本篇內(nèi)容將探討 GPU 加速的 3D 可視化在客戶溝通、演示和競賽中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，包括從制作靜態(tài)和動畫視頻到將客戶置于設(shè)計核心的實時和沉浸式 VR 體驗。

簡介

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

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

而借助 3D 模型實現(xiàn)的可視化，則使得建筑師可以更清晰、更高效地傳達設(shè)計理念。不僅提高了客戶對項目的理解，減少了誤解，并使其能夠更多地參與設(shè)計流程。反過來，這也能鼓勵客戶提出正確的問題，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。在建筑競賽中，既能高效傳達概念/原理圖設(shè)計，又具有引人入勝效果的渲染可以決定投標的成敗。盡管具有非常明顯的優(yōu)勢，可視化仍常被認為復(fù)雜、耗時且成本高昂。有時，會將其作為向客戶提出最終建議的一種手段，保留在設(shè)計的后期階段。矛盾之處在于，當在設(shè)計過程中更早、更頻繁地使用可視化時，它會加速項目交付，更大限度地降低成本，并為客戶和建筑師帶來更好的結(jié)果。

NVIDIA RTX 技術(shù)有助打破可視化障礙。功能強大的 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體驗。客戶批準可以實時進行，設(shè)計更改和材質(zhì)選擇也可以即時進行，而無需等待數(shù)小時或數(shù)天。在線下會議時使用功能強大的移動工作站，或借助 NVIDIA RTX 虛擬工作站軟件（RTX vWS）進行遠程，都可以實現(xiàn)上述工作流。

借助 RTX vWS，所有處理均可遠程完成，因此客戶可以通過標準 web 瀏覽器按需訪問功能強大的 3D 工作站。這使復(fù)雜的 3D 設(shè)計能夠通過高質(zhì)量、物理模擬的材質(zhì)和光線進行實時探索和渲染。

虛擬現(xiàn)實（VR）使可視化水平更上一層樓，使得客戶能夠親身體驗項目，效果仿佛置身現(xiàn)場。VR 具有 2D 顯示器無法比擬的規(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，而無需任何想象。使用 NVIDIA CloudXR 后，客戶甚至不需要配備功能強大的本地工作站或 PC。所有內(nèi)容均可在云端進行遠程處理，并按需將視覺效果豐富的海量數(shù)據(jù)集中的像素串流到獨立的、不受拘束的 VR 頭盔。

靜態(tài)和動畫

客戶展示的可視化仍然經(jīng)常以制作靜態(tài)和建筑營銷電影為中心，因為這些數(shù)字資產(chǎn)可以真實地傳達最終建筑的外觀和風(fēng)格。它們允許建筑師控制敘事，展示特定視圖，突出某些設(shè)計元素，或引導(dǎo)客戶以結(jié)構(gòu)化的方式了解建筑物。

在建筑競賽中，簡報有時會規(guī)定一到兩種渲染，因此它們不僅需要吸引評審團的關(guān)注，還需要幫助說明設(shè)計滿足了關(guān)鍵的戰(zhàn)略要求。

建筑師可以使用不同的構(gòu)圖、相機、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、車輛、家具和植被在內(nèi)的周圍環(huán)境可以使視覺效果栩栩如生。此外，還可以添加周圍建筑物和地形以凸顯情景和規(guī)模。

渲染靜態(tài)和動畫不再像過去那樣耗時。在 CPU 上完成渲染，可能需要數(shù)小時甚至數(shù)天的時間，具體取決于場景的復(fù)雜性和輸出分辨率。當生成的素材沒有達到預(yù)期，或者渲染甚至在一夜之間崩潰時，整個過程不得不重新開始，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 加速的實時可視化軟件（例如，Chaos Vantage、Enscape 和 Twinmotion）中，靜態(tài)圖像可以即時生成。使用功能強大的 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)圖最適合項目，并快速批量處理產(chǎn)品質(zhì)量素材。

為了將真實感提升至最高水平，可以使用實時光線追蹤渲染場景。此時，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。通過模擬光線及其在照射到表面時的反應(yīng)，建筑師可以利用物理精準的反射、漫反射和間接照明來渲染建筑物。這個仿真讓客戶對最終建筑建成時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，每年需為演示會渲染逾 50 萬幀動畫。而此前，該公司曾因渲染農(nóng)場而出現(xiàn)瓶頸。所有者兼首席執(zhí)行官 Chris Scott 表示，“Omniverse 使渲染動畫像發(fā)送電子郵件一樣簡單，我認為視頻演示數(shù)量將會增加 10 倍，同時質(zhì)量和范圍也會不斷提升和擴大。”

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

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

為了進一步縮短渲染時間，生產(chǎn)就緒型軟件可以利用多個 GPU 的強大功能，在高端工作站中總共可以有四個，在圖形處理器服務(wù)器或渲染場渲染農(nóng)場中甚至可以更多。對于極為復(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。

實時反饋

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在實時模式下探索想法，而不是依賴于分散工作流（反饋循環(huán)可能需要數(shù)小時或數(shù)天）。這可顯著加快決策制定并提高項目效率。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)計理念。為了嘗試空間設(shè)計，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采光的實時反饋進行探索。

通過與 Enscape、Twinmotion、Omniverse 等的實時鏈接，高質(zhì)量的可視化速度非常快。然后，隨著設(shè)計流程的推進，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渲染。

以前，實時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，但它必須偽造真實世界的效果，才能讓場景看起來逼真。現(xiàn)在，越來越多的工具支持實時光線追蹤，可以模擬光線在現(xiàn)實世界中的行為方式。這意味著客戶可以在一天中的不同時間即時看到光線對材質(zhì)的影響，或陰影和反射的真實外觀。

