通用场景描述

通用场景描述:数字世界,业务为先

Pixar 创造的这一开源生态系统可高效构建大型三维世界,现已成为行业标准。


图片来源:Pietro Bernardi

一位穿着白色套装的女性宇航员站在失事地点注视着某种文明。图片来源:Tim Burroughs

通用场景描述是一个软件平台,能够帮助用户以更高的协作效率将着色、照明、几何体等数字化资源组合在一起(图片来源:Tim Burroughs)

什么是通用场景描述?

通用场景描述(现称为 OpenUSD)是用于三维场景内部数据交换的最强大的开源软件。这种高度协作的系统可以包含许多不同的资源来源,已经逐渐成为三维视觉媒体制作、建筑设计制造(英文)等众多行业的标准。

“Inherit the Stars Concept: Send the signal!”(图片来源:Oswin Wan)

USD 可帮助动画师、建筑师和 CAD 操作员在三维项目中进行合成、描述和协作(图片来源:Oswin Wan)

OpenUSD 如何优化三维媒体制作

数十年来,动画(英文)、视觉特效 (VFX) 和游戏工作室一直在努力提升其制作工作流程中各种工具之间的互操作性,但收效甚微。将数据从一个位置迁移到另一个位置非常棘手,因此工作室构建了复杂的工作流程(其中往往包括自定义工具)来管理数据互操作性。

即便 Pixar 也难逃跨应用程序交换数据的困扰。2012 年,Pixar 工作室制作出电影《勇敢传说》之后,认为自己的场景描述过于复杂,决定开发一款真正的解决方案。同年,Pixar 发明了通用场景描述 (USD),意在处理三维可视化工作流程中众多错综复杂的 API 和文件格式。2016 年,Pixar 发布了 USD 的开源代码,为其日后成为 VFX 与动画行业的标杆奠定了基础。Pixar 意识到,复杂性管理这一问题困扰着所有工作室,如果能够开放 USD 的源代码,那么 USD 就能成为一种人人均可改进的可扩展格式,最终人人均可受益。

OpenUSD 可解决创建三维场景时工作流和复杂性方面的多项挑战。作为开源标准,OpenUSD 提供了可扩展的通用语言,可实现兼容软件工具和平台之间的互操作性。其分层数据系统还支持非破坏性编辑,便于简化协作。例如,多个美工师可以使用 USD 的版本控制功能同时处理同一个资源,以此合并所有人的工作成果。USD 还支持快速访问大量数据集,从而支持实时播放和以交互方式编辑复杂场景。

Maya USD 插件屏幕截图

Maya USD 插件是一个开源项目

携手推动 OpenUSD 发展

OpenUSD 联盟 (AOUSD) 由 Pixar、Apple、Adobe、Autodesk、NVIDIA 与联合开发基金会共同成立于 2023 年,它促进了 OpenUSD 的持续开发、发展和标准化,使大型三维项目更易于管理、更高效且更具创造性。

随着越来越多的组织投身于 OpenUSD 的发展和共同进步,所有采纳该标准的用户都将从中受益。例如,Maya USD 插件正是基于Pixar 和 Animal Logic 最初编写的用于 Maya 的 USD 开源插件。作为回应,Autodesk 同样将其 Maya USD 插件作为开源项目。近年来,Autodesk 已将 USD 工作流集成到更多内容创建工具中,包括 Maya 中的 3ds Max、Arnold 和 Bifrost。

通用场景描述的优点

互操作性

借助 USD 的通用语言和文件格式,在不同软件和工具之间无缝交换三维场景数据,实现互操作性。

 

自由构建新世界

OpenUSD 生态系统的扩展性越强,动画师创造出的三维世界就越有创意。API 可以修改框架的仿真、渲染、协作、编辑、合成等功能。

 

提高协作水平

USD 中的分层系统支持非破坏性数据编辑,这不仅让不同美工师和工作室之间的协作更富成效,也降低了协作风险。

 

