Qué es un archivo USD: colaboración 3D y formato de almacenamiento

¿Qué es un archivo USD?

Un archivo USD, o descripción de escena universal, es un formato de activo 3D y mucho más. USD proporciona un marco para que los artistas creen activos 3D. Los artistas, directores y otros pueden organizar, animar, iluminar y editar objetos 3D en USD para crear escenas y mundos 3D completos en colaboración.

Como implica la “Descripción de escena universal”, USD es una forma de montar y dirigir una escena animada. Los creadores pueden trabajar con objetos 3D y aplicar atributos, capas y opiniones en un conjunto de datos central. USD presenta esquemas como geometría, iluminación, sombreado y física, lo que permite que las herramientas 3D “hablen” entre sí. USD es el primer software público de código abierto para compilar y trabajar con activos 3D en varios formatos.

Los archivos USD a menudo son reutilizables por motivos de eficiencia y escalabilidad. Por ejemplo, un artista puede comenzar con un objeto definido como un automóvil. Pueden cambiar su forma o color, aumentarlo o dividirlo en partes separadas, como ruedas y faros, para darles más flexibilidad en la escena. Este método permite que las escenas 3D complejas tomen forma sin recrear la rueda cada vez, por así decirlo. Un solo objeto USD es un “prim” o primitivo, lo que significa que es la pieza útil más pequeña que puede definir y personalizar para un proyecto. Los creadores y directores usan los prims para desempeñar su papel en el contexto de toda la escena.

Además de los archivos USD con la extensión .usd, también tenemos USDZ (.usdz), USDA (.usda) y USDC (.usdc). Cuando alguien se refiere a un archivo USD, generalmente se refiere a .usd o .usdz. Las dos extensiones restantes son un poco menos comunes. A continuación, detallamos estos cuatro formatos de archivo y otros formatos compatibles con USD en la sección Formatos de archivo USD.

Conclusiones clave

• USD es un formato de archivo 3D y una plataforma colaborativa para almacenar y compartir información de escenas.
• Los creadores de 3D usan USD cuando crean películas y juegos ricamente animados, y el 3D está adquiriendo otros usos, como ayudar a construir el metaverso.
• El futuro de USD depende de cómo la industria se estandarice entre los formatos de la competencia.
• Los proyectos complejos requieren una canalización de contenido 3D eficiente, independientemente de los formatos de archivo, y USD brinda esa funcionalidad.

Por qué USD no es solo otro formato de archivo

USD se diferencia de otros archivos 3D porque almacena y maneja otros formatos sin problemas. Artistas de todo el mundo crean archivos en USD u otros formatos. Luego colaboran dentro de USD para editar, aumentar y crear escenas y modelos complejos. USD, desarrollado por Pixar, ahora es de código abierto, lo que permite un uso más generalizado.

Los creadores pueden usar USD para trabajar simultáneamente en la misma escena o proyecto, manipular sus respectivas piezas y ver los resultados de inmediato. Por ejemplo, diferentes departamentos como animación, efectos, diseño e iluminación pueden operar en colaboración en USD para hacer su mejor trabajo. Además, la API de USD permite un intercambio fluido con las diferentes aplicaciones 3D.

Pixar desarrolló USD para resolver el problema de trabajar con canalizaciones de contenido y flujos de trabajo difíciles de manejar para películas animadas ultra detalladas. Estos incluyen “Toy Story” de 1995, la primera película hecha completamente con imágenes generadas por computadora (CGI). Los creadores de la película usaron USD para codificar datos para intercambiar y aumentar entre aplicaciones de creación digital. USD, también llamado Pixar USD, sigue siendo el núcleo de la plataforma Presto propiedad de la empresa. En 2016, Pixar lanzó USD como un proyecto de código abiertohaciéndolo disponible para su uso con otros programas de software.

USD recibió un gran impulso cuando Apple adoptó los archivos USDZ, una versión comprimida de USD, como formato principal para las aplicaciones de iOS. Otros programas que admiten USD incluyen Nvidia, Maya, 3DS Max y Unreal Engine. Puede trabajar bien en USD utilizando tipos de archivos como .glTF, .mb (Maya), .max (3DS Max) y .uasset (Unreal Engine).

¿Por qué debería usar el formato de archivo USD?

