OpenUSD数据标准媒体应用指南 (2024)
目录
2.1.1视频制作流程中创建3D数字资产的难点2.1.2在网络环境中应用3D数字资产的瓶颈 ..3. ..22.1.3在开发3D实时互动类型的项目中遇到的问题 ..3
2.2OpenUSD数据标准概述 .4
2.2.1OpenUSD 发展史 .42.2.2OpenUSD优势2.2.30penUSD与其他3D数据标准的异同 ..5
30penUSD标准技术框架.
3.1OpenUSD的定义 ..53.2OpenUSD的基本组成 ...
3.2.1Stage（场景图）3.2.2Prim（基本单元）3.2.3Layer（层）
..7 ..68
3.3OpenUSD的操作机制. 8"
3.3.1Composition（合成）3.3.2Composition Arcs（合成弧） 63.3.3VariantSet（变体集）
3.4OpenUSD的属性 .10
3.4.10pinions（prim的属性及数值） .103.4.2Proxy（代理） 3.4.3Proxy与VariantSet 的比较 .10 ..1.
4利用OpenUSD提高制作效率和质量. 11
4.1.1资产封装方式. 114.1.20penUSD资产封装在模型资产库的应用 ...164.1.30penUSD资产封装在实时引擎流程中的应用 .16
4.2利用OpenUSD应对大数据量的3D场景 17
4.2.1利用Reference引l用机制 ..174.2.2利用OpenUSD轻量化数据交互 ..94.2.3利用0penUSD存储解算特效数据 4.2.4利用0penUSD进行实时物理模拟 ..20.22
4.3利用OpenUSD提高动画选代效率 234.4实时渲染OpenUSD场景 .264.5利用OpenUSD轻便化程序建模 .264.6利用OpenUSD的扩展功能实现自定义管理 ..27
5利用OpenUSD提高协同能力.
5.1.1OpenUSD非破坏性工作流 295.1.3实现OpenUSD场景的异地实时交互 5.1.2利用OpenUSD的Layer层机制 .30
5.4.1虚幻引擎与DCC软件之间的协同 .365.4.2Omniverse与其他设计软件的协同 37
60penUSD与AI人工智能应用.... .38
6.1利用AI能力自动生成OpenUSD资产 88
6.1.1生成式AI 886.1.2集成大语言模型的LLM工作流 88"
6.2OpenUSD在A1领域的应用展望 39
6.2.1在数据处理方面 .396.2.2在模型训练方面 40
参考文献... 41
前言
目前，3D是影视媒体等行业领域的主要视觉呈现形式，比如3D动画、3D特效等.3D视觉内容是基于计算机技术产生的三维数据，包括但不限于3D模型、纹理、动画、灯光、 摄像机等类型，它们通常被统称为3D数字资产，比如数字人角色就是一个3D数字资产，包括了数字人的模型结构、皮肤、服饰等外观质感和纹理、毛发样式、表情动画、肢体动作动画等数据信息：动画场景中的一棵树也是一个3D数字资产，同样包括了树的模型结构、树叶树干的外观质感和纹理，还可以包括树叶随风摇摆的动画，甚至开花生长的动画数据.
随着行业对3D数字资产的需求不断增长，3D数字资产的数据量正在变得越来越庞大、复杂度也越来越高.但是在创建和应用3D数字资产时，由于行业中的3D应用软件多种多样，因而产生了多种数据格式和标准，它们之间存在兼容性问题、相互协作问题、对大数据量的承载问题和生产效率问题等，急需得到解决，因此采用先进的通用3D数据标准成为行业发展的必要.在这个大背景下，OpenlSD数据标准应运面生，并得到行业的广泛认可.
