串流。

使用 CloudXR，串流體驗(yàn)不僅完美無(wú)瑕（幾乎與接線式體驗(yàn)無(wú)區(qū)別），而且更加方便。由于現(xiàn)場(chǎng)不需要硬件，因此 VR 會(huì)議設(shè)置更快速，重要數(shù)據(jù)和 IP 的安全也可以得到保證。

Varjo 是“人眼”分辨率 VR 頭盔的開(kāi)發(fā)者，并基于這種遠(yuǎn)程圖形概念推出了一個(gè)新平臺(tái)。Varjo Reality Cloud 由 Amazon Web Services（AWS）和 NVIDIA GPU 提供支持，可與 Varjo VR 頭盔配合，按需串流 VR 體驗(yàn)。未來(lái)，Varjo 計(jì)劃將這項(xiàng)服務(wù)擴(kuò)展到其他制造商的頭顯設(shè)備、平板電腦和 PC，以及與 Unity、虛幻引擎和其他可視化應(yīng)用進(jìn)行集成。

可視化改變未來(lái)

隨著 GPU 加速可視化的巨大進(jìn)步，建筑師與客戶的溝通從未像現(xiàn)在這樣清晰、高效。通過(guò) 2D 圖紙（甚至 3D CAD 模型）解釋設(shè)計(jì)方案可能會(huì)使理解受限制。可視化可以激發(fā)討論，并幫助客戶更早地做出明智的決策。這不僅能夠減少設(shè)計(jì)修訂的數(shù)量，也可加快批準(zhǔn)速度和客戶簽核速度。

借助由 NVIDIA RTX GPU 提供支持的實(shí)時(shí)可視化軟件，建筑師可以顯著減少創(chuàng)建可視化素材所需的時(shí)間。但這不僅僅局限于更快地提供渲染和視頻動(dòng)畫(huà)。NVIDIA RTX GPU 可以從根本上改變可視化在客戶溝通中發(fā)揮的作用。

演示是交互式的，里面的幾何圖形和材質(zhì)可以動(dòng)態(tài)更改，因此可以大幅加快決策制定。它們也可以是沉浸式的，給客戶營(yíng)造出置身于設(shè)計(jì)之中的感覺(jué)，而不是想象建筑完工后的樣子。最后，借助云端的 NVIDIA RTX GPU，可視化的邊界被無(wú)限擴(kuò)大。客戶可以按需訪問(wèn)引人入勝的實(shí)時(shí)可視化效果和令人難忘的 VR 體驗(yàn)，而且他們甚至不必與建筑師同處一個(gè)房間。