옴니버스

옴니버스란 엔디비아(NVDIA)가 개발한 3D 가상세계를 만들고 물리 공간을 확장하는 플랫폼이다. 가상세계와 현실세계를 융합해 사실적인 디테일로 실시간 시뮬레이션을 지원한다.

개요

유니버설 씬 설명과 엔비디아 RTX 기반으로 3D 생산 파이프라인을 위한 강력한 멀티 GPU, 실시간 시뮬레이션 및 협업 플랫폼이다. 옴니버스는 다양한 응용 분야 및 3D 에코시스템 공급업체에서 보편적 상호 운용성을 목표로 한다. 효율적인 실시간 장면 업데이트를 제공하며 개방형 표준 및 프로토콜을 기반으로 합니다. 옴니버스 플랫폼은 허브 역할을 하도록 설계되어 연결된 클라이언트 및 애플리케이션에 마이크로 서비스로 새로운 기능을 노출할 수 있다.

기술

픽사 USD

픽사 USD(Universal Scene Description) 대부분의 엑스포트/임포트(export/import) 워크플로우와는 달리 데이터를 애플리케이션별로 유지하면서 3D 장면의 구성 요소 전반을 매끄럽게 공유하도록 지원하는 통합 기법 겸 포맷이다. 변경 내용만을 전달하는 구조를 취하기 때문에 협업으로 창조되는 장면 내 오브젝트, 환경, 기타 디자인상 요소들의 편집이 가능하고 애플리케이션 간의 효율적 소통을 지원하는 동시에 전체적 통일성 또한 유지할 수 있도록 돕는다. 단일 장면 그래프와 일관된 API로 3D 지오메트리와 음영을 읽고, 쓰고, 편집하고, 미리 볼 수 있는 툴셋을 제공한다. USD 교환 포맷의 유연성과 일관성을 기반으로 동기화된 워크플로를 구축한다. 또한, 전 세계 모든 스튜디오들이 제작 과정을 일관되게 유지하는 데 필요한 버전 제어 지원을 통해 실시간으로 공동작업이 가능하도록 한다.

RTX 플랫폼

엔비디아 튜링 GPU 아키텍처를 통해 콘텐츠 제작자와 개발자를 위한 창의적인 프로세스를 근본적으로 변화시키고 업계 최고의 도구 및 API를 지원하기 위해 광선 추적, 딥 러닝 및 래스터라이제이션을 융합한다. RTX 플랫폼에 구축된 애플리케이션은 수백만 명의 디자이너와 아티스트가 완전히 새로운 방식으로 놀라운 콘텐츠를 만들 수 있도록 실시간 사실적인 렌더링과 AI 강화 그래픽, 비디오 및 이미지 프로세싱의 힘을 제공한다. 고급 하드웨어에서 실행되는 소프트웨어 API 및 SDK를 제공하여 그래픽, 사진, 이미징 및 비디오 처리를 가속화하고 향상시킬 수 있는 솔루션을 제공한다. 여기에는 레이 추적 (옵티엑스, 마이크로소프트 DXR, 벌칸), AI 가속 기능(NGX) 라스터라이제이시 (고급 샤더) ,시뮬레이션 (CUDA 10, PhysX, 플렉스) ,자산 교환 형식(USD, MDL)가 포함된다.

래스즈터화

레지스터화(Rasterization)은 튜링 아키텍처의 새로운 스트리밍 멀티프로세서(SM)에는 고급 샤이딩 기술과 파이프라인을 가속화하도록 설계된 새로운 기능이 포함되어 있다.

튜링 메쉬 샤더

튜링 아키텍쳐는 메시 세더를 사용하여 프로그래밍 가능한 기하학적 차도 파이프라인이다. 새로운 샤더는 스레드가 협력하여 컴팩트메시(메시렛)를 칩에 직접 생성하여 래스터라이저에 의한 소비를 위해 사용되기 때문에 컴퓨터 프로그래밍 모델을 그래픽 파이프라인에 가져온다. 높은 기하학적 복잡성을 다루는 응용 프로그램 및 게임은 효율적인 컬링, 세부 수준 기술 및 절차 생성을 허용하는 2단계 접근 방식의 유연성의 이점이 있다. 새로운 기능은 OPENGL 또는 Vulkan의 확장을 통해 액세스 할 수 있으며 DirectX 12 Ultimate를 사용할 수 있다.

가변 속도 쉐이딩

가변 속도 쉐이딩(VRS)는 다양한 양의 처리 능력을 이미지의 다른 영역에 적용하여 렌더링 성능과 품질을 향상시킨다. 가변 속도 세이딩은단일 픽셀 세이더 작업으로 처리할 수 있는 픽셀 수를 변경하여 작동한다. 개발자가 16픽셀당 한 번만 또는 픽셀당 8배만큼 적은 색상을 가딩하여 동적으로 체광 속도를 제어할 수 있다. 이제 단일 픽셀 차광 작업을 픽셀 블록에 적용할 수 있으므로 응용 프로그램이 화면의 다른 영역에서 차광 속도를 효과적으로 변경할 수 있다.

텍스처 스페이스 샤딩

체딩 값을 동적으로 계싼하고 텍스처 공간에서 텍스처로 저장한다. 나중에 픽셀은 텍스처 매핑되어 화면 공간의 픽셀이 텍스처 공간으로 매핑되고 표준 텍스처 조회 작업을 사용하여 해당 텍스처를 샘플링하고 필터링한다. 이 기술을 통해 가시성과 외관을 완전히 독립적인 속도로 샘플링할 수 있으며 별도의 좌표 시스템에서 샘플링할 수 있다.

