通用場景描述（OpenUSD）是一個開放且可擴展的框架和生態(tài)系統(tǒng)，它通過 API 支持 3D 虛擬世界中的合成、編輯、查詢、渲染、協(xié)作和仿真。

本文將介紹如何開始在現(xiàn)有資產和工具中使用 OpenUSD 以及可以采取哪些步驟不斷改進 USD 工作流。

關于 OpenUSD 基本概念、詞匯和最佳實踐的交互式介紹，請瀏覽 NVIDIA 深度學習培訓中心的免費 Learn OpenUSD 學習路徑。

數(shù)據(jù)交換

OpenUSD 不會取代現(xiàn)有的工具或數(shù)據(jù)格式。顧名思義，通用場景描述為網格和 PBR 材質等諸多 3D 概念提供了一種通用的數(shù)據(jù)表示方式，并且其支持范圍正在不斷擴展到物理學、B-reps 等其他概念。

如要將 OpenUSD 用于現(xiàn)有資產，請先使用導出器或轉換器將內容導入 USD。該方法可以將現(xiàn)有資產快速、有效地集成到新的 USD 工作流中，以便提升各個生產階段的協(xié)作性、性能和互操作性。

有關如何開始使用 USD 的詳細信息，參見支持 USD 交換的應用和工具列表。

如果想要擴展 USD 工作流并將 OpenUSD 用于專有數(shù)據(jù)，可能需要開發(fā)自己的數(shù)據(jù)交換解決方案。

您可通過數(shù)據(jù)交換管線管理從一種數(shù)據(jù)格式到另一種數(shù)據(jù)格式的內容提取、轉換和攝入。如要將現(xiàn)有內容整合到 USD 工作流中，需要使用以下幾種基本的數(shù)據(jù)交換解決方案：

導入器和導出器：可在數(shù)字內容創(chuàng)建（DCC）應用中找到這兩種工具，使用它們直接將 3D 資產導入到 USD 或從 USD 中導出 3D 資產。Rhino、Blender 等常用軟件可方便地導入 3D 資產，Houdini 等應用可將 3D 資產打開為原生 USD 文件，讓用戶能夠更加簡單地在現(xiàn)有工具中使用 USD。

轉換器：用于將各種格式的 3D 文件轉換為 USD 文件或從 USD 文件轉換為 3D 文件的獨立程序或腳本。此類工具依靠靈活的批量處理和自動化，無需人工干預即可輕松轉換資產。

USD 文件格式插件：此類 USD 插件讓用戶能夠以最初的源格式保存數(shù)據(jù)，同時在打開一個階段時動態(tài)讀取數(shù)據(jù)并將其轉換為 USD 格式。這意味著用戶既能夠處理原生格式的資產，同時還能夠受益于 USD 的強大功能并保持數(shù)據(jù)的完整性和工作流效率。

概念數(shù)據(jù)映射和提取、轉換、加載（ETL）是開發(fā)數(shù)據(jù)交換解決方案的關鍵流程，有助于確保 3D 資產和數(shù)據(jù)的無縫傳輸與集成。

概念數(shù)據(jù)映射涉及定義一個系統(tǒng)或格式的數(shù)據(jù)如何與另一個系統(tǒng)或格式的數(shù)據(jù)相對應。由于每種應用或文件類型都可能有自己特有的數(shù)據(jù)結構和表示方法，因此這一點在處理不同的 DCC 應用或文件類型時尤為重要。

ETL 是一個將數(shù)據(jù)從一個系統(tǒng)移動并整合到另一個系統(tǒng)的完整流程。它包含以下主要步驟：

提取：從源系統(tǒng)或文件格式中提取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以是 3D 模型、紋理、動畫或任何其他相關內容。

轉換：轉換提取的數(shù)據(jù)，使其符合目標運行時的要求，包括轉換單位、重新格式化數(shù)據(jù)結構或濾除無關數(shù)據(jù)或私人數(shù)據(jù)。

