阿里雲張新濤:支援沉浸式體驗應用快速落地,阿里云云XR平臺釋出

阿里雲彈性計算發表於2022-11-23

2022 年 7 月 20 日 14:00,阿里雲聯合平行雲推出的雲 XR 平臺新品釋出會正式啟動,阿里雲彈性計算產品專家張新濤帶來了題為《支援沉浸式體驗應用快速落地,阿里云云 XR 平臺釋出》的分享。

阿里雲 XR 平臺提供算力排程、3D 實時渲染、音影片編碼與推流、應用釋出與使用者管理等服務。開發者可將應用釋出託管到雲 XR 平臺,使用者可以使用 AR/VR/MR 等多終端加入到雲 XR 平臺與 3D 應用互動並體驗。以下是他的演講內容整理,供大家閱覽:

01 從單項互動到全要素互動演進

如今,沉浸式體驗是一個異常火爆的詞,而提到沉浸式體驗就不得不提到全要素互動。

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人類媒體的發展趨勢是從抽象到具體,逐步還原真實的世界。那麼,全要素互動如何實現?目前來看,可以透過沉浸感疊加實時互動。人類天生樂於社交,並且充滿好奇心,這也是發展的動力。

人類的幼兒認知世界的方式是觸碰,這也是一種更高效的認知方式。依據人類的認知模型,更加接近真實的模擬實踐是僅次於費曼學習法的學習方法。學習效率的提高無疑也能提高生產效率,這也是阿里雲出品雲 XR 平臺的初衷,希望幫助全社會、全行業提升創造力和生產力。

02 雲端計算視角下的沉浸式體驗及商業技術挑戰

下圖中七層模型非常系統地將整個業務分為體驗、發現、創作者經濟、空間計算、分散式、人機介面、基礎設施 7 層。

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左側的七層模型對映到右側雲端計算常見的應用領域後,對雲端計算產生了新的需求,而這些新的需求依然圍繞著使用者體驗展開。簡單總結來說,Metaverse 全要素的溝通方式帶來了前所未有的影響,對雲端計算來說也帶來前所未有的挑戰。

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沉浸式帶來的挑戰主要來自於計算、通訊以及商業模式。

Metaverse 帶來的互動方式讓計算變得更復雜。以 PC 到手機的發展過程為例,最早期與 PC 的互動方式只能透過顯示器和鍵盤滑鼠,後來出現了網路攝像頭,但互動依然十分簡單,導致 PC 上的應用也十分簡單,資料量少,計算量也很少。最終使得很多業務使用本地計算能力即可勝任,比如處理文件等簡單計算。

手機端的出現帶來了巨大變化,互動裝置變得更多,除了多點觸控的螢幕、不同解析度的攝像頭,還包含各種感測器,比如加速度感測器、溫溼度感測器、紅外感測器、距離感測器等,這些感測器帶來了更多資訊,也使得手機上的應用變得豐富多彩。隨著需要處理的計算越來越多,手機應用的部分計算轉移到了雲上,也引入了 GPU 這樣的加速器。比如在 AI 和遊戲計算場景,會呼叫雲上的計算能力來幫助獲得更好的使用者體驗。

發展到 XR 體驗後,計算場景愈發豐富,比如有手勢識別、終端裝置的語音識別等,而這些新的互動方式需要耗費更大的計算能力。

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整個產業面對新的互動方式升級的時候,需要升級的不僅是技術,商業方式也需要有十倍的升級,主要來自於對計算、通訊和商業生態的要求。

沉浸式體驗對計算的挑戰來自幾個方面。此前的計算更多是 CPU 上的計算,而沉浸式體驗下的計算更多是對 3D 模型的實時渲染、對 AI 場景的計算以及對流媒體的編碼和解碼,這些都需要非常密集的計算能力。網際網路的使用者群體也隨之成倍增加,需要更多計算資源來處理業務,需要巨大的規模。

通訊上,需要更低延遲的通訊做實時互動、大規模的 AI 模型訓練,也需要更大頻寬的通訊來做更高解析度影片的傳輸。

此外,生態的開放程度也需要進一步提升。相對於其他產業,沉浸式體驗產業涉及的上下游涉企業更加豐富、多樣,技術棧也非常複雜,所以需要更加開放的生態來,各個行業互相協作。不僅要讓所有廠商保持一種開放的態度,更需要幫助大家建設統一標準、統一協作規範,一起將產業做大。

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阿里雲將過去 10 年解決的技術問題沉澱在神龍架構上。2017 年我們引入了神龍架構,不斷降低 IO 延遲,提高 IO 頻寬和吞吐能力。2021 年雲棲大會期間釋出的第四代神龍已經可以將網路轉發的時延降低至 15 us。

