OpenUSD

OpenUSD是皮克斯動畫工作室創建的一種3D 場景描述技術產品，可實現工具、數據和工作流之間的強大互操作性。

OpenUSD能夠助力實現多種藝術形式中的協作，並最佳化電影內容製作，其功能和靈活性使其成為能夠滿足新行業和新套用需求的理想內容平台。

2023年8月，皮克斯、Adobe、蘋果、Autodesk 和 NVIDIA 與 Linux 基金會下屬的聯合發展基金會（Joint Development Foundation，JDF）宣布成立 OpenUSD 聯盟（AOUSD），共同推動通用場景描述技術的標準化、開發、演化和發展。

優勢特點

• 可擴展

提供開放、可擴展的框架和生態系統，具有可用於在 3D 虛擬世界中執行合成、編輯、查詢、渲染、協作和仿真任務的 API

• 非破壞性

有助於在場景創建和素材聚合過程中實現非破壞性工作流程和流暢無阻的協作，讓團隊能夠合作進行疊代設計。

• 方便協同

不特定於任何檔案系統，而是通過提供可擴展的素材解析器，來支持任何數據存儲模型和不同的數據源。

• 可自定義

支持在通用型工作流中使用自定義渲染器，這要歸功於其 Hydra 渲染架構能夠在可視化數據方面提供很大的靈活性。

線性和孤立的工作流曾經是 3D 內容創作的常態。企業整合其多元化、分散化的資深技術團隊並擴大其產品陣容，以保持競爭力，尤其是在生成式 AI 領域。實現這一點的關鍵在於流暢的設計協作，以及讓開發者能夠在開放、模組化和可擴展的框架中工作。隨著 AI 和元宇宙創新步伐的加快，試圖在封閉環境中構建新功能和能力的企業很可能會落後。

OpenUSD 的可擴展性與能夠支持定義和渲染對象的各種屬性，讓它因此非常適合各種元宇宙套用。這個交換框架不僅僅是一種檔案格式，它還連線著一個強大的創作和開發者工具生態系統。

OpenUSD 能夠支持構建虛擬世界過程中的各種需求，如幾何體、攝像機、燈光和材質等。它還包含擴展到大型複雜數據集所需的功能，而且具有極大的可擴展性，因此能夠適應視覺特效等各種工作流。

OpenUSD 的一個獨特功能是其分層系統，這讓用戶可以通過該系統開展實時協作而不會相互影響。例如，一位藝術家在為一個場景建模的同時，其他藝術家可以為該場景打光。

套用案例

開發者可以利用 OpenUSD 的可擴展性，將最新 AI 工具以及先進的數字內容創建解決方案集成到其自定義 3D 工作流和套用中。

寶馬集團等企業內部的開發者正在構建用於最佳化數字孿生用例並與之互動的自定義套用。這家汽車製造商開發了一款套用，允許工廠規劃人員使用 NVIDIA Omniverse（一個用於構建和連線 3D 工具的 OpenUSD 開發平台）在虛擬工廠上開展實時協作。

Move、SmartCow 和SyncTwin等初創企業也在使用 OpenUSD 開發具有開創性的元宇宙技術。通過在 Omniverse 的模組化開發平台中使用 OpenUSD，初創企業和小型企業可以在元宇宙中輕鬆推出供大型企業使用的新工具。

3D建模和可視化解決方案提供商包括Esri、Bentley Systems 和Vectorworks，正在將技術接入 OpenUSD，以在元宇宙中實現新的功能，並推向更多的客戶。以OpenUSD為基礎構建的套用能夠不斷擴展，從而滿足工業元宇宙不斷變化的需求。

Vectorworks渲染與研究高級總監Dave Donley表示：“OpenUSD 幫助我們在 3D 設計流中為客戶提供了更強的靈活性。通過使用 OpenUSD，Vectorworks 及其用戶將為建築、景觀設計和娛樂等行業開創更具協作性和創新性的未來。”

Cesium是一個用於 3D 地理空間工作流的平台，利用 OpenUSD 來使企業能夠構建在建築、機器人技術、仿真和氣候變化數字孿生等領域的工業元宇宙套用。Cesium 3D 工程與生態系統總監 Shehzan Mohammed 表示：“利用 OpenUSD 與 3D Tiles 和 glTF 的互通性，我們創建了更多工作流程，比如在精確的 3D 地理空間環境中將 Bentley LumenRT、Trimble Sketchup、Autodesk Revit、Autodesk 3ds Max 和 Esri ArcGIS CityEngine 的內容導入 NVIDIA Omniverse 中。”

成立聯盟

皮克斯、Adobe、蘋果、Autodesk 和 NVIDIA 與 Linux 基金會下屬的聯合發展基金會（Joint Development Foundation，JDF）宣布成立 OpenUSD 聯盟（AOUSD），共同推動皮克斯通用場景描述技術的標準化、開發、演化和發展。

該聯盟旨在推動通用場景描述（OpenUSD）功能的開發，以實現 3D 生態系統的標準化。通過提高 3D 工具和數據的互操作性，該聯盟將使開發者和內容創作者能夠描述、組合和模擬大規模 3D 項目，並不斷擴大所構建 3D 產品和服務的範圍。

該聯盟的首批成員包括 Cesium、Epic Games、Foundry、Hexagon、宜家、SideFX 和 Unity。

蘋果視覺產品部門副總裁 Mike Rockwell 表示：“OpenUSD 將幫助加快從藝術創作到內容交付等新一代 AR 體驗的發展，並促成越來越多的空間計算套用。蘋果一直在積極推動 USD 的發展，它是開創性的 visionOS 平台和全新 Reality Composer Pro 開發工具的重要技術。我們期待著促進其發展成為一項被廣泛採用的標準。”

