Volkswagen Group accélère la préparation des données 3D et le rendu à distance pour la réalité virtuelle sur AWS

Le constructeur automobile international Volkswagen Group (Volkswagen) conçoit des applications de réalité virtuelle (VR) et de réalité augmentée (AR) afin de gagner du temps, de réduire les coûts et d'améliorer les performances, pour des cas d'utilisation se rapportant à l'ensemble du cycle de vie du produit, allant des examens de conception et des simulations de formation au guidage à distance dans l'usine. Dans le cadre de sa démarche de mise à l'échelle AR/VR, Volkswagen avait besoin d'une méthode plus rapide, plus simple et plus efficace pour préparer et distribuer le contenu 3D au sein de son organisation. L'entreprise a développé une architecture cloud lui permettant d'atteindre deux objectifs : automatiser ses pipelines de préparation des données 3D pour une optimisation plus rapide et plus simple des modèles 3D, et tester la capacité à restituer et à diffuser à distance des graphismes 3D vers les casques AR/VR, laissant ainsi de côté les casques attachés à des postes de travail coûteux.

Pour ce faire, Volkswagen utilise Amazon Web Services (AWS) afin de transférer vers le cloud les charges de travail d'optimisation des données 3D et de rendu de VR spécifiques. L'entreprise utilise également une application personnalisée, appelée Innoactive Portal, développée aux côtés du fournisseur de logiciels de VR Innoactive pour déployer et gérer des applications de VR. Grâce à plusieurs services AWS, notamment Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS), service d'orchestration de conteneurs entièrement géré qui facilite le déploiement, la gestion et la mise à l'échelle d'applications conteneurisées, Volkswagen renforce l'efficacité de son pipeline de préparation des données 3D ainsi que la puissance et la vitesse de son rendu dans le cloud.

Basée en Allemagne et intervenant à l'échelle mondiale, Volkswagen construit 10 grandes marques automobiles dans presque 120 sites de production. L'entreprise souhaitait utiliser la technologie de VR dans plusieurs cas d'utilisation, notamment l'assurance qualité, la formation des employés et la planification préalable des chaînes de production. Avec plus de 600 000 employés pouvant bénéficier de la technologie de VR, Volkswagen avait besoin d'une architecture efficace et flexible qui éliminerait les restrictions communes aux systèmes de VR classiques : postes de travail, câbles d'attache et équipement de suivi externe. Même si les casques sans fil d'AR/VR permettaient à Volkswagen de se rapprocher de son objectif de fournir des casques à une plus grande partie de son public cible, la puissance de traitement limitée des appareils constituait un défi supplémentaire. « La quantité de données 3D que nous devions traiter était trop complexe à gérer pour n'importe quel casque sans fil de VR disponible à l'heure actuelle », explique Adrian Staude, responsable des partenaires commerciaux pour le Volkswagen Digital Realities Hub.

Afin de surmonter ce défi, l'entreprise a commencé à repenser son architecture en 2021, afin de se concentrer sur deux initiatives : optimiser son pipeline de préparation des données pour réduire la densité des données 3D que les appareils doivent restituer, et reléguer les charges de travail de rendu en temps quasi réel vers le cloud, pour offrir aux utilisateurs plus de puissance de traitement, de disponibilité et de flexibilité. Volkswagen avait déjà utilisé les services AWS et savait que ceux-ci pourraient prendre en charge ses besoins en matériel, par exemple, les GPU dédiés aux charges de travail de VR sur Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2). Ce service fournit une capacité de calcul sécurisée et redimensionnable permettant de prendre en charge presque tout type de charge de travail. « AWS propose une large gamme de GPU sur des instances Amazon EC2 », déclare M. Staude. « Nous avons toujours la possibilité de choisir le bon matériel pour la charge de travail concernée. »

Volkswagen a également mis en œuvre le Volkswagen Digital Realities Hub, un système de gestion de logiciels de VR créé avec Innoactive. À l'aide de ce système de gestion de contenu de VR, Volkswagen peut offrir aux utilisateurs un ensemble d'applications disponibles qui prend en charge plusieurs cas d'utilisations et permet de mieux gérer le pipeline de données, du stockage à l'application.