OpenUSD 最早由皮克斯动画工作室（Pixar Animation Studios）开发，是一种开源的高性能3D场景描述技术，可在工具、数据和工作流程之间提供强大的互操作性.OpenlSD以其协同捕捉艺术表现力和简化影视内容制作的能力而著称，其强大的功能和灵活性使其成为满足新行业和新应用需求的理想内容平台.2023 年8月1日，Pixar、Adobe、Apple、 Autodesk（欧特克）和NVIDIA（英伟达）与Linux基金会下属的联合开发基金会（JDF）共同宜布成立0penlSD联盟（AOUSD），以促进皮克斯通用场景描述技术的标准化、开发、演进和发展，推动视觉特效、动画等领域的三维互操作性.目前0penlUSD已经在国内外影视、动漫、游戏制作中得到了广泛应用.
数据承载问题、制作流程中3D软件平台之间的数据协作间题，以及艺术家和团队之间的合 为推动国内3D创意技术在影视媒体等领域的发展，帮助创作团队解决项目中的大量3D作协同问题，在中国电影电视技术学会领导、国家广播电视总局广播电视规划院组织下，由来自行业内的技术专家共同组成项目小组，围绕OpenlUSD通用开源数据标准，制定本应用指南，旨在面向国内行业介绍创建和应用3D数字资产的先进解决方案，有助于提高影视媒体 行业3D内容的创作效率和作品质量，从面提高整个行业的科技水平.
指导单位：中国电影电视技术学会.
起草单位：中国电影电视技术学会、国家广播电视总局广播电视规划院、欧特克软件（中国）有限公司、中央广播电视总台、腾讯科技（深圳）有限公司光子工作室群、杭州玄机科技股份有限公司、NVIDIA技术服务（北京）有限公司、北京抖音信息服务有限公司.
起草人：韩强、宁金辉、孙琳、谢婧、郑恒利、于明、孙志伟、肖胜凯、罗海涛、刘靖、姚飞骏、沈映、陈锦、高祎临、江涛、王子建、吴宝、于京平、顾其瑞、李墨若迷、曹继炜、何展、宋毅明、徐国梁.
OpenUSD数据标准应用指南
1范围
本应用指南适用于在影视媒体等领域，利用OpenlSD数据标准，更加高效、高质量的创建和应用3D数字资产.3D数字资产包括3D模型、贴图、材质、动画等数据，其中3D模型和贴图的精细度将直接影响视觉质量，特别是在超高清项目中，需要提升模型和贴图的高精 度才能呈现高质量的画面效果.
2概述
2.1行业现状及面临的挑战
2.1.1视频制作流程中创建3D数字资产的难点
2.1.1.1生产过程数字内容流转
主流数字内容创作软件（Digitalcontent creation，DCC）各自具有不同的资产存储机制，例如模型、动画、灯光、材质、特效和渲染参数等信息数据.由于不同DCC软件基于自身功能特点采用不同的实现方式和工作流程来管理这些资产数据，导致在生产过程中上下 游任务进行数字内容流转时处理过程紧杂且不易于管理.
2.1.1.2数字内容兼容性
对于呈现内容复杂的场景，往往需要多种DCC软件协同制作.因此在对这些DCC软件生产的 视效生产过程中会针对不同的视觉呈现内容来选择具有技术优势的DCC软件进行制作.内容进行整合时经常会出现不兼容的情况.为达到兼容要求，通常需要对部分资产进行破坏性的调整以满足兼容性.这会导致同一数字资产在不同的整合过程中会进行不同的调整.
2.1.1.3团队生产过程协作
对于要求较高、体量较大的视效项目，通常会有多个团队参与，每个团队针对自身特点所采用的制作方式和方法各有不同，难以统一.在整合多个团队生产的数字内容时需要更高的沟通成本和管理成本.
2.1.1.4超大型场景加载性能
涉及超大型复杂场景的制作时，由于场景包含大量复杂资产，导致修改单一资产成本较高，加载时间过长或无法加载，严重影响生产效率.
2.1.1.5数字内容扩展性
视效技术发展较快，新技术不断涌现，为了支持一些价值较高的新兴技术，通常需要对资产文件的数据格式与内容进行扩展，并配合DCC软件插件，以达到支持更多格式、降低管理成本的目的.目前主流资产格式扩展性普遍较差，导致新技术融入比较困难.