來自 Autodesk 媒體和娛樂部門的 Gordon Bradley 表示：“無論是構建 CG 世界或數字孿生，還是展望 3D 網路的未來，內容創作者都需要一種統一的方式來實現跨工具、服務和平台的數據協作和共享。Autodesk 十分高興能夠支持 OpenUSD 聯盟，其將推動視覺特效、動畫等領域的 3D 互操作性，並支持我們的願景——幫助客戶設計並創造出更美好的世界。”

NVIDIA 開源與標準部門總監 Guy Martin 表示：“OpenUSD 為 3D 開發者、藝術家和設計師提供了完整的基礎，其具備廣泛的多套用互操作性，以支持處理大規模的工業、數字內容創作和仿真模擬工作。該聯盟帶來了獨特的機會，通過建立跨行業的正式標準，並採取助力實現 3D 世界和工業數位化的舉措，以加速 OpenUSD 的全球合作。”

2024年3月， OpenUSD聯盟（AOUSD）宣布成立一個新的材質工作組、一個新的幾何體工作組，並與學院軟體基金會（ASWF）開展新的合作，同時還增加了8名新的普通成員：Ansys、Bright Machines、英特爾、Maxon、西門子、Trimble、Worley和WPP。

2024年7月，OpenUSD聯盟宣布了DigitalFish、Hunan Mango Innocreative Technology、Microsoft Corp.、Shutterstock、Sony Group和Sunvega Information Technology等新成員的加入，新興趣小組的啟動，以及OpenUSD的新版本發布和核心規範定義的勢頭。

這些首批興趣小組包括：

• 建築、工程、施工和運營（AECO）

• 多樣性、平等與包容（DEI）

• 新興幾何體

“這些興趣小組的成立代表了我們在擴大OpenUSD影響力和能力使命上邁出的重要一步，”OpenUSD聯盟的主席Steve May說。“通過專注於多樣性和包容性、新興幾何體和特定行業套用等關鍵領域，我們確保OpenUSD繼續作為一個多功能和包容性的標準，用於3D內容的創建和交換。”

更新功能

NVIDIA發布一系列免費資源來加速 USD 的採用範圍，其中包括數千種專門用於幫助不具備 3D 專業知識的用戶構建開放虛擬世界的 USD 資產。NVIDIA 還提供數百個可按需選擇的教程、文檔和開發者工具來幫助普及 USD 教育。

開發一個開放的 USD 兼容性測試和認證套件--開發者可以自由使用該套件來測試他們使用 USD 構建的項目並驗證結果是否符合預期。

NVIDIA 開發的全球首個用於 OpenUSD 開發的生成式 AI 模型將以 NVIDIA NIM 微服務的形式提供。藉助這些模型，開發者能夠將生成式 AI copilot 和智慧型體整合到 USD 工作流中，拓寬 3D 世界的可能性，幫助加快 USD 在製造業、汽車行業和機器人等新工業領域的套用。

新推出的內容包括適用於AI模型的 NVIDIA NIM™ 微服務，這些微服務可生成回答用戶查詢的 OpenUSD 語言、生成 OpenUSD Python 代碼、將材質套用於 3D 物體、理解 3D 空間和物理學以幫助加快數字孿生的開發等。

預覽版中的微服務包括：

• USD Code NIM 微服務：回答常識性 OpenUSD 問題，並基於文本提示自動生成 OpenUSD-Python 代碼，然後將其輸入到 OpenUSD 查看應用程式 (例如皮克斯的 USDView) 或基於 NVIDIA Omniverse Kit 的套用，以實現相應3D數據的可視化。

• USD Search NIM 微服務：使開發者能夠使用自然語言或圖像輸入，在OpenUSD、3D 和圖像資料庫中進行搜尋。

• USD Validate NIM 微服務：檢查上傳檔案與 OpenUSD 發布版本的兼容性，並生成完全由 NVIDIA Omniverse Cloud API (套用編程接口) 驅動的 RTX 渲染路徑追蹤圖像。

即將提供的新微服務包括：

• USD Layout NIM微服務：使用戶能夠基於空間智慧型，根據一系列文本提示組裝出基於OpenUSD的場景。
• USD SmartMaterial NIM 微服務：預測並將逼真的材料套用於計算機輔助設計對象。

• fVDB Mesh Generation NIM 微服務：根據點雲數據生成基於OpenUSD 的網路，並通過 Omniverse Cloud API 進行渲染。

• fVDB Physics Super-Res NIM 微服務：對幀或幀序列執行 AI 超解析度 ，生成基於 OpenUSD 的高解析度物理仿真。

• fVDB NeRF-XL NIM 微服務：使用 Omniverse Cloud API 在 OpenUSD 中生成大規模神經輻射場。

Foxconn在全球擁有 170 多家工廠，受益於 NVIDIA 的計算平台，它們利用 NIM 微服務和 Omniverse 為一家正在開發中的工廠創建了數字孿生。行銷與傳播服務公司 WPP 是 USD Search 和 USD Code NIM 微服務的早期用戶之一。該公司將這些微服務用於其基於 NVIDIA Omniverse 構建的生成式 AI 內容創建管線中，為可口可樂公司等客戶提供服務。

發展歷史

2024年11月20日，鴻海宣布加入OpenUSD聯盟，支持建構3D生態系統，促進全球各產業間合作，推動通用場景描述的標準化。