RTX View 기능을 소프트웨어 파트너 애플리케이션 인터페이스에 직접 통합할 수 있는 소프트웨어 개발 키트인 옴니버스 키트(Omniverse Kit)로 구현되며, 이는 파트너 제품에 고품질의 실시간 레이 트레이싱 애플리케이션 뷰포트를 제공한다.

포토리얼리스틱 비주얼

사용자는 옴니버스 RTX 렌더러와 같은 옴니버스 플랫폼의 구성요소를 통해 실시간 레이트레이싱, 사실적 재료, 피사계 심도(DOF), 고급 조명 및 음영 등 다양한 엔비디아 핵심 기술을 활용할 수 있다. 이를 통해 연구자들은 시뮬레이션 결과를 더 잘 시각화하고 이해하여 더 깊은 통찰력을 얻을 수 있다.

, 물리, 소재, 업계 선도적인 3D 소프트웨어 제품 간 인터랙티브 워크플로우 피직스(PhysX)

기능

AEC 익스피리언스

AEC 익스피리언스(AEC Experience)

옴니버스 뷰

옴니버스 뷰(Omniverse View)는 RTX 기술이 적용된 기능이다. 지금까지는 두 가지 유형의 렌더링이 사용됐다. 실시간 렌더링은 초당 30 혹은 60 프레임의 이미지를 생성하는데 적합하며, 오프라인 렌더링은 CPU로 렌더링할 경우 프레임당 몇 시간이 걸리는 사실적인 최종 이미지 또는 장면을 제공하는데 중점을 둔다. 하지만, 최고 속도를 구현하기 위해서는 지오메트리 단순화에서 베이킹 조명 및 일반 지도에 이르기까지 많은 코너가 잘려나가는 경우가 많으며, 이는 이미지 품질을 떨어뜨릴 수 있다. 이를 극복하기 위해 옴니버스 뷰를 통해 새로운 유형의 렌더링을 도입했다. 이 모듈은 여러 엔비디아 RTX GPU로 가속화되며, GPU 어레이에서 확장성을 제공하여 대규모 3D 모델을 렌더링 할때도 고품질 렌더링을 실시간으로 출력하는 등 여러 대의 GPU 상에 대대적으로 확장이 가능하도록 설계됐다. 옴니버스 뷰는 옴니버스 내부의 다른 애플리케이션이나 사용중인 3D 애플리케이션에서 직접 집계한 3D 콘텐츠를 표시한다. 그 외에도 언리얼 엔진(Unreal Engine) 및 유니티(Unity)와 같은 상용 게임 엔진과 오프라인 렌더러를 지원한다.

IndeX

대규모 볼륨 데이터를 위한 대화형 시각화를 제공하여 사용자가 언제든지 가장 상세한 정보까지 실시간으로 확인할 수 있도록 지원한다. IndeX에는 두가지 기술이 활용되었다. 하나는 실시간 협업이다. 이것은 옴니버스는 서로 다른 시스템에서 데이터를 다운로드할 필요가 없게 하여 워크플로우를 간소화시킨다. 또한 여러 시스템의 연구자들이 동일한 데이터를 동시에 시각화, 분석 및 수정할 수 있도록 하여 생산성을 높인다. 다른 하나는 시네마틱 비주얼로 아웃리치(outreach)는 과학 출판물에 있어 필수적 요소이다. 연구자와 아티스트는 옴니버스 플랫폼의 고급 렌더링 툴을 사용해 실시간으로 상호 협업하여 작품을 더 많은 관객의 이해를 도와줄 시네마틱 비주얼로 변환할 수 있다. 다양한 시각화를 생성하기 위해 파라뷰, 후디니 FX, 섭스턴스 페인터(Substance Painter), 포토샵(Photoshop) 등의 애플리케이션을 사용하고 있다. 옴니버스에서는 이러한 모든 툴을 상호 활동적으로 사용해 효과적인 시각화를 구현할 수 있다.

참고자료

• 〈옴니버스 플랫폼 개요〉,《엔디비아》 , 2021-02-07
• 정수진, 〈엔비디아, 3D 디자인 협업 플랫폼 ‘옴니버스’ 발표〉,《캐드앤그래픽스》 , 2020-05-18
• 〈엔비디아 RTX™ 플랫폼〉,《엔비디아 개발자 블로그》
• 최인훈 기자, 〈엔비디아, 실시간 3D 디자인 협업 플랫폼 ‘옴니버스’ 오픈베타 출시〉,《뉴스 탭》 , 2020-10-06
• NVIDIA KOREA, 〈세계적 건설사가 ‘엔비디아 옴니버스’ 도입으로 달라진 것〉,《엔디비아》 , 2020-08-04
• 김희철, 〈엔비디아, 과학 시각화 지원하는 ‘옴니버스 파라뷰 커넥터’ 공개〉,《맨즈랩》 , 2020-04-28
• 〈튜링 메쉬 샤더 소개〉,《엔비디아 개발자 블로그》 , 2018-09-17
• 〈VRWorks의 튜링 가변 속도 쉐이딩〉,《엔비디아 개발자 블로그》 , 2018-09-24