Volkswagen Group 在 AWS 上为 VR 加快 3D 数据准备和远程渲染

全球汽车制造商 Volkswagen Group（Volkswagen）正在构建虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用程序，贯穿产品生命周期（从设计审核和培训模拟到工厂中的远程指导）为使用案例节省时间、降低成本并优化性能。在努力扩展 AR/VR 的过程当中，Volkswagen 需要更快速、更简单且更高效的方式为全企业准备和提供 3D 内容。该公司开发了一种云架构，并在此架构上完成了以下两项任务：对 3D 数据准备管道进行自动化，以更快速而简单地优化 3D 模型、测试远程渲染功能并向 AR/VR 头戴式设备传输 3D 图像，以及从受系带限制的头戴式设备转移到高成本工作站。

为了实现上述目标，Volkswagen 正使用 Amazon Web Services（AWS）将特定的 VR 渲染和 3D 数据优化工作负载迁移到云。他们还使用一款名为 Innoactive Portal 的自定义应用程序。该应用程序由 Volkswagen 和 VR 软件公司 Innoactive 合作开发，可用于部署与管理 VR 应用程序。凭借多项 AWS 服务，包括可简化部署、管理与扩展容器化应用程序的完全托管式容器编排服务 Amazon Elastic Container Service（Amazon ECS），Volkswagen 使得自身的 3D 数据准备管道变得更有效率，强化在云中的渲染能力并加快速度。

Volkswagen 的总部设在德国，并在全球各地都有业务经营。他们在将近 120 座生产工厂为 10 个主要品牌制造汽车。公司想要在多种使用案例中运用 VR 技术，包括质量保证、员工培训和生产线预规划。考虑到超过 60 万名员工可能受益于 VR 技术，Volkswagen 需要一种高效而灵活的架构来消除常见于传统 VR 系统的限制：工作站、系带和外部跟踪设备。虽然无线 AR/VR 头戴式设备可使 Volkswagen 更接近于他们的目标，为更多目标受众提供头戴式设备，但设备的有限处理功能会带来额外挑战。“我们需要处理的 3D 数据量对当前市面上的任何无线 VR 头戴式设备来说都过于庞大”，Volkswagen Digital Realities Hub 的业务合作伙伴经理 Adrian Staude 说道。

为克服该挑战，公司在 2021 年开始重新设计他们的架构并将重心放在两项计划之上：优化其数据准备管道以降低设备必须渲染的 3D 数据密度，以及将近乎实时的渲染工作负载卸载到云，以便为用户提供更高的处理能力、可用性和灵活性。Volkswagen 过去使用过 AWS 服务，深知 AWS 可以为其硬件需求提供支持，例如， Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2）上适用于 VR 工作负载的专用 GPU，可提供安全、可调整大小的计算容量，以支持几乎任何工作负载。“AWS 在 Amazon EC2 实例上提供各式各样的 GPU”，Staude 说道，“我们始终可以为出现的工作负载挑选合适的硬件。”

Volkswagen 还实施了 Volkswagen Digital Realities Hub，该 VR 软件管理系统是他们与 Innoactive 合作构建的。利用此 VR 内容管理系统，Volkswagen 可以为用户提供可用应用程序目录，以支持各种使用案例并更好地管理从存储到应用程序的数据管道。

减少公司必须渲染并通过流式处理传输给 VR 设备的 3D 数据量，是使该技术变得更易于获取、更高效且更经济实惠的关键所在。“我们过去要手动完成很多 3D 数据准备工作”，Staude 表示，“每项 3D 资产需要大约 5 个小时。” 而现在，公司正利用 Amazon ECS 来优化其 3D 数据优化应用程序的速度，在云中加快这整个过程。将 3D 数据准备外包到云可释放计算机资源，过去它们每天会被占用数个小时而无法做其他用途。这也使得整个管道变得更快速而易于访问。Volkswagen 的最重要 3D 数据准备工具之一是 Pixyz Scenario Processor，它可以自动将复杂的 3D 数据转换成优化的 3D 资产以随时供 Unity 使用。该工具在 AWS Marketplace 中提供，各公司还可以在其中查找、测试、购买和部署在 AWS 上运行的软件。它在 Amazon ECS 上的无服务器容器中运行，因此 Volkswagen 可以使用此工具，并将其作为 AWS 上更为动态的互联管道的一部分。公司还采用了一种名为 AWS Lambda 的无服务器计算服务，让用户可以运行代码而无需管理服务器，以便对计算预置和系统的存储新数据响应进行自动化。

与此同时，使用敏捷的云计算替代大型高成本本地工作站排除了 VR 采用过程当中的主要障碍。Volkswagen 正使用由 NVIDIA T4 GPU 提供技术支持的 Amazon EC2 G4 实例来测试其在云中执行渲染的能力。Amazon EC2 G4 实例是经济高效、适用于机器学习和图形密集型应用程序的 GPU 实例，在云中提供可扩展的 GPU 性能。公司的概念验证系统可以使用 NVIDIA CloudXR（一种 AR/VR 流协议）近乎实时地将像素直接流式传输到 VR 设备。“借助此解决方案，我们再也不用在本地执行任何处理工作”，Staude 表示，“在 AWS 上，我们可以简单地从功能强大的计算集群当中通过流式处理传输应用程序。”

AWS 服务的可扩展性意味着 Volkswagen 可以在必要时无缝缩减其规模。这种可扩展性也适用于 Volkswagen 的后端存储和 3D 资产管理。公司采用 Amazon Simple Storage Service（Amazon S3）使其 3D 数据对任何地点的设备高度可用。该对象存储服务可提供行业领先的可扩展性、数据可用性、安全性和性能。Volkswagen 将功能强大的 Amazon EC2 实例、灵活的容器性能、可扩展云存储、高性能流式传输和 Innoactive 的软件整合在一起，并努力使他们的员工更容易获取 VR 技术，缩短与 3D 渲染有关的时间，同时降低其成本。“对我们来说，使用 AWS 十分简单而高效，因为有众多原生服务可支持我们的目标和架构草图”，Volkswagen Digital Realities Hub 的产品负责人 Jan-Paul Brückmann 说道，“与在 AWS 上使用服务和构建应用程序有关的一切变得再明朗不过。”

Volkswagen 正致力于简化与改善 VR 体验，同时使云中的基础设施变得更高效、强大而且灵活。“在未来 5 年内，我们希望将更多服务引入到 Volkswagen Digital Realities Hub，并继续对用户旅程进行优化”，Brückmann 说道。

在 AWS 上，Volkswagen 正为未来做着准备，希望帮助员工轻松地运用从过去的角度来看复杂 AR/VR 技术，让他们能够使用 VR 环境提高工作效率，并随时随地通过任何设备开展协作。