Grupo Volkswagen acelera preparação de dados 3D e renderização remota para VR na AWS

O fabricante automotivo global Volkswagen Group (Volkswagen) está criando aplicações de realidade virtual (VR) e realidade aumentada (RA) para economizar tempo, reduzir custos e melhorar a performance para casos de uso em todo o ciclo de vida dos produtos, desde análises de design e simulações de treinamento até condução remota na fábrica. Em seus esforços para escalar a RA/VR, a Volkswagen precisava de uma maneira mais rápida, simples e eficiente de preparar e entregar conteúdo 3D em toda a organização. A empresa desenvolveu uma arquitetura de nuvem na qual ela pode fazer duas coisas: automatizar seus pipelines de preparação de dados 3D para otimização mais rápida e simples de modelos 3D e testar a capacidade de renderizar e transmitir remotamente gráficos 3D para headsets RA/VR, eliminando headsets restritos por uma ligação a estações de trabalho caras.

Para conseguir isso, a Volkswagen está usando a Amazon Web Services (AWS) para migrar workloads específicas de renderização de VR e otimização de dados 3D para a nuvem. Ela também está usando uma aplicação personalizada, chamada Innoactive Portal, que foi desenvolvida junto com a empresa de software de VR Innoactive para implantar e gerenciar aplicações de VR. Usando vários serviços da AWS, incluindo o Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS), um serviço de orquestração de contêineres totalmente gerenciado que simplifica a implantação, o gerenciamento e a escalabilidade de aplicativos em contêiner, a Volkswagen está tornando seu pipeline de preparação de dados 3D mais eficiente e aumentando o potencial e a velocidade de renderização na nuvem.

Com sede na Alemanha e operando em todo o mundo, a Volkswagen fabrica 10 grandes marcas de automóveis em cerca de 120 montadoras. A empresa queria usar a tecnologia de VR para vários casos de uso, incluindo garantia de qualidade, treinamento de funcionários e pré-planejamento de linhas de produção. Com mais de 600 mil funcionários que poderiam se beneficiar com a tecnologia de VR, a Volkswagen precisava de uma arquitetura eficiente e flexível que eliminasse as limitações comuns aos tradicionais sistemas de VR: estações de trabalho, cabos e equipamentos de rastreamento externos. Embora os headsets RA/VR tenham aproximado a Volkswagen de sua meta de fornecer headsets a uma parcela maior do seu público-alvo, o poder de processamento limitado desses dispositivos apresentou desafios adicionais. “A quantidade de dados 3D que precisávamos processar era muito grande para qualquer headset VR sem fio atualmente disponível”, diz Adrian Staude, gerente de parceiros de negócios do Volkswagen Digital Realities Hub.

Para superar esse desafio, a empresa começou a replanejar sua arquitetura em 2021 para se concentrar em duas iniciativas: otimizar seu pipeline de preparação de dados para reduzir a densidade dos dados 3D que os dispositivos devem renderizar e descarregar workloads de renderização quase em tempo real na nuvem para fornecer aos usuários mais poder de processamento, disponibilidade e flexibilidade. A Volkswagen já havia usado serviços da AWS e sabia que a AWS poderia atender às suas necessidades de hardware, como GPUs dedicadas para workloads de VR no Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), que fornece capacidade computacional segura e redimensionável para suporte a praticamente qualquer workload. “A AWS fornece uma grande variedade de GPUs em instâncias do Amazon EC2", diz Staude. “Sempre podemos escolher o hardware certo para a workload que está ocorrendo.”

A Volkswagen também implementou o Volkswagen Digital Realities Hub, um sistema de gerenciamento de software de VR criado com a Innoactive. Com o uso desse sistema de gerenciamento de conteúdo de VR, a Volkswagen pode fornecer aos usuários um catálogo de aplicações disponíveis que oferecem suporte a vários casos de uso e gerenciam melhor o pipeline de dados desde o armazenamento até a aplicação.