获取业界支持

OpenUSD 联盟集结了 Pixar、Adobe、Apple、NVIDIA 和 Autodesk 等行业顶级合作伙伴。其他许多大型企业也加入了该计划,进一步巩固了 OpenUSD 的行业标准地位。

 

统筹资源文件

通用场景描述的资源解析器与文件系统相互独立。无论使用何种数据存储模型或数据源,通用场景描述都有助于组织、管理和快速访问数字资源。

 

增强渲染效果

USD 的 Hydra 渲染架构(英文)可与多个供应商编写的自定义和第三方渲染器插件配合使用,具备灵活的可视化功能。

 

具有集成 USD 工作流的 Autodesk 软件

用于电影、游戏和电视的三维动画、建模、仿真和渲染软件


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USD 使用案例

Pixar 制作的复古式厨房的数字化渲染图。

PIXAR

USD 的创造者在一个镜头中渲染数万亿个多边形

探悉 Pixar 如何利用其 USD 工作流程打造最复杂的影片,如《玩具总动员 4》《寻梦环游记》等。

 


图片来源:Pixar

YouTube 视频“RISE VFX 如何借助 Maya 中的 USD 攀登创意新高峰”的屏幕截图

RISE VFX

借助 Maya 中的 USD 攀登创意新高峰

作为制作漫威电影众多道具背后的功臣,知名工作室 RISE VFX 及早采用了以通用场景描述为基础的 Maya 资源构建和动画工作流程,极大地改进了自有工作流。

 


一个人从饰有立柱的房间里看向一座日式花园的数字化渲染图。图片来源:Saga Alayyoubi

EPIC GAMES

新一代 Epic 工作流

聆听来自 Epic Games(即 Unreal Engine 和 Fortnite 背后的公司)的专家讨论游戏工作室如何吸取 VFX 行业的经验教训并将通用场景描述整合到其游戏资源工作流程中。

 


图片来源:Saga Alayyoubi

通用场景描述资源

了解 AOUSD 的详细信息,AOUSD 是 Adobe、Apple、Autodesk、NVIDIA 和 Pixar 共同组成的联盟,旨在推动 USD 的标准化、开发和发展。

 

USD 与 Maya 相集成,助力创建 USD 模型、编辑 USD 图层和保存 USD 数据,等等。

 

聆听 AOUSD 主要成员的反馈,了解 USD 如何起步以及未来如何促进三维生态系统之间的互操作性。

 

在 Maya 工具组合中使用 USD,可在单个 USD 容器中存储、编辑和导出复杂的资源数据,如建模、材质、照明和着色变化等。

 

了解 Maya、3ds Max、Bifrost 和 Arnold 中新增的 USD 工作流和其他简化功能,以增强创造力、提高协作水平和效率。

 

常见问题解答 (FAQ)

通用场景描述如何发挥作用?

USD 将三维场景组织到基本体(对象/元素)的层次中,这些基本体具有与其关联的属性(特性/特征)。USD 还使用场景数据的多个层,且每个层都有其自己的基本体、属性和替代值。替代值可在不更改原始数据的情况下修改特定的基本体和属性。变量和变量集允许同一对象或场景存在多个表示。

 

文本 USD 阶段描述(USD 阶段)语言以纯文本文件形式描述场景层次和特性。

 

总而言之,USD 是跨不同制作工作流程编辑和协作处理三维场景数据的一种有效方式,并且已凭借对领先软件的原生支持实现了标准化。

USD 具有哪些优势?

通用场景描述 (USD) 在管理三维场景数据方面具有许多优点。首先是互操作性:USD 采用通用语言和文件格式,能够在不同软件和平台之间交换三维场景数据。

 

USD 的分层系统具有两个巨大的优势:非破坏性编辑和可扩展性。前者支持美工师更轻松地测试和修改场景数据,并且不会造成风险;而后者则能够帮助美工师使用单独的场景层并高效管理复杂场景,无需复制大量数据。

 

USD 还有许多其他优势,包括先进的版本控制和协作功能、更高的性能、效率和灵活性以及广泛的行业支持等。