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英偉達認為通用場景描述（USD ）符合真正元宇宙的需要

（映維網(wǎng)Nweon?2022年08月31日）盡管現(xiàn)在人人都說元宇宙，但各家公司的“元宇宙”實際上相當(dāng)孤立，無法與其他平臺的虛擬空間、人或?qū)ο笙噙B接。對于這一點，英偉達認為最初由皮克斯發(fā)明的通用場景描述（Universal Scene Description/USD）符合真正元宇宙的需要，可以作為元宇宙互操作內(nèi)容和體驗的基礎(chǔ)。

在早前發(fā)布的一篇博文中，這家公司進行了解釋說明：

在過去數(shù)十年中，互聯(lián)網(wǎng)從根本上改變了世界，并啟動了我們消費和共享信息方式的巨大變革。這一轉(zhuǎn)變是如此徹底，以至于高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)存在對今天幾乎所有的企業(yè)都至關(guān)重要，同時與網(wǎng)絡(luò)互動成為了現(xiàn)代世界有效運作的核心。

Web已經(jīng)從靜態(tài)文檔演變?yōu)樯婕柏S富交互媒體的動態(tài)應(yīng)用。然而，盡管我們生活在一個3D世界中，網(wǎng)絡(luò)依然只是二維。

現(xiàn)在，Web即將迎來下一個重大進步： 3D互聯(lián)網(wǎng)/元宇宙。元宇宙不是將2D頁面連接在一起，而是將虛擬世界連接在一起。網(wǎng)站將成為相互連接的3D空間，類似于我們每天生活和體驗的世界。

一些虛擬世界將是物理現(xiàn)實的數(shù)字孿生，反映著真實世界，并且實時地鏈接和同步。其他虛擬世界則設(shè)計用于娛樂、社交、游戲、學(xué)習(xí)、協(xié)作或商業(yè)。

無論一個網(wǎng)站的目的是什么，使得2D Web如此成功的因素同樣會為整個元宇宙帶來成功 ：基于開放標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的通用互操作性。

創(chuàng)建元宇宙所需的最基本標(biāo)準(zhǔn)是虛擬世界的描述。英偉達相信所述標(biāo)準(zhǔn)的第一個版本已經(jīng)存在：最初由皮克斯動畫工作室開發(fā)得通用場景描述（ USD ）。這是一個開放的、可擴展的生態(tài)，可用于描述、合成、模擬3D世界并與之協(xié)作。

于2015年開源的USD現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，包括媒體和娛樂，以及建筑、工程、設(shè)計、制造、零售、科學(xué)計算和機器人等領(lǐng)域。

1. USD不僅僅只是一種文件格式

USD是一種場景描述，是用于創(chuàng)建、表示和修改虛擬世界的一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和API 。它不僅支持幾何、camera、照明和材質(zhì)等虛擬世界的基礎(chǔ)知識，并且支持它們之間的各種關(guān)系，包括屬性繼承和實例化等等。

它包括擴展到大型數(shù)據(jù)集所需的功能，如延遲加載和有效檢索時間采樣數(shù)據(jù)。它具有極大的可擴展性，允許用戶自定義數(shù)據(jù)模式、輸入和輸出格式以及查找asset的方法。簡而言之， USD 涵蓋了皮克斯制作故事片所需的非常廣泛的要求。

圖 1：USD如何為行業(yè)特定用例啟用分層工作流*

Layers層可能是USD最具創(chuàng)新性的功能。從概念上講，它們與Adobe?Photoshop中的層有相似之處：最終的合成是按順序組合所有層的效果的結(jié)果。但是，USD的層不是修改圖像的像素，而是修改合成場景的屬性。最重要的是，它們提供了強大的協(xié)作機制。

不同的用戶可以在不同的層上修改合成的場景，他們的編輯屬于非破壞性。較強的層將在合成中獲勝，但較弱層的數(shù)據(jù)依然可以訪問。除了直接協(xié)作之外，層提供的非破壞性修改正是傳統(tǒng)Web如此成功的原因之一。

