大话元宇宙:USD能统一元宇宙吗?

此USD非US Dollar,本文也不是讨论美元或美国是否能统一元宇宙。众所周知,互联网取得巨大成功形成一张联通世界的网络,重要原因就是在早期就建立起HTML这样的统一开放的标准。Web开始只有静态的文本和图片,到到动态的动画和视频、不断变得丰富多彩。元宇宙作为3D互联网,也需要类似HTML这样的描述语言。更重要的是,如果能在现在的发展初期就实现统一标准,并不断演进,就可以像Web一样连接各种3D场景和3D资产,形成互通互联的元宇宙,而不是一个个元宇宙孤岛。

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Web背后的HTML代码

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USD是什么

USD,即统一场景描述语言,是由皮克斯动画工作室于 2012 年发明,2016 年作为开源软件发布的一种标准格式。提起Pixar大家都不陌生,它是全球顶级的电脑动画工作室,迪士尼合作伙伴,打造了《玩具总动员》、《海底总动员》等一系列风靡全球的巨制。由于Pixar的老板是苹果公司的乔布斯,因此科技实力也不容小觑,不仅在计算机图形渲染和动画技术,而且在人工智能领域实力也很强。

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乔布斯和皮克斯

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类似 HTML,USD为定义、打包、组装和编辑 3D 数字资产,并进一步用层次化化结构构建任意的3D场景提供通用描述语言。每个3D场景就像一个2D的Web网页,形成互联互通的3D 生态系统和元宇宙。

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USD代码示例

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USD不仅是一种文件格式,更是一个系统,USD描述语言具有面向对象编程语言的类似能力,可以通过继承、多态等功能,更方便下游协作者对3D场景进行重定义。USD提供一套C++开源工具库,可以读取、编辑、预览、保存3D数字资产。USD工具库提供Python语言接口,可以大大降低开发难度,让更多人快速上手。USD可以通过API支持更复杂的功能。你也可以在开源基础上形成更强大的或更符合自己需求的功能。

USD的核心功能之一是提供多人协作能力,这通过分层来实现。不同的艺术家可以在一个场景中进行协作,但是每个人都工作在属于自己的层,这样不仅工作不会互相冲突,展示模型效果也可以随时进行,即使有的人的工作还在进行中。

USD不是一个为元宇宙推出的新标准,但是一定会对元宇宙发展起到重要的推动作用,这也说明创新从来都是源于继承,元宇宙可以基于很多成熟技术,并不是空中楼阁。

USD已经发展为一个复杂的体系,本文的目的并不是详细讲解USD,想进一步了解的读者可以学习参考资料部分的内容。

USD最初的使用范围主要是Hollywood的动画设计人员,USD可以把他们很多喜欢用的工具连接在一起,让工作在世界各地的同事进行高效合作,极大的简化了动画电影的制作过程。现在,USD的使用人群已经扩大到建筑师、产品设计师等更广泛的人群。

USD已经形成了很大的影响力,Apple、Autodesk、Nvidia、Adobe、Unity等几十家一线厂商都在其3D软件产品中支持USD,很多产品还可以通过插件扩展USD功能。新成立的元宇宙标准组织MSF也明确提出了对USD的支持,MSF的3D资产互操作项目就使用USD。

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MSF项目使用USD

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Nvidia从2016年USD发布就一直关注和支持USD的发展,USD的设计思想也直接推动了Nvidia元宇宙开发平台Omniverse形成。Omniverse的核心基础就是USD,用来描述3D数字资产。

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USD+Omniverse

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Omniverse支持3D资产的协作流程,其引擎是Nucleus数据库,它允许多种应用存储、共享和修改元宇宙相关数据,而USD就是他们之间的通用语言。多个用户可以连接到Nucleus,以 USD 代码段的形式传输和接收对自己场景的更改。可以这样说,Omniverse将USD的理念又向前推进了一大步。

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Omniverse协作流程

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元宇宙“信创”

互联网和元宇宙的初心都是开放互联,但是我们不能忘记中国接入互联网的曲折历程,中国的域名根服务器在外国人手里,路由器也不卖给我们。正如原中科院副院长、互联网协会理事长胡启恒院士的名言:“互联网进入中国,不是八抬大轿抬进来的,而是从羊肠小道走进来的。”

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《互联网口述系列 - 钱华林篇》

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面临百年未有之变局,世界矛盾和对抗加剧,逆全球化趋势加强,我们既要积极参与国际元宇宙标准,又不能放弃自有知识产权的元宇宙标准。USD只是元宇宙标准之一,我们应该把制定元宇宙标准和构建元宇宙应用放在同样重要的位置。

总结

元宇宙需要借鉴Web的成功经验,在早期就建立开源开放的标准。USD的目标就是成为元宇宙的HTML,你觉得USD能实现目标吗?你构建元宇宙使用USD了吗?欢迎留言讨论。

参考资料

· USD官方网站

https://graphics.pixar.com/usd/release/index.html

·USD Frequently Asked Questions

https://graphics.pixar.com/usd/release/usdfaq.html

· USD源代码

https://github.com/Pixar Animation Studios/USD

·USD Cookbook

https://github.com/ColinKennedy/USD-Cookbook

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