Genesis 物理引擎：指南与示例

与较早的仿真平台相比，Genesis 的一些关键特性如下：

1. 惊人的速度： Genesis 极其快速，在 RTX 4090 上可为机械臂模拟超过 4300 万帧每秒（FPS），即实时的 43 万倍！Genesis 是全球最快的物理引擎，较 Isaac Gym 或 Mujoco 等模拟器可快至 80 倍，且不牺牲精度。
2. 广泛兼容： 可在 Linux、macOS 和 Windows 上运行，并支持包括 CPU、Nvidia GPU、AMD GPU 和 Apple Metal 在内的不同硬件。
3. 一体化物理系统： Genesis 将多种物理工具整合为一个系统，可模拟刚体、液体、气体、可变形体等，能够处理多种材料及其相互作用。
4. 支持各类机器人： 机械臂、无人机、软体机器人、腿足机器……应有尽有。Genesis 可适配广泛对象，并支持 .xml、.obj、.stl 等常见文件类型。
5. Python 驱动： Genesis 完全基于 Python 构建，易于使用与自定义。

Genesis 视频示例

Genesis 能以极高精度模拟物体运动、角色动作与交互。下面看看 Genesis 团队分享的几个示例。

创建 4D 动态世界

Genesis 通过其先进的物理引擎与 AI 工具来构建细致、逼真的虚拟世界，涵盖四维中的运动与交互。这些世界可用于生成精确的视频、动画和其他仿真数据。它甚至能生成自然一致的镜头运动与物体行为。

角色动作

Genesis 可以为角色创建细腻的动画。例如：

一尊小悟空模型在桌面上疾奔，跃入空中，在镜头环绕时于半空中停顿，然后落地。

机器人策略生成

Genesis 帮助机器人在多种场景中自动学习技能并执行任务。示例如下：

机械臂在微波炉中加热食物

交互式 3D 场景生成

Genesis 能创建细致的 3D 空间，例如：

包含客厅、厨房、书房和卧室的家居内景

开放世界对象创建

Genesis 生成具有活动部件的逼真对象（关节化对象），超越典型的预制素材。

软体机器人仿真

Genesis 可模拟软体机器人或混合体（软质外壳与刚性骨架），例如：

具有肌肉样特性的蠕虫运动。

语音、动画与情绪

Genesis 能生成与语音配对的面部动画，呈现中性、愤怒、快乐等情绪之间的转换。

Genesis 入门

我正在编写 Genesis 的详细编码教程，近期将发布，因此本节仅涵盖基础内容。

要安装 Genesis，请在终端中运行 pip install genesis-world。

您需要确保使用 Python 3.9 或更高版本，并安装 PyTorch。有关设置方法，请参阅 PyTorch 官网。

Genesis 的文档是一份非常有用的资源，介绍如何使用这款物理仿真工具的各项功能。它首先解释 Genesis 是什么、为何创建以及如何配置；随后带您了解基础功能，如创建视觉效果、控制机器人以及并行运行多项仿真。

您还会发现针对机器人运动规划、软体机器人以及使用强化学习教会机器人运动等任务的工具。对于高级用户，指南还包含碰撞处理、基于仿真的调参以及无人机应用等主题。

Genesis vs. Sora vs. Veo 2

下面比较 Genesis、Sora 与 Veo 2，看看它们之间有何不同：

定位与侧重

• Genesis： 面向机器人与 AI 应用的物理仿真工具。
• Sora： 从文本提示生成视频的模型，侧重于想象力或逼真的视觉效果。
• Veo 2： 结合高质量画面与逼真物理的先进视频生成器。

关键特性

• 分辨率与时长：
• Genesis 不生成视频，而是专注于物理仿真。
• Sora 最高生成 1080p、时长 20 秒的视频。
• Veo 2 支持最高 4K 分辨率与 2 分钟以上的视频。
• 物理仿真：
• Genesis 擅长高速且准确的物理仿真。
• Sora 对物理的理解有限。
• Veo 2 建模流体与对象交互等物理现象。
• 视觉效果：
• Genesis 更重视物理准确性而非外观。
• Sora 生成超写实或富有想象力的画面。
• Veo 2 提供高度逼真的视频，较 Sora 错误更少。
• 用户控制：
• Genesis 允许对物理仿真进行细粒度控制。
• Sora 通过文本提示生成视频。
• Veo 2 提供精确的镜头控制与电影化效果。

优势

• Genesis： 超高速物理仿真、整合多种物理工具、基于 Python，便于使用。
• Sora： 适合创意与想象力驱动的叙事。
• Veo 2： 最适合逼真视频，场景控制力强，并且更好地处理人类动作。

应用场景

• Genesis： 用于机器人、游戏与需要精确物理的 AI 研究。
• Sora： 非常适合视频制作与娱乐等创意行业。
• Veo 2： 适用于电影制作、内容创作与高细节科学视频。

Genesis 接下来会怎样？

Genesis 团队正在开发一些令人期待的新功能，即将推出。其中包括基于物理的触觉传感模块、改进的刚体仿真以及用于提升性能的分块渲染。他们还在添加用于创建角色与镜头运动、交互式场景、面部动画以及行走、抓取等机器人动作的工具。大型虚拟环境也将通过新的仿真特性获得更真实的效果。

仍未启动开发的功能包括 Windows 渲染支持、用户友好界面、更多材料类型的仿真，以及新的传感器选项。

结语

毫无疑问，Genesis 代表了物理仿真与生成式 AI 的重大进步。其速度、精度与跨场景的适应性给我留下了深刻印象。

尽管部分功能仍在开发中，这款开源工具的潜力不容置疑。我相信，Genesis 以用户为本并持续改进的道路，将使高级物理仿真为更广泛的受众所用。