圖 2：用USD創(chuàng)建的褐石房間內(nèi)部的層，你可以自由替代家具布局和顏色

英偉達認為USD應(yīng)作為元宇宙的HTML，亦即網(wǎng)站內(nèi)容的聲明性規(guī)范。但正如HTML從HTML1的有限靜態(tài)文檔發(fā)展到HTML5的動態(tài)應(yīng)用一樣，USD需要繼續(xù)優(yōu)化發(fā)展以滿足元宇宙的需求。為了加速這一發(fā)展， 英偉達已經(jīng)在USD生態(tài)中添加了眾多新功能：

• Python 3支持

• 將usd-core添加到 PyPI

• MDL材質(zhì)支持

• 剛體動力學(xué)仿真模式：標(biāo)準(zhǔn)化剛體動力學(xué)所需的質(zhì)量分布、碰撞行為和其他數(shù)據(jù)的表示

值得一提的是，英偉達已經(jīng)為推動USD成為元宇宙基礎(chǔ)制定了短期和長遠的計劃。

2. 短期計劃

在短期內(nèi)，英偉達正在開發(fā)：

• glTF 互操作性： glTF文件格式插件將允許USD場景直接引用glTF assset。這意味著已經(jīng)在使用 glTF的用戶可以利用USD的合成和協(xié)作功能，無需更改其現(xiàn)有asset。

• 地理空間模式（ WGS84 ）： 英偉達正在USD中開發(fā)地理空間模式和運行時行為，以支持地理空間坐標(biāo)的WGS84標(biāo)準(zhǔn)。這將有助于需要結(jié)合地球表面曲率的全保真度數(shù)字孿生模型。

• UTF-8支持：英偉達正在與皮克斯合作，為USD添加對UTF-8的支持，從而實現(xiàn)來自世界各地的內(nèi)容的完全交換。

• USD兼容性測試和認證套件：為了進一步加快USD的開發(fā)和采用，英偉達正在為 USD 兼容性測試和認證構(gòu)建一個開源套件。開發(fā)人員將能夠測試其 USD 的構(gòu)建，并證明其自定義 USD 組件產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果。

3. 長遠計劃

從長遠來看， 英偉達正與合作伙伴合作開發(fā)：

• 高速增量更新： USD不是為高速動態(tài)場景更新而設(shè)計，但數(shù)字孿生模擬將需要這項功能。 英偉達正在USD的基礎(chǔ)上開發(fā)更多的庫，從而實現(xiàn)更高的更新率以支持實時模擬。

• 實時程序主義： USD目前的狀態(tài)幾乎完全是聲明性的。USD表示中的屬性和值在很大程度上描述了有關(guān)虛擬世界的事實。 英偉達已經(jīng)開始通過一個名為OmniGraph的基于程序圖的執(zhí)行引擎來強化這一點。

• 與瀏覽器的兼容性：現(xiàn)在的USD基于C ++/ Python，但Web瀏覽器不是。為了支持所有人隨時隨地地進訪問，虛擬世界需要能夠在Web瀏覽器中運行。 英偉達將致力于確保使用JavaScript 綁定的正確WebAssembly build可用，以令USD成為一個有吸引力的開發(fā)選項。

• 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時流傳輸：工業(yè)虛擬世界和實時數(shù)字孿生需要物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時流。 英偉達正在構(gòu)建與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流協(xié)議的USD連接。

英偉達指出，包括愛立信、Kroger和沃爾沃等工業(yè)領(lǐng)域的公司正在采用USD來實現(xiàn)3D虛擬世界和asset項目。

當(dāng)然，英偉達并不是唯一相信USD將在未來元宇宙中扮演重要角色的公司。這一構(gòu)思在新成立的元宇宙標(biāo)準(zhǔn)論壇中已經(jīng)獲得了一定程度的支持（英偉達是成員之一）。例如，元宇宙標(biāo)準(zhǔn)論壇曾表示USD是互操作虛擬空間和體驗的一個富有前景的基礎(chǔ)。

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