Anmerkung der Redaktion: Im August 2023 haben Pixar, Adobe, Apple, Autodesk und NVIDIA die Alliance for OpenUSD gegründet, um offene Standards für 3D-Inhalte zu entwickeln. Weitere Infos. Nachfolgend wurden Aktualisierungen an diesem Beitrag vorgenommen, in dem ersten Schritte mit OpenUSD erläutert werden.
Von intelligenten Fabriken bis hin zu Eisenbahnsystemen der nächsten Generation – Entwickler und Unternehmen auf der ganzen Welt sind bestrebt, Möglichkeiten für industrielle Digitalisierung in jedem Maßstab zu nutzen.
Der Schlüssel hierzu ist das Open-Source-Framework Universal Scene Description (USD) oder OpenUSD sowie Metaverse-Anwendungen, die auf KI basieren.
OpenUSD wurde ursprünglich von Pixar für umfangreiche Spielfilm-Pipelines für Animationen und visuelle Effekte entwickelt. Es bietet eine leistungsstarke Engine für hochpräzise 3D-Welten sowie ein umfangreiches Ökosystem für das Zeitalter der KI und des Metaverse. Unternehmen aus der Automobil-, Gesundheits-, Fertigungs- und anderen Branchen setzen OpenUSD für verschiedene Anwendungen ein.
Wie Entwickler OpenUSD nutzen
Entwickler können die Erweiterbarkeit von OpenUSD verwenden, um neueste KI-Tools sowie erstklassige Lösungen für die Erstellung digitaler Inhalte in eigene 3D-Workflows und -Anwendungen zu integrieren.
In Unternehmen wie der BMW Group gestalten interne Entwickler eigene Anwendungen, um digitale Zwillinge zu optimieren und besser mit ihnen zu interagieren. Der Automobilhersteller hat eine Anwendung entwickelt, die es Fabrikplanern ermöglicht, in Echtzeit an virtuellen Fabriken zusammenzuarbeiten. Dazu hat das Unternehmen NVIDIA Omniverse, eine OpenUSD-Entwicklungsplattform für die Erstellung und Vernetzung von 3D-Tools, genutzt.
Startups wie Move.ai, SmartCow und SyncTwin entwickeln ebenfalls bahnbrechende Metaverse-Techniken mit OpenUSD. Der Einsatz von USD in der modularen Entwicklungsplattform von Omniverse ermöglicht es Startups und kleinen Unternehmen, neue Tools im Metaverse für größere Unternehmen einzuführen.
Darüber hinaus verbinden führende Anbieter von 3D-Modellierungs- und Visualisierungslösungen, darunter Esri, Bentley Systems und Vectorworks, ihre Technik mit OpenUSD, um im Metaverse neue Funktionen zu ermöglichen und zusätzliche Kunden zu erreichen. Eine Entwicklung auf Grundlage von OpenUSD stellt sicher, dass sie ihre Anwendungen kontinuierlich erweitern können, um die sich ständig weiterentwickelnden Anforderungen des industriellen Metaverse zu erfüllen.
„USD hilft uns dabei, Kunden im 3D-Designprozess noch mehr Flexibilität zu bieten“, sagt Dave Donley, Senior Director of Rendering and Research bei Vectorworks. „Durch die Nutzung von USD sind Vectorworks und seine Benutzer bereit, in Branchen wie Architektur, Landschaftsgestaltung und Unterhaltung für eine kollaborativere und innovativere Zukunft zu sorgen.“
Warum Entwickler OpenUSD nutzen
Lineare und isolierte Workflows waren bei der Gestaltung von 3D-Inhalten früher die Norm. Heutzutage müssen Unternehmen ihre vielfältigen, verteilten und hochqualifizierten Teams integrieren sowie Angebote erweitern, um wettbewerbsfähig zu bleiben – insbesondere im Bereich generativer KI.
Nahtlose Zusammenarbeit beim Design ist hierfür von entscheidender Bedeutung, ebenso wie die Möglichkeit für Entwickler, in offenen, modularen und erweiterbaren Frameworks zu arbeiten. Da die Geschwindigkeit von KI- und Metaverse-Innovationen immer weiter zunimmt, werden Unternehmen, die versuchen, neue Funktionen und Fähigkeiten in geschlossenen Umgebungen zu entwickeln, ins Hintertreffen geraten.
Die 3D-Welten des Metaverse leiten eine neue Ära des Fortschritts in den Bereichen Design, Simulation und KI ein. Sie erfordern ein gemeinsames Framework, um Skalierbarkeit und Vernetzung zu ermöglichen. Wie beim 2D-Web wird der Erfolg des Metaverse von Interoperabilität abhängen, die auf offene Standards und Protokolle angewiesen ist.
OpenUSD eignet sich aufgrund seiner Erweiterbarkeit und der Fähigkeit, eine Vielzahl von Eigenschaften für das Definieren und Rendern von Objekten zu unterstützen, gut für verschiedene Metaverse-Anwendungen. Das Interchange-Framework ist mehr als nur ein Dateiformat; es verbindet ein robustes Ökosystem aus Kreativ- und Entwickler-Tools miteinander.