Il est essentiel de réduire la quantité de données 3D que l'entreprise doit restituer et diffuser vers les appareils de VR afin de rendre la technologie plus accessible, efficace et abordable. « Auparavant, nous préparions manuellement une grande partie des données 3D », affirme M. Staude. « Cela prenait environ cinq heures par ressource 3D. » Dorénavant, l'entreprise accélère ce processus dans le cloud grâce à Amazon ECS, qui permet d'améliorer la vitesse de son application d'optimisation des données 3D. En confiant la préparation des données 3D au cloud, nous libérons des ordinateurs qui, normalement, auraient été utilisés pendant plusieurs heures par jour. Cela nous permet aussi de rendre l'ensemble du pipeline plus rapide et plus accessible. L'un des principaux outils de préparation des données 3D de Volkswagen est Pixyz Scenario Processor. Il transforme automatiquement les données 3D complexes en ressources 3D optimisées, prêtes à être utilisées avec Unity. L'outil est disponible sur AWS Marketplace, plateforme où les entreprises peuvent trouver, tester, acheter et déployer des logiciels qui s'exécutent sur AWS. Il s'exécute sur un conteneur sans serveur sur Amazon ECS. Volkswagen peut donc l'utiliser dans le cadre d'un pipeline plus dynamique et connecté sur AWS. L'entreprise utilise également AWS Lambda, service de calcul sans serveur permettant aux utilisateurs d'exécuter du code sans gérer de serveurs, pour automatiser la mise en service d'environnements de calcul et la réponse du système aux nouvelles données en stockage.

En parallèle, remplacer des postes de travail volumineux et coûteux sur site par des services de cloud computing agiles élimine les principaux obstacles à l'adoption de la VR. Volkswagen teste sa capacité à restituer du contenu sur le cloud à l'aide d' instances G4 d'Amazon EC2, optimisées par des GPU NVIDIA T4. Les instances G4 d'Amazon EC2 sont des instances de GPU rentables pour les applications de machine learning et gourmandes en graphismes. Elles fournissent des performances de GPU évolutives dans le cloud. Le système de preuve de concept de l'entreprise peut diffuser des pixels directement vers les appareils de VR en temps quasi réel, à l'aide de NVIDIA CloudXR, un protocole de diffusion AR/VR. « Grâce à cette solution, nous n'aurions plus à effectuer de tâches de traitement sur site », affirme M. Staude. « Nous pourrions simplement diffuser l'application depuis un cluster de calcul puissant sur AWS. »

La capacité de mise à l'échelle des services AWS permet à Volkswagen de réduire son échelle de façon harmonieuse au besoin. Cela s'applique également à la gestion des ressources 3D et du stockage back-end de Volkswagen. L'entreprise utilise Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), service de stockage d'objets offrant une capacité de mise à l'échelle, une disponibilité des données, une sécurité et des performances de pointe, pour rendre ses données 3D hautement disponibles aux appareils dans tous ses emplacements. En combinant des instances puissantes d'Amazon EC2, des performances de conteneurs flexibles, un stockage cloud évolutif, une diffusion hautes performances et le logiciel d'Innoactive, Volkswagen s'efforce de rendre la technologie de VR plus accessible à ses employés et de réduire les délais et les coûts associés au rendu 3D. « Pour nous, l'utilisation d'AWS est simple et efficace, car elle nous offre un grand nombre de services natifs qui prennent en charge nos objectifs et projets architecturaux », raconte Jan-Paul Brückmann, propriétaire du produit pour le Volkswagen Digital Realities Hub. « L'utilisation des services et la création d'applications sur AWS sont très claires. »

Volkswagen s'efforce de simplifier et d'améliorer l'expérience de VR, tout en rendant son infrastructure plus efficace, puissante et flexible dans le cloud. « Au cours des cinq prochaines années, nous souhaiterions intégrer de nombreux autres services au Volkswagen Digital Realities Hub et continuer à améliorer le parcours des utilisateurs », déclare M. Brückmann.

Sur AWS, Volkswagen se prépare à un avenir dans lequel ses employés peuvent facilement accéder à des technologies d'AR/VR historiquement complexes, leur permettant d'utiliser les environnements de VR qui améliorent la productivité et la collaboration depuis tout appareil, partout et à tout moment.