NVIDIA GPU助力三维家打造3D垂类大模型，引领家居设计变革

• 案例简介

广东三维家信息科技有限公司（以下简称“三维家”），通过采用 NVIDIA GPU 和 NVIDIA 推理加速引擎 TensorRT，提升了家装设计效率，使超分渲染整体时间比常规渲染节省了50%以上；并借助 NVIDIA RTX A6000 和 NVIDIA A40 GPU 光追实时渲染技术，开发了家装设计营销的应用软件，降低了设计师与消费者的沟通成本。此外，三维家还通过 NVIDIA 开源的深度学习加速库 APEX 和 Megatron 框架，搭建自身的数据闭环系统，持续优化训练成本、提升训练效率，增强在生成式人工智能领域的优势。

• 客户简介及应用背景

三维家是一家聚焦大家居产业的云工业软件提供商，以信息化、数字化为基础，并结合云计算、大数据、AI 人工智能、3D 渲染、3D 建模等前沿技术，开发了贯穿家居营销、设计、生产、制造管理、生产装备升级全流程的软件系统。

生成式AI的技术浪潮正在掀起一轮内容生产力变革。不少业内人士预估，企业服务有机会成为率先商用落地的场景。通过与垂直行业深度结合，基于基础模型形成具备垂直行业 knowhow与知识图谱的垂直行业3D大模型，可以为用户提供专业度更高、可实际商用的 AI 解决方案。

在率先实现生成式AI商用落地的企业之中，三维家成为其中的典型代表。从家居垂直细分市场切入，三维家以云建模、云渲染、三维矢量 AI 三大自研核心引擎，为制造业提供新一代 “云化” “AI化” “建模/仿真/加工一体化” 的云工业软件解决方案。

为了更好地抓住 AIGC 带来的机遇，2023 年三维家还推出一款轻量化的 AI 场景式应用产品—— AI 灵感屋，该款应用通过微信小程序即可使用，可实现 AI 涂鸦、AI 绘画、AI 聊天三大功能，为设计师、企业乃至普通用户提供更多样的灵感启迪，辅助提高创作效率和生产力。

• 客户挑战

家居行业个性化需求越来越高，设计师需要通过业主沟通，把脑中模糊的设计概念用精美细致的图片展现出来，而消费者则会根据效果图来进行购买决策。这时，出图的效率与成本时时刻刻影响着家居设计的速度与客户转化率，如何选择合适的 GPU 与 AI 技术变得至关重要。

此外，低成本高效地进行垂直行业 3D 大模型训练也是同等重要的。而在这个过程中，合理高效地利用多机多卡 GPU 是关键环节之一。NVIDIA 提供的开源框架 Apex 和 Megatron，恰好提供了这方面工具的支持。

• 应用方案

1）NVIDIA TensorRT助力提升“AI灵感屋”出图效率

为了解决上述问题，三维家采用了 NVIDIA GPU和TensorRT，提升“AI灵感屋”的出图效率。

TensorRT是NVIDIA推出的一个高性能深度学习推理引擎，可以将深度学习模型优化为高效的推理引擎，从而在生产环境中实现快速、低延迟的推理。TensorRT支持Caffe、TensorFlow、​Mxnet等多种深度学习框架，可以在NVIDIA GPU上实现低延迟、高吞吐量的部署。

此外，TensorRT可以通过减少网络中的冗余计算、合并层、减少精度等方式来优化深度学习模型，从而提高推理性能。​TensorRT还提供了一些API，如C++ API、Python API等，方便用户进行模型优化和部署。

从上图例子我们可以看到，通过引入NVIDIA最新的推理加速框架TensorRT，在NVIDIA GPU的强大算力支持下，用于高性能深度学习推理的NVIDIA TensorRT能够帮助算法模型快速有效地进行网络推理，将算法的执行速度提升 4 倍以上，使“AI灵感屋”出图整体时间比常规渲染节省 50% 以上，大幅提升了用户体验。

2）打造三维家垂直行业3D大模型，加速为家居行业赋能

在AIGC的大浪潮中，为了更快迭代，加强垂直领域的优势，三维家还采用了 NVIDIA 开源的深度学习加速库 APEX 和 Megatron 框架，搭建了一套完整的数据闭环系统，持续优化训练成本、提升训练效率，加快三维家垂直行业3D大模型的迭代速度，不断提升三维家的行业影响力。

Apex 是一个用于深度学习模型训练的 PyTorch 扩展库，提供了混合精度训练、分布式训练等功能，可以在保持模型精度的同时提高训练速度和效率。Megatron 是一个基于 PyTorch 的分布式训练框架，用于训练超大 Transformer 语言模型，通过综合应用数据并行、Tensor 并行和P ipeline 并行来复制模型并行，从而提高训练效率。此外，Megatron 还支持多种 kernel fusion 操作，可以在单卡性能和各种组合并行效率方面得到提升。

从下图例子我们可以看到，通过引入NVIDIA最新的分布式并行训练，有效增加了GPU的利用率，最终三维家3D大模型训练系统具有混合精度训练，网络通信优化和分布式训练等多项高级特性，为三维家的3D大模型开发和优化提供强大的计算和支持，使得企业能够更加高效、快速地完成模型训练和优化的工作，为用户提供更加智能化、高效化和个性化的服务。

三维家定制家居大模型可通过对话AI生成衣柜设计

3）实时渲染技术，为家居营销提供全新解决方案

随着互联网、新媒体、5G技术的发展，在传统的设计效果图展示之外，如何利用新技术和营销手段，更加生动地展示设计方案，例如短视频营销、3D方案展示等方式，实现获客引流、提升客户转化率成为了行业关注的重点。在家居行业，三维家提出了“内容即广告”的数字化营销解决方案。

NVIDIA RTX A6000和NVIDIA A40 GPU的光追实时渲染技术为三维家的家装设计营销提供了新方案。三维家基于RTX光线追踪实时渲染器开发了设计营销的应用软件：在设计端，设计师可以实时看到渲染效果、调整光效，从而提升设计效率，降低与消费者的沟通成本；在营销端，借助实时渲染技术，实现了快速的动画视频制作和展示，为短视频营销提供有强有力的工具。

• 使用效果及影响

NVIDIA的技术方案为三维家的产品研发提供了强大的技术支持，在NVIDIA初创加速计划的助力下，三维家将 AI、3D 渲染的创新技术应用于大家居设计营销场景，并通过垂直行业3D大模型的持续迭代，为家居行业的数智化赋能。