加載：將轉換后的數(shù)據(jù)加載到目標運行時，使數(shù)據(jù)可直接用于基于 USD 的工作流和應用。該步驟有時被稱為攝取。

概念數(shù)據(jù)映射和 ETL 流程對于將內容有效、準確傳輸?shù)?USD 生態(tài)系統(tǒng)并在整個交換過程中保持其質量和功能至關重要。OpenUSD Exchange SDK 有助于加快數(shù)據(jù)交換解決方案的開發(fā)速度和編寫高質量的 OpenUSD 數(shù)據(jù)。

在將數(shù)據(jù)導入 OpenUSD 后，下一步就是了解如何匯總和構建數(shù)據(jù)以實現(xiàn)最高效率。

用戶可通過免費的 Learn OpenUSD 自學課程了解如何開發(fā)數(shù)據(jù)交換管線。

資產結構化原則和內容聚合

OpenUSD 的真正優(yōu)勢在于通過建立良好的資產結構實現(xiàn)有效的內容聚合和資產重用。建立良好的資產結構和內容聚合是在復雜項目中有效組織和組合 3D 資產與場景的關鍵。

在建立資產結構時，需要將 3D 內容分解成更小、更易于管理的組件，以便引用和重復使用。這樣就可以創(chuàng)建一個層次分明的有序結構，簡化資產的管理和維護。該方法只在需要時加載必要的組件，提高了可重用性和性能。

如果有良好的資產結構，就可以通過不同的工作流在不同圖層中獨立編寫數(shù)據(jù)，然后將這些圖層組合成一個資產。這種無損編輯方法可確保一個團隊所做的更改不會覆蓋另一個團隊的工作，提高了團隊之間的協(xié)作性。

在創(chuàng)建了較小的組件后，就可以使用內容聚合將它們組合成一個連貫的場景。引用、有效載荷等合成操作符支持這一過程。

合成操作（Composition arcs）

合成操作是 OpenUSD 的基礎運算符，可將較小的場景描述單元組合成較大的單元，使 OpenUSD 工作流中的資產結構和內容聚合更加穩(wěn)健。

該功能是使 OpenUSD 有別于其他 3D 數(shù)據(jù)格式和框架的“超能力”之一。

合成操作是無損組合 USD 數(shù)據(jù)單元的重要工具。OpenUSD 中的可用合成操作包括子圖層、引用、有效載荷、變體集、繼承、專門化以及最新添加的重定位。

可先通過以下合成操作了解如何在自己的工作流中使用這些合成操作：

子圖層：使多個協(xié)作者或流程能夠對給定的 USD 上下文進行操作。子圖層中編寫的數(shù)據(jù)以“包含”方式添加到 USD 上下文中。

引用：最適合用于內容聚合，可將一個 USD 上下文嫁接到另一個 USD 上下文的層次結構中。通過引用資產，您可以維護每個組件的單一基準真相來源，從而確保一致性并減少冗余。這在重復使用相同資產的大型項目中尤其有用。

變體集：用于存儲一個組件的多個變體，可在不復制數(shù)據(jù)的情況下增強適應性。借助該功能，您只需要一個高效的結構，就可以創(chuàng)建一項資產的不同版本，例如不同的材質或配置。變體集的用例之一是為一個模型指定不同的紋理和材質或配置，例如描述一輛具有不同油漆顏色或不同輪輞樣式的汽車。

學習和使用合成操作將為 USD 工作流帶來立竿見影的效果。但由于其高度的靈活性和應用的多樣性，可能需要數(shù)年時間才能掌握合成操作。想要有效使用OpenUSD，可以進行多種嘗試并加深對合成操作類型的了解。

通過免費的 Learn OpenUSD 自學培訓學習創(chuàng)建合成操作。

開始使用 OpenUSD

OpenUSD 提供了一套實現(xiàn)高效 3D 資產管理和內容聚合的完整功能，因此是大型項目不可或缺的框架。掌握了數(shù)據(jù)交換、資產結構化與合成操作，就可以顯著提高 3D 工作流中的協(xié)作性、性能和可重用性。