Cesium, eine Plattform für raumbezogene 3D-Workflows, nutzt USD, um Unternehmen bei der Entwicklung industrieller Metaverse-Anwendungen in den Bereichen Bauwesen, Robotik, Simulation und digitale Zwillinge für den Klimawandel zu helfen.
„Wir entwickeln unter Einsatz der Interoperabilität von USD mit 3D-Kacheln und glTF zusätzliche Workflows, wie z. B. den Import von Inhalten aus Bentley LumenRT, Trimble Sketchup, Autodesk Revit, Autodesk 3ds Max und Esri ArcGIS CityEngine in NVIDIA Omniverse in einem präzisen raumbezogenen 3D-Kontext“, berichtet Shehzan Mohammed, Director of 3D Engineering and Ecosystems bei Cesium.
3D-Tools arbeiten nahtlos mit OpenUSD zusammen, sodass Benutzer problemlos verschiedene Tools und Pipelines verwenden können. Das effiziente Referenzieren und Layering von USD ermöglicht es Teams, Projekte in Echtzeit ohne Zerstörungen zu bearbeiten und alle Quellinhalte zu bewahren, was iterative, kollaborative Workflows ermöglicht. OpenUSD wurde für die Verarbeitung großer Szenen mit Millionen von Assets und komplexen Datenmengen entwickelt und eignet sich perfekt für Entwickler, die Anwendungen zur Unterstützung virtueller Welten gestalten.
Erfahren Sie im folgenden Video sowie im Artikel „Was Sie über Universal Scene Description wissen müssen“ mehr über die einzigartigen Funktionen von USD.
Omniverse: Die Plattform für das Entwickeln mit OpenUSD
NVIDIA Omniverse verbindet verschiedene 3D-Tools und Datenmengen mit OpenUSD, um neue Möglichkeiten für umfassende, physisch präzise virtuelle Welten und industrielle Digitalisierungsanwendungen zu erschließen.
Omniverse wurde von Entwicklern für Entwickler entwickelt. Es ist offen und in hohem Maße modular. Omniverse Code und Kit erlauben es Entwicklern, fortschrittliche Echtzeitsimulationslösungen für industrielle Digitalisierung und Wahrnehmungs-KI zu entwickeln. Sie können alle Schlüsselkomponenten der Plattform, wie Omniverse Nucleus und RTX Renderer, sowie Kerntechniken nutzen, um Lösungen zu erarbeiten, die auf die Anforderungen ihrer Kunden zugeschnitten sind.
Menschen aller Erfahrungsstufen können mit OpenUSD in Omniverse entwickeln. Anfänger können Tools mit wenig bis gar keinem Code unter Einsatz bestehender Plattformerweiterungen entwickeln. Erfahrene Entwickler können Vorlagen nutzen bzw. mit Python oder C++ von Grund auf neu entwickeln, um eigene leistungsstarke Apps und Erweiterungen einzurichten und mit bestehenden Apps zu kombinieren. Das macht eine Entwicklung von Tools möglich, die genau auf ihre Anforderungen zugeschnitten sind. Darüber hinaus erleichtern visuelle Programmiertools wie OmniGraph das Einrichten und Ausführen fortschrittlicher verfahrenstechnischer Aufgaben mit nur wenigen Klicks.
Beispielsweise kann ein Tool für die Simulation von Lagerhäusern entwickelt werden, indem Erweiterungen für Gebäude-Layout, Lagerobjekte, intelligente Objektplatzierung und Benutzerschnittstellen, die sich an bestimmte Anforderungen anpassen lassen, miteinander kombiniert werden.
Zudem sind Omniverse-Foundation-Anwendungen wie USD Composer und USD Presenter modular aufgebaut, sodass Benutzer nur mit der Funktionalität arbeiten können, die sie benötigen, und ihren eigenen Code oder Erweiterungen hinzufügen können, um Apps für verschiedene Workflows anzupassen. Entwickler können im Omniverse Kit bequem auf den Python-Quellcode von Omniverse-Erweiterungen zugreifen und diesen nutzen.
Erste Schritte bei der Entwicklung mit OpenUSD
Mit dem RunUSD-Validierungsservice lässt sich problemlos ermitteln, ob Anwendungen und Assets mit OpenUSD kompatibel sind. Nehmen Sie am OpenUSD Developer Program teil, um Zugang zu dem Service sowie zu kuratierten OpenUSD-Ressourcen zu erhalten. Die neuesten Tutorials und mehr finden Sie auf der Seite mit OpenUSD-Ressourcen.
Laden Sie die kostenlose Standardlizenz herunter, um mit NVIDIA Omniverse zu starten, oder erfahren Sie, wie Omniverse Enterprise Ihr Team vernetzen kann. Entwickler können sich diese Omniverse-Ressourcen ansehen, um mit der Entwicklung auf Grundlage der Plattform zu beginnen.
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