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 可借助這款功能強大的 48GB 專業(yè) GPU 加載大規(guī)模場景，甚至是創(chuàng)建整個站點的激光點云掃描，使得客戶可以看到整個項目的可視化效果。

Scott 表示“我們的工作流現(xiàn)在可以從概念設(shè)計一路延伸至渲染和實時演示。我們可以向客戶展示項目，同時進行如拖放、移動以及隱藏物體等場景交互操作。”

在測試 RTX A6000 時，點云的數(shù)據(jù)量為 34GB，不過我們?nèi)匀荒茉诿棵?30 幀的情況下加載場景。若沒有 RTX A6000，我們根本無法做到這么出色。”隨著視頻會議的興起，建筑師和客戶不必在同一個房間。但是，為了在更高的分辨率和高幀率下獲得最佳體驗，NVIDIA RTX vWS 還可以為任何設(shè)備提供 GPU 加速的虛擬工作站。

遠程演示

許多實時可視化工具（包括 Enscape、Twinmotion、虛幻引擎和 Unity）允許將項目打包并作為獨立的可執(zhí)行程序（.EXE）導(dǎo)出。然后將這些文件發(fā)送到客戶端，以便他們可以實時探索整個 3D 建筑設(shè)計，而無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時體驗，需要強大的 NVIDIA RTX GPU，而且通常擁有大量內(nèi)存。但是，并非所有客戶端都可以使用此類硬件，因此共享實時可執(zhí)行文件并不總是切實可行。

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時展示模型，不必發(fā)送大型文件，也無需擔(dān)心客戶端的計算機是否足夠強大，是否可以實現(xiàn)流暢導(dǎo)航，是否可以在第一時間加載模型。

分享演示文稿前，建筑師只需發(fā)送一個鏈接，客戶便可在標準的 web 瀏覽器中查看模型。為了擴大可視化范圍的覆蓋范圍（或許用于公開咨詢），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)建了一個基于云的交互式 4D 演練，展示 National Landing（國家登陸）總體規(guī)劃的大型項目，該項目在華盛頓占地一平方英里。這種“真實的”3D 環(huán)境提供實況流功能，因此開發(fā)者可以按照自己的節(jié)奏查看逼真的數(shù)字 3D 模型，并同時實時串流、修改模型，然后將模型呈現(xiàn)給相關(guān)成員。

通過 NVIDIA RTX A6000 GPU 的強大功能和 NVIDIA DLSS 技術(shù)，Studio 4D 已利用實時光線追蹤將視覺質(zhì)量提升到更高水平。Studio 4D 首席執(zhí)行官 Hilario Canessa 解釋說，“NVIDIA 的 DLSS 算法確實充分利用了 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)模龐大的國家登陸項目中。沒有硬件是無法做到這一點的。”

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空間的功能。然而，建筑師可以為實時體驗制作結(jié)構(gòu)和敘事，以此增加額外價值。

附加價值的實現(xiàn)方式是，定義一組視圖或動畫以突出顯示特定的房間、遠景或設(shè)計特征，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)置一天中的時間，或定義每個視圖中可見的層或物體。這種方法的美妙之處在于，客戶可以隨時擺脫“導(dǎo)覽”，而是能夠從各個角度查看模型，或以完全自由的方式探索建筑。

完全沉浸式體驗

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

VR 對工作站的 GPU 要求很高，而功能強大的 NVIDIA RTX GPU 提供的體驗最為出色。模型大小、模型復(fù)雜性、材質(zhì)和照明都對性能產(chǎn)生影響，VR 頭盔中顯示器的分辨率也會產(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能力，能夠應(yīng)對要求嚴苛的數(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和舒適的無閃爍 VR 體驗。臺式工作站采用了功能強大的 GPU，但移動工作站中的 GPU 也可提供驚人的性能水平，以及隨時隨地從客戶辦公室到公眾咨詢的 VR 體驗。

在建筑可視化軟件 Enscape 和 Twinmotion 中，VR 是實時體驗的延伸，客戶按下按鈕即可進入 VR。

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

Oculus Quest 和 HTC Vive Focus 3 等獨立 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，性能和視覺逼真度則可能會受到限制。

為確保客戶獲得卓越視覺體驗，可以在云端或本地部署數(shù)據(jù)中心使用功能強大的 NVIDIA GPU，然后通過 NVIDIA CloudXR 直接串流到獨立 VR 耳機或 AR 手持設(shè)備。圖形處理都是遠程完成的，像素通過網(wǎng)絡(luò)進行串流。

使用 CloudXR，串流體驗不僅完美無瑕（幾乎與接線式體驗無區(qū)別），而且更加方便。由于現(xiàn)場不需要硬件，因此 VR 會議設(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 頭盔的開發(fā)者，并基于這種遠程圖形概念推出了一個新平臺。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。未來，Varjo 計劃將這項服務(wù)擴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)用進行集成。

可視化改變未來

隨著 GPU 加速可視化的巨大進步，建筑師與客戶的溝通從未像現(xiàn)在這樣清晰、高效。通過 2D 圖紙（甚至 3D CAD 模型）解釋設(shè)計方案可能會使理解受限制。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)計修訂的數(shù)量，也可加快批準速度和客戶簽核速度。

借助由 NVIDIA RTX GPU 提供支持的實時可視化軟件，建筑師可以顯著減少創(chuàng)建可視化素材所需的時間。但這不僅僅局限于更快地提供渲染和視頻動畫。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，給客戶營造出置身于設(shè)計之中的感覺，而不是想象建筑完工后的樣子。最后，借助云端的 NVIDIA RTX GPU，可視化的邊界被無限擴大。客戶可以按需訪問引人入勝的實時可視化效果和令人難忘的 VR 體驗，而且他們甚至不必與建筑師同處一個房間。