Utilizaría el formato de archivo USD para imágenes o efectos 3D con detalles y realismo excepcionalmente vívidos. USD es beneficioso para proyectos a gran escala en los que muchos artistas pueden trabajar de forma independiente y en colaboración. Además, trae formatos de archivo 3D en un solo conjunto de datos, lo que proporciona una canalización de contenido más eficiente.

Alan Smithson, director ejecutivo y cofundador de la plataforma de creación 3D MetaVRse, explica: “Universal Scene Description USD(Z) es un formato creado por Pixar y defendido por Nvidia y Apple como el próximo formato 3D estándar. A diferencia de glTF, que ha sido adoptado por la mayor parte del mundo de 3D y XR, USD solo lo utilizan unos pocos jugadores, pero muy importantes, incluido el apoyo total de Epic Games. USD permite almacenar y compartir composiciones de escenas completas, mientras que glTF se trata de activos 3D individuales. Ambos permiten geometrías complejas, texturas avanzadas, transparencias y animaciones rígidas o con piel”.

El formato de archivo 3D y el programa que elija dependen de empresas, proyectos y casos de uso específicos. Más personas están viendo por qué podrían usar USD, pero más comúnmente, están usando archivos glTF, archivos FBX, archivos OBJ, archivos GLB, archivos STEP y otros. Estos formatos compiten en determinados casos pero también pueden ser complementarios. Consulte nuestra descripción general de los formatos de archivo 3D para saber cuál podría ser el adecuado para su proyecto.

¿Cómo se utilizan los archivos USD?

Puede usar archivos USD para muchas funciones. Por ejemplo, los artistas crean y almacenan objetos 3D en USD para escenas y modelos 3D complejos y detallados. Los profesionales de 3D usan archivos USD y el marco USD para crear o transferir objetos de varios formatos, crear escenas y colaborar en el producto final.

Aquí hay algunos detalles sobre las formas en que las personas usan USD:

• Un uso principal de USD es crear, acceder, modificar y almacenar objetos 3D, modelos, animaciones, materiales, iluminación y otra información necesaria para escenas y proyectos 3D.
• USD es una buena manera de transferir activos y datos 3D entre programas de software mientras se mantienen los datos USD estandarizados.
• Los directores y artistas pueden usar USD para trabajar de forma independiente en diferentes piezas de un proyecto complejo o colaborar en tiempo real.
• Los departamentos funcionales, como animaciones, efectos (FX), diseño e iluminación, usan USD para trabajar en proyectos.
• Puede usar USD para ajustar las piezas en función de su apariencia en una escena o proyecto general. Por ejemplo, la capa de iluminación puede generar mejoras en el diseño de su objeto.
• USD ofrece opciones para diferentes piezas y la posibilidad de que las personas compartan una jerarquía de “opiniones” sobre esas opciones.
• USD es útil para simplificar y desarrollar proyectos a gran escala como películas y juegos.
• Puede aplicar USD a otras áreas como comercio electrónico 3D, marketing de metaverso, arquitectura, diseño de productos, robótica, fabricación y para crear “gemelos digitales” de entornos y activos físicos.
• USD proporciona un lenguaje común para construir mundos en el metaverso, y eso puede interactuar sin problemas.

¿Quién usa los archivos USD?

Los principales usuarios de USD son creadores de películas animadas y efectos visuales. Los desarrolladores de juegos y metaversos lo están adoptando cada vez más, pero aún no se acepta como formato universal. Otros que comienzan a usar USD incluyen arquitectos, desarrolladores de robótica y diseñadores de fabricación.

Aquí hay una mirada más cercana a quién usa archivos USD:

• Artistas de Cine y Efectos Visuales: Los creadores y desarrolladores de todo el mundo usan USD para producir películas y efectos visuales importantes. Equipos de artistas de múltiples casas de diseño en diferentes lugares colaboran para hacer las impresionantes películas animadas de hoy, como “Toy Story 4” y “Lightyear” de Pixar.
• Desarrolladores de juegos: Epic Games ha adoptado USD como una de sus herramientas principales, y es posible que otras compañías de juegos la sigan.
• Desarrolladores de Metaverso: Los desarrolladores están construyendo mundos 3D donde las personas pueden experimentar e interactuar con entretenimiento, juegos, comercio electrónico, marketing y mucho más.
• Arquitectos: Los programas CAD arquitectónicos admiten archivos USD.
• Desarrolladores de robótica: En robótica, los desarrolladores utilizan USD para simular cómo funcionan los robots, vehículos y drones autónomos en diferentes entornos, desde una planta de fabricación hasta una concurrