文/VR陀螺 豌豆

蘋果Vision Pro的面世宣稱空間計(jì)算時(shí)代已經(jīng)來臨，圍繞虛擬世界建設(shè)的討論也越來越多。 

無論是社交應(yīng)用和工業(yè)數(shù)字孿生等場(chǎng)景，都可以在虛擬世界先搭建好所需的3D空間及資產(chǎn)，將日常工作生活中的各種交互操作和實(shí)驗(yàn)“映射”到虛擬世界中，以此獲得更多獲取靈感和創(chuàng)造的方式。對(duì)虛擬世界的需求，本質(zhì)上也是對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景的更高要求。

 理想化的虛擬世界應(yīng)該是開放的，并非某個(gè)企業(yè)獨(dú)有的，且能夠讓用戶、平臺(tái)、開發(fā)者將自己的3D資產(chǎn)應(yīng)用到虛擬世界中。但現(xiàn)階段難以實(shí)現(xiàn)，幾乎每家公司都有著自己的操作系統(tǒng)、3D工具和數(shù)據(jù)格式，彼此不兼容，互通難度大，這也帶來了繁重的跨平臺(tái)工作流程以及高額成本。

 因此3D虛擬世界的建設(shè)更需要一個(gè)開放式標(biāo)準(zhǔn)來兼容各種格式的3D資產(chǎn)，并簡(jiǎn)化工作流程和規(guī)范化3D生態(tài)系統(tǒng)。  

 英偉達(dá)Omniverse發(fā)力：OpenUSD再邁一步  北京時(shí)間8月8日，英偉達(dá)創(chuàng)始人兼CEO黃仁勛現(xiàn)身SIGGRAPH 2023計(jì)算機(jī)圖形大會(huì)，并發(fā)表主題演講。 

圖源：英偉達(dá) 

AI是目前最受關(guān)注的前沿技術(shù)之一，也是本次英偉達(dá)主題演講的核心，圍繞生成式AI，演講期間重點(diǎn)介紹了多項(xiàng)軟硬件的發(fā)布或更新，包括：NVIDIA GH200 Grace Hopper Superchip平臺(tái)、NVIDIA AI Workbench、NVIDIA RTX及L40S、基于OpenUSD的NVIDIA Omniverse重大升級(jí)等。 

就在數(shù)日前，英偉達(dá)與皮克斯、Adobe、蘋果、Autodesk等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者共同組建OpenUSD聯(lián)盟（AOUSD），以支持OpenUSD的發(fā)展。 黃仁勛表示：“圖形和AI密不可分，圖形需要AI，AI也需要圖形。

AI將來能在虛擬世界中學(xué)習(xí)技能，也能幫助創(chuàng)建虛擬世界。” 而在圖形處理、硬件性能、軟件生態(tài)等領(lǐng)域都有豐富積累的英偉達(dá)，將重心放在了構(gòu)建元宇宙虛擬世界的基礎(chǔ)平臺(tái)Omniverse，并將其與生成式AI進(jìn)行融合。 

本次更新的版本將為開發(fā)人員和工業(yè)企業(yè)提供新的基礎(chǔ)應(yīng)用程序和服務(wù)，以利用OpenUSD框架和生成式AI來優(yōu)化和增強(qiáng)其3D管道。幫助開發(fā)者在同一平臺(tái)進(jìn)行跨工具構(gòu)建、模擬和協(xié)作。 

圖源：英偉達(dá) 

為了進(jìn)一步推動(dòng)OpenUSD的應(yīng)用，英偉達(dá)推出了4個(gè)新的Omniverse Cloud API，向開發(fā)者提供更無縫地實(shí)施和部署OpenUSD管道和應(yīng)用程序： ChatUSD：大型語言模型（LLM）代理，可幫助開發(fā)人員和藝術(shù)家處理OpenUSD數(shù)據(jù)和場(chǎng)景，用于從文本生成Python-USD代碼腳本并回答USD知識(shí)問題。 

RunUSD：可以用來檢查上傳文件與OpenUSD版本的兼容性，并使用Omniverse Cloud生成將OpenUSD文件轉(zhuǎn)換為完全路徑跟蹤的渲染圖像。 DeepSearch：大型語言模型（LLM）代理，可通過未標(biāo)記資產(chǎn)的海量數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行快速語義搜索。 

USD-GDN Publisher：可使企業(yè)和軟件開發(fā)商能夠從基于Omniverse的應(yīng)用程序（例如USD Composer）向Omniverse云圖形交付網(wǎng)絡(luò)（GDN）發(fā)布高保真、且基于OpenUSD的體驗(yàn)，以及實(shí)時(shí)流式傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)瀏覽器和移動(dòng)設(shè)備。 

圖源：英偉達(dá) 

另外，OpenUSD的支持還進(jìn)一步擴(kuò)展了Omniverse的生態(tài)系統(tǒng)，英偉達(dá)還與多家合作伙伴提供更多技術(shù)服務(wù)。 為了擴(kuò)大在Adobe Substance 3D、生成式AI和OpenUSD的合作，Adobe和英偉達(dá)宣布計(jì)劃將Adobe Firefly（Adobe的創(chuàng)意生成式AI模型系列）作為Omniverse中的API提供。

 例如英偉達(dá)與Shutterstock合作，利用NVIDIA Picasso服務(wù)，開發(fā)用于視覺設(shè)計(jì)的生成式AI模型，新一代的AI能夠快速生成自定義的360度、8K分辨率、高動(dòng)態(tài)范圍成像（HDRi）環(huán)境地圖。 

圖源：英偉達(dá)

 Omniverse現(xiàn)在可以構(gòu)建與其他基于OpenUSD的空間計(jì)算平臺(tái)（例如ARKit和RealityKit）兼容的內(nèi)容、體驗(yàn)和應(yīng)用程序。對(duì)Khronos Group的OpenXR開放標(biāo)準(zhǔn)的新支持將Omniverse的應(yīng)用擴(kuò)展到HTC VIVE、Magic Leap和Varjo等硬件廠商的更多XR設(shè)備。

 目前最新的Omniverse版本已提供測(cè)試版，可供免費(fèi)下載，并將很快在Omniverse Enterprise 版本中推出。 SIGGRAPH 2023大會(huì)上，黃仁勛高調(diào)提及AI，從硬件到軟件無一不與AI相輔相成。

他總結(jié)了本次大會(huì)內(nèi)容：“計(jì)算正在經(jīng)歷一場(chǎng)巨大的轉(zhuǎn)變。通用計(jì)算正在向加速計(jì)算過渡，而生成式AI正在推動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)型并實(shí)現(xiàn)令人驚嘆的新應(yīng)用。

” OpenUSD的能力上限還能進(jìn)一步突破。   為3D虛擬世界創(chuàng)建“通用語言”   就在8月初，皮克斯、Adobe、蘋果、Autodesk和英偉達(dá)，與Linux基金會(huì)旗下的聯(lián)合開發(fā)基金會(huì)（JDF）宣布成立OpenUSD聯(lián)盟（AOUSD），以促進(jìn)USD（通用場(chǎng)景描述）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、開發(fā)、迭代和發(fā)展。 

圖源：AOUSD 

據(jù)介紹，AOUSD尋求通過推進(jìn)開放式通用場(chǎng)景描述OpenUSD功能來標(biāo)準(zhǔn)化3D生態(tài)系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)將深化3D工具和數(shù)據(jù)的互操作性，賦能開發(fā)者和內(nèi)容創(chuàng)作者描述、創(chuàng)作、模擬大型3D項(xiàng)目，從而建立范圍不斷擴(kuò)大的3D產(chǎn)品與服務(wù)。 

在討論OpenUSD的重要性之前，需要對(duì)場(chǎng)景描述（Scene Description）有一定的理解，其所涉及的3D場(chǎng)景數(shù)據(jù)，包括：物體模型的大小和位置、材質(zhì)紋理、光照、運(yùn)動(dòng)等數(shù)據(jù)都可以用在圖像、動(dòng)畫、游戲、電影等場(chǎng)景的內(nèi)容創(chuàng)作。

 制作3D內(nèi)容需要進(jìn)行3D建模、將物體對(duì)象布置在場(chǎng)景中，然后完成渲染等操作，但不同的物體對(duì)象通常有自己的場(chǎng)景描述，其他程序無法對(duì)其進(jìn)行編輯。而USD格式能讓主流的3D工具進(jìn)行兼容，Autodesk的Maya、Adobe的Substance 3D和Nvidia的Omniverse平臺(tái)都能夠支持USD格式。

 OpenUSD是怎樣的技術(shù)，又是如何吸引多家科技巨頭加入AOUSD的，還得從著名動(dòng)畫制作公司皮克斯開始說起。 皮克斯是美國(guó)一家著名的數(shù)字動(dòng)畫電影工作室，旗下作品包括《玩具總動(dòng)員》《海底總動(dòng)員》《超人特攻隊(duì)》《料理鼠王》《飛屋環(huán)游記》等，均取得了非常大的成就。 

《玩具總動(dòng)員》（圖源：皮克斯） 

在制作動(dòng)畫電影《玩具總動(dòng)員》和《蟲蟲危機(jī)》時(shí)皮克斯注意到，每個(gè)鏡頭都是由一個(gè)單一的線性程序文件來描述的。 

從那時(shí)起，皮克斯開始從其專有動(dòng)畫系統(tǒng)Marionette著手研究，并經(jīng)歷了數(shù)次迭代，包括Presto、TidScene，技術(shù)進(jìn)步改善了電影制作中的流程，但仍面臨著有多個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的系統(tǒng)來創(chuàng)建合成場(chǎng)景描述的困境。

最終皮克斯在2012年啟動(dòng)USD項(xiàng)目，將Presto和TidScene的優(yōu)勢(shì)整合起來，提供了一個(gè)新的場(chǎng)景圖。USD是皮克斯開發(fā)的第四代“組合場(chǎng)景描述”。 

總的來說，皮克斯創(chuàng)建的USD是一項(xiàng)高性能3D場(chǎng)景描述技術(shù)，可為各種工具、數(shù)據(jù)和工作流帶來強(qiáng)大的互操作性。 USD讓開發(fā)者能夠描述3D場(chǎng)景中的不同對(duì)象，并在不同的硬件設(shè)備上再現(xiàn)場(chǎng)景，也能讓設(shè)計(jì)師進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)作。

皮克斯在2016年的SIGGRAPH大會(huì)上將USD作為開源軟件發(fā)布，選擇開源是為了提高可移植性，同時(shí)也希望圍繞USD格式兼容的工具可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。 

“廚房”的3D資產(chǎn)（圖源：OpenUSD） 

皮克斯首席技術(shù)官兼AOUSD主席Steve May曾表示：“希望看到OpenUSD在皮克斯、動(dòng)畫和視覺效果之外的領(lǐng)域取得更廣泛意義上成功。我們確實(shí)需要更多地依賴社區(qū)支持。而且我對(duì)它在電影業(yè)和動(dòng)畫業(yè)之外的廣泛使用感到震驚。” 

支持USD格式的產(chǎn)品（圖源：OpenUSD）

 OpenUSD既能為虛擬世界創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)，也能為內(nèi)容創(chuàng)作者帶來更高質(zhì)高效的創(chuàng)作環(huán)境。據(jù)悉目前已有將近50個(gè)工具支持原生兼容OpenUSD，并獲得了來自一百多家公司的近170位USD論壇貢獻(xiàn)者的支持。

汽車、醫(yī)療保健、制造和其他行業(yè)都開始采用USD技術(shù)并融入到自己的產(chǎn)品中。作為計(jì)算機(jī)圖形行業(yè)的一大領(lǐng)軍企業(yè)，英偉達(dá)也是其合作伙伴之一。 

3D內(nèi)容創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)化及系統(tǒng)化的進(jìn)程將進(jìn)一步加速。  “OpenUSD將引發(fā)協(xié)作3D和工業(yè)數(shù)字化時(shí)代”  OpenUSD有望成為未來3D內(nèi)容開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)格式之一，但目前的首要任務(wù)還是擴(kuò)大聯(lián)盟影響力，吸引各行各業(yè)的更多企業(yè)加入的同時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)化功能。 