Reduzir a quantidade de dados 3D que a empresa precisa renderizar e transmitir para dispositivos de VR é fundamental para tornar a tecnologia mais acessível, eficiente e econômica. “Costumávamos fazer grande parte da nossa preparação de dados 3D manualmente”, diz Staude. “Demorava aproximadamente 5 horas por ativo de 3D.” Agora, a empresa está acelerando esse processo na nuvem usando o Amazon ECS para melhorar a velocidade da sua aplicação de otimização de dados 3D. A terceirização da preparação de dados 3D para a nuvem libera computadores que, de outra forma, ficariam bloqueados várias horas por dia. Ela também torna todo o pipeline mais rápido e acessível. Uma das ferramentas de preparação de dados 3D mais importantes da Volkswagen é o Pixyz Scenario Processor, que transforma automaticamente dados 3D complexos em ativos 3D otimizados e prontos para serem usados com o Unity. A ferramenta está disponível no AWS Marketplace, onde as empresas podem encontrar, testar, comprar e implantar softwares executados na AWS. Ela é executada em um contêiner sem servidor no Amazon ECS, para que a Volkswagen possa usá-la como parte de um pipeline mais dinâmico e conectado na AWS. A empresa também usa o AWS Lambda, um serviço computacional sem servidor que permite aos usuários executar código sem gerenciar servidores, para automatizar o provisionamento de computação e a resposta do sistema a novos dados no armazenamento.

Enquanto isso, a substituição de estações de trabalho on-premises grandes e caras pela ágil computação em nuvem remove os principais obstáculos à adoção da VR. A Volkswagen está testando sua capacidade de realizar renderizações na nuvem usando Instâncias G4 do Amazon EC2, que contam com a tecnologia de GPUs NVIDIA T4. As instâncias G4 do Amazon EC2 são instâncias de GPU econômicas para aplicações de machine learning e com alto uso de gráficos e fornecem performance escalável de GPU na nuvem. O sistema de prova de conceito da empresa pode transmitir pixels diretamente para dispositivos de VR quase em tempo real usando o NVIDIA CloudXR, um protocolo de transmissão de RA/VR. “Usando essa solução, não precisaríamos mais fazer nenhum processamento on-premises”, diz Staude. “Poderíamos simplesmente transmitir a aplicação a partir de um poderoso cluster de computação na AWS.”

A escalabilidade dos serviços da AWS significa que a Volkswagen pode reduzir a escala verticalmente com facilidade quando necessário. Isso também se aplica ao armazenamento de backend e ao gerenciamento de ativos 3D da Volkswagen. A empresa utiliza o Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), um serviço de armazenamento de objetos que oferece escalabilidade, disponibilidade de dados, segurança e performance líderes do setor, para tornar seus dados 3D altamente disponíveis para os dispositivos em todos os seus locais. Usando uma combinação de instâncias poderosas do Amazon EC2, performance de contêiner flexível, armazenamento na nuvem escalável, transmissão de alta performance e o software da Innoactive, a Volkswagen está trabalhando para tornar a tecnologia de VR mais acessível aos seus funcionários e para reduzir o tempo e os custos associados à renderização 3D. “Para nós, é simples e eficaz usar a AWS, pois ela oferece vários serviços nativos que apoiam nossas metas e desenhos de arquitetura”, diz Jan-Paul Brückmann, proprietário de produto do Volkswagen Digital Realities Hub. “Tudo está claro sobre o uso dos serviços e a criação de aplicações na AWS.”

A Volkswagen está trabalhando para simplificar e melhorar a experiência de VR, ao mesmo tempo em que torna sua infraestrutura mais eficiente, poderosa e flexível na nuvem. “Nos próximos cinco anos, queremos trazer muito mais serviços para o Volkswagen Digital Realities Hub e continuar a melhorar a jornada dos usuários”, diz Brückmann.

Na AWS, a Volkswagen está se preparando para um futuro em que seus funcionários poderão acessar com facilidade a tecnologia de RA/VR historicamente complexa, capacitando-os a usar ambientes de VR que melhoram a produtividade e a colaboração de qualquer dispositivo, em qualquer lugar e a qualquer momento.