NVIDIA 所賦能的 MetaStar 元能星泰能源工業數字孿生，可對能源行業中具體場景的設備、流程和環境進行物理精準的大規模實時仿真，支持實體能源站場全生命周期的持續感知、控制和優化。
介紹
在推動工業數字化的進程中，企業可以基于物理級精確、AI 賦能的大規模模擬和數字孿生，來打造工業元宇宙，以改變運營模式、解鎖未來發展的全新可能性。
元能星泰數字科技有限公司（以下簡稱為“MetaStar 元能星泰”）是 NVIDIA 初創加速計劃成員，聚焦實時仿真的數字孿生引擎供應商，深耕水利水電、發電電網、新能源、石油石化等垂直專業細分領域。MetaStar 元能星泰基于 NVIDIA RTX A6000 和 NVIDIA T4 Tensor Core GPU 等算力設備、NVIDIA Omniverse 的開發工具支持，以及 CUDA、NVIDIA vGPU 等各項高效應用拓展，打造了包括云渲染引擎在內的能源水利數字孿生 PaaS 平臺，以及數字孿生一體化生產運維平臺，助力能源企業實現數字化轉型。
挑戰
MetaStar 元能星泰在構建能源數字孿生系統時主要面臨以下幾大挑戰：
- 海量圖形處理工作負載需由強大算力支撐：工業元宇宙注重虛擬世界與現實世界的實時互動，其涵蓋多個維度：物理實體、虛擬實體、業務應用、數字孿生數據、各組件間的連接等。實時、物理精確的 3D 仿真與多源數據模型映射，是實現數字孿生交互的基礎，這需要強大的算力來支撐。
- 跨軟件的團隊融合協作：復雜、大規模的數字孿生場景的研發周期較長，整體設計流程復雜，需要各個部門和人員花費大量時間進行團隊合作。因此，研發團隊需要更直觀、實時的可視化工具協助提升協作效率，且不同軟件工具的互兼容性亟待解決。
- 降低實時云渲染帶寬要求：要實現數字孿生高精度的互動場景應用，實時云渲染是優解。目前云渲染等重量級圖形引擎技術所面臨的挑戰在于，如何通過采取圖形優化、畫面壓縮、負載均衡等技術，來減輕云渲染推流所帶來的大量資源占用負擔。
- 高并發 GPU 資源的合理分配：面對工業元宇宙多人協同帶來的高并發需求，需通過虛擬工作站來更有效、合理地利用實體圖形渲染資源，在滿足多人流暢訪問虛擬世界的同時，為更高圖形處理需求提供良好的渲染資源動態擴展性，節省物理資源成本。
解決方案
基于以上挑戰，MetaStar 元能星泰選擇采用 NVIDIA 的強大產品生態來提供支持，并入選 2022 年 NVIDIA 初創企業展示華南區分站展示項目。
MetaStar 元能星泰借助 NVIDIA RTX A6000 GPU，在其能源水利數字孿生產品解決方案中提供逼真的沉浸式圖形性能和強大的視覺計算功能，支持精準的光線、陰影、反射，實現更快、更高質量的渲染，最終更真實、實時地還原能源水利現場實體環境。
得益于 NVIDIA Omniverse 的多 GPU 支持和靈活且易于拓展的特性，MetaStar 元能星泰摒棄過往嚴格的單一開發模式，轉向基于 Python 和 C++ 的低代碼和無代碼開發模式。企業美術團隊、建模團隊和程序團隊都可以通過 NVIDIA Omniverse 在同一個互連的虛擬世界中進行協作，一鍵即可切換到 Autodesk Revit、SketchUp、Autodesk 3ds Max、Rhino、Autodesk Maya、Blender 等軟件，從而加速能源水利數字孿生的建模工作流，并整合數字孿生應用和資產。
可視化引擎可通過 NVIDIA CUDA 進行各類網格、材質和空間數據的運行、管理和計算；然后通過 DirectX 或 Vulkan 獲取本地原始畫面，畫面會被拷貝到內存當中，以推流服務形式從共享內存中獲取畫面；接下來，畫面拷貝到內存的同時，會通過 CUDA 加速畫面的裁剪和壓縮，然后通過 NVIDIA 編碼器進行畫面編碼，最終基于 WebRTC 協議推送畫面至客戶端。
MetaStar 元能星泰產品解決方案還借助 NVIDIA vGPU 技術，將物理 GPU 資源重新劃分，保證 GPU 資源可以在多個虛擬機之間共享，或者可以將多個 GPU 分配給一個虛擬機，可提升任意工作負載的性能，從而最大限度利用計算資源，大大提升用戶移動性，在追求效率且多變的能源水利虛擬世界中保持敏捷性。
結果
通過 NVIDIA 的助力，MetaStar 元能星泰團隊加速了協同設計、渲染、仿真等各環節的研發創新流程，極大提升了數字孿生場景的搭建效率和能力，同時使超大場景、精致模型在進行實時高頻交互時，也具有流暢操作和極致視覺效果，進一步提升了平臺的用戶體驗。借助 NVIDIA 的 3D 協作與虛擬化軟件，MetaStar 元能星泰實現了企業數字孿生資源利用率的最大化與簡化管理，為數字孿生技術在能源領域的擴展應用提供了強大動力。
MetaStar 元能星泰創始人兼 CEO 凌暉表示：“在打造大規模能源工業元宇宙的路上，穩定高效的算力是我們得以快速成長的關鍵。NVIDIA 的產品生態非常出色地滿足了我們的技術需求，并幫助我們解決了很多問題，在降低運營成本的同時提升了應用性能，使我們能夠更好地通過數字孿生技術不斷助力能源行業的綠色低碳和數字化轉型。”
NVIDIA 所賦能的 MetaStar 元能星泰能源工業數字孿生，可對能源行業中具體場景的設備、流程和環境進行物理精準的大規模實時仿真，支持實體能源站場全生命周期的持續感知、控制和優化。未來，NVIDIA 將繼續助力 MetaStar 元能星泰提升研發與仿真效率，釋放數字孿生潛能，加速邁向能源工業元宇宙時代。
總結
- 元能星泰數字科技有限公司在構建工業元宇宙的進程中，在打造大規模能源工業元宇宙的路上，穩定高效的算力是企業快速成長的關鍵。
- 借助 NVIDIA RTX A6000 和 NVIDIA T4 Tensor Core GPU 等算力設備、NVIDIA Omniverse 的開發工具支持，以及 CUDA、NVIDIA vGPU 等各項高效應用拓展，MetaStar 元能星泰極大提升了數字孿生場景的搭建效率和能力，進一步提升了平臺的用戶體驗。
為什么選擇 NVIDIA？
- NVIDIA RTX A6000 GPU 能夠支持精準的光線、陰影、反射，實現更快、更高質量的渲染，幫助實時還原能源水利現場實體環境。
- 得益于NVIDIA Omniverse 的多 GPU 支持和靈活且易于拓展的特性，MetaStar 元能星泰的企業美術團隊、建模團隊和程序團隊可以一鍵切換到 Autodesk Revit、SketchUp、Blender 等軟件，從而加速能源水利數字孿生的建模工作流，并整合數字孿生應用和資產。
- MetaStar 元能星泰通過NVIDIA vGPU 技術，其產品的解決方案能將物理 GPU 資源重新劃分，提升任意工作負載的性能，從而最大限度利用計算資源，大大提升用戶移動性。
