GTC演示展现了照片级逼真且物理精确的自动驾驶汽车传感器仿真。

借助照片级逼真的仿真模拟和协作平台NVIDIA Omniverse，物理世界和虚拟世界之间的界限愈发模糊，自动驾驶汽车仿真也更加完善。

NVIDIA创始人兼首席执行官黄仁勋先生在GTC大会主题演讲中首次展示了在NVIDIA Omniverse上运行的NVIDIA DRIVE Sim。DRIVE Sim运用该平台的各项先进功能实现了物理精确的端到端自动驾驶汽车仿真。

Omniverse是专为支持自主机器多GPU、大型多传感器仿真而设计的平台。该平台借助NVIDIA RTX技术进行光线追踪、物理精确且实时的传感器仿真。

视频中所展示的是一辆奔驰EQS的数字孪生汽车，沿着在仿真中重建的加利福尼亚州圣克拉拉NVIDIA园区行驶了17英里。这段路线包含了101号公路和87号公路、280号州际公路、交通信号灯、入口匝道、出口匝道和并线道路并加入了一天中的时间、天气和交通变化。

为了实现符合真实情况的测试循环，真实环境被以5厘米精度扫描并在仿真中重建。硬件、软件、传感器、汽车显示屏和人机交互均以与真实世界完全相同的方式在仿真中呈现，从而实现了比特精确和时序精确的仿真。

物理精确的传感器仿真

自动驾驶汽车仿真需要准确的物理和灯光建模，这对于传感器仿真来说尤其重要。此类仿真需要对可见光谱之外的光线进行建模，还需要在传感器扫描和环境变化之间建立准确的时序。

光线追踪非常适合用于此类仿真。这项技术通过模拟光的物理属性来实现照片级逼真的照明。此外，通过将Omniverse RTX渲染器与NVIDIA RTX GPU结合，能够以实时帧率进行光线追踪。

实时光线模拟功能可以为自动驾驶汽车仿真带来多项显著的优势。如同在现实世界中一样，视频中的车辆展示了场景中物体的复杂反射，包括未直接出现在画面中的物体。该功能还适用于其他反射表面，例如潮湿的道路、反射标志和建筑物。

梅赛德斯EQS展示了通过光线追踪实现的复杂反射，包括位于场景中、但不在画面中的物体所产生的反射。

RTX还可以实现高保真阴影。在虚拟环境中，阴影一般需要预先计算或预先烘焙。但为了提供动态仿真环境，往往无法进行预先烘焙。RTX可以在运行时计算高保真阴影。在视频中的夜间停车示例中，灯光阴影均为直接渲染而非预先烘焙，这让阴影看起来更柔和、更真实。

夜间停车场景展现了光线追踪技术在模拟动态光源生成的复杂阴影时所具备的优势。

Universal Scene Description

DRIVE Sim基于Universal Scene Description（USD）， 一种由皮克斯开发、用于虚拟世界3D内容构建和协作的开源框架。

USD通过高级抽象描述DRIVE Sim中的场景。例如USD可以轻松定义车辆状态（位置、速度、加速度）并根据其与场景中的地标等其他实体的接近程度触发变更。

此外，该框架还附带丰富的工具集，并且得到大多数主要内容创建工具的支持。

可扩展性和可重复性

大多数用于生成虚拟环境的应用都是为有一到两个GPU的系统设计的，比如PC游戏。尽管此类架构的时序和延迟可能足以满足消费游戏的需求，但如果为自动驾驶汽车设计可重复的模拟器，则需要更高的精度和性能。

通过Omniverse，DRIVE Sim能够同时实时模拟多个摄像头、雷达和激光雷达，支持从L2级辅助驾驶到L4级和L5级全自动驾驶的传感器配置。

总而言之，Omniverse带来的这些新功能实现了近乎“真假难辨”的仿真体验。