除了提升通訊能力,我們還在不斷提升計算能力。過去的數年間,阿里雲 GPU 例項的計算能力提升了 100 倍。2021 年釋出了 7 代 GPU 例項,在 AI 計算、 AI 推理以及沉浸式體驗圖形計算場景下有了巨大的計算能力升級。

此外,我們也在不斷地擴大計算規模,到目前為止,計算能力已經超過了 1700p 。

相比於技術建設,生態建設更為重要。

03 提升效率與生態能力的產品能力建設

要繁榮行業,最關鍵的是梳理生產關係。我們希望與合作伙伴以及客戶一起共建產品體系,將這套生態體系做得更加完美。

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異構計算方式一直是公認比較難以使用的,為此我們聯合研發團隊,在幾個主要的應用場景裡做了許多最佳化。在圖形計算場景、AI 計算場景以及流媒體計算場景封裝了諸多非常高效且好用的工具,幫助使用者提升效率,提升產品的經濟性和易用性。

在此基礎上,我們還構建了視覺計算體系,希望將整個產業所有應用場景的需求都放至雲上進行推廣。

04 雲 XR 平臺重磅釋出

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雲 XR 平臺是阿里雲與平行雲合作,共同打造面向企業級 3D 應用託管與釋出的實時渲染平臺。除了支援平面裝置,還可支援 VR、AR、MR 等 3D 終端裝置,幫助使用者獲得更好的使用者體驗,使用者可以將自己的 3D 應用部署在雲 XR 平臺上進行釋出。

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目前,平臺的能力已經在不同行業得到了驗證。

公共雲上的雲 XR 平臺相比於私有部署具備更大的優勢。

05 瞭解雲 XR 平臺

目前支援雲 XR 平臺支援基於 T4, A10 和 RTX 6000 的 GPU 例項,包含英偉達 vDWS 的 license,使用十分簡便。

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T4, A10 和 RTX 6000 都包含 RT core 和 tensor core 等關鍵特徵,也包含了硬編碼 codec 單元等,可以幫助獲得更低延遲的串流。同時,A10 和 RTX 6000 搭載於神龍計算架構,能夠獲得更低延遲的 IO 。

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雲 XR 平臺支援 Windows server 2016 和 Windows server 2019,支援大部分主流的 3D 引擎,大部分終端都可以透過 SDK 或 app 的方式接入,XR 終端支援包括 Quest2、HTC VIVE、Pico Neo3、Nolo 等。平面可以透過終端 App 、SDK 、網頁或小程式直接訪問。

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無論 3D 應用最終以 VR 的形式呈現還是以平面裝置的方式呈現,將業務部署到雲上的流程都是類似的。以 VR 為例,透過設計和建模階段將設計好的模型匯入到 3D 實時引擎裡進行編輯和開發。開發完成的應用需要支援 Steam VR 和 open XR 。完成支援之後,將應用進行封裝並做適配,即可在雲 XR 平臺上進行釋出。

平面 3D 應用的部署流程類似,區別在於不需要支援 Steam VR 和 Open XR 。

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雲 XR 的場景應用場景主要分佈在兩個方面,分別是消費端業務和企業端業務。消費端業務致力於給終端使用者帶來更多樂趣,企業端業務致力於幫助企業帶來更高的效率和創造力。

消費端的常見業務有 VR 遊戲、電競,線上互動演唱會、虛擬人直播,電商場景下的 3D 產品展示;企業端的業務場景包括科研和教學領域、基於 Metaverse 的展會/博物館、3D 會議、製造業或工業中應用的虛擬模擬、透過數字孿生助力企業培訓以提高效率以及服務型數字人等。

無論是企業側業務還是消費端業務,透過雲 XR 平臺都可以輕鬆地將這些應用部署到全世界各個角落,服務世界各地的使用者。

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雲 XR 平臺的典型使用者包括彼真科技、拜科生物以及工程熱物理研究所等。

「彼真科技」是一家領先的專注於線上演唱會的技術公司,過去半年多時間已經在阿里雲舉辦多次線上演唱會,最近一次演出,同時線上人數超過 30 萬,報名人數超過百萬。

「拜科生物」是目前世界上最優秀的醫學數字人技術企業,他們有著世界上最先進的生物體 3D 重建技術,目前已經將醫學數字人進行封裝後用於臨床學習研究,並在雲 XR 平臺上釋出。

清華大學的熱工所透過雲 XR 平臺實現了很多大型裝備的模擬模擬,後續也會透過雲的方式將這些能力對外開放,為科研提供便利,以上就是我今天的分享。

擴充延伸

雲 XR 平臺落地的過程中,阿里雲主要提供超強雲端算力,及自研流媒體編碼技術,平臺層則由平行雲對渲染、編碼與推流等服務進行高效封裝,整合了阿里雲底層 IaaS 能力,支援 NVIDIA CloudXR 平臺。

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