Omniverse USD Composer中的實(shí)時(shí)渲染（圖源：英偉達(dá)） 

且現(xiàn)階段無論是政府、企業(yè)還是個(gè)人對(duì)3D的需求都在逐漸增大，在元宇宙概念的帶動(dòng)下，有高仿真、高精度需求的數(shù)字孿生、智慧城市等場(chǎng)景逐步擴(kuò)張。 

頭豹研究院數(shù)據(jù)指出：2021年，中國(guó)3D建模軟件市場(chǎng)空間達(dá)到103.4億元，行業(yè)處于快速增長(zhǎng)階段，預(yù)計(jì)到2026年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到195.7億元。 另一方面，蘋果在3D內(nèi)容創(chuàng)作方面的動(dòng)向也值得關(guān)注。

蘋果Vision Pro有著強(qiáng)大的硬件配置，但它的最大優(yōu)勢(shì)就是其背后的蘋果開發(fā)者生態(tài)，硬件做得再好，但沒有好的內(nèi)容也難以延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。

 如果OpenUSD能夠得到進(jìn)一步應(yīng)用，便能為蘋果Vision Pro開發(fā)者帶來更多便利。例如開發(fā)者可以在一個(gè)平臺(tái)就能調(diào)用其他軟件的功能；開發(fā)者不用多次重復(fù)購(gòu)買3D資產(chǎn)等等。

 當(dāng)然，USD也不是唯一的開源3D文件格式，主流的開源3D模型格式中，還有OBJ、glTF、GLB、VRM等等，均為不同效果的3D對(duì)象而設(shè)計(jì)，不同格式文件之間的互操作性也成為了廣大開發(fā)者憂慮的問題。 

圖源：網(wǎng)絡(luò) 

不止有AOUSD聯(lián)盟，其他科技巨頭也在推進(jìn)3D虛擬世界的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，例如，創(chuàng)建OpenXR標(biāo)準(zhǔn)的Khronos Group推動(dòng)Metaverse Standards Forum（元宇宙標(biāo)準(zhǔn)論壇）成立，參與者包括Adobe、Autodesk、Epic Games、Unity、Meta、微軟、英偉達(dá)、OTOY、高通和索尼等公司。 

今年6月，谷歌與三星和高通達(dá)成合作，并公布了開發(fā)XR設(shè)備的計(jì)劃，有消息指出谷歌將負(fù)責(zé)XR設(shè)備的生態(tài)系統(tǒng)，三星來進(jìn)行XR產(chǎn)品的規(guī)劃和研發(fā)，而高通則負(fù)責(zé)開發(fā)專用XR芯片。

 國(guó)內(nèi)也在積極解決XR行業(yè)的碎片化發(fā)展問題，2021年，中國(guó)移動(dòng)牽頭，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)伙伴發(fā)起并成立了GSXR工作組，共同推進(jìn)XR互聯(lián)互通，并于2022年正式發(fā)布GSXR互通標(biāo)準(zhǔn)。 正如黃仁勛在SIGGRAPH 2023大會(huì)上所說：“正如HTML引發(fā)了2D互聯(lián)網(wǎng)的重大計(jì)算革命一樣，OpenUSD將引發(fā)協(xié)作3D和工業(yè)數(shù)字化時(shí)代。

” HTML在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代有著深遠(yuǎn)影響，花費(fèi)多年時(shí)間才將文本、圖片、音頻、視頻等內(nèi)容統(tǒng)一到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，而3D虛擬世界有著龐大的數(shù)字資產(chǎn)，要實(shí)現(xiàn)通用標(biāo)準(zhǔn)下的無縫連接并不容易，OpenUSD可能要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間才能做到真正的標(biāo)準(zhǔn)化，但一切都值得期待。

       原文標(biāo)題 : 黃仁勛：“OpenUSD將引發(fā)協(xié)作3D和工業(yè)數(shù)字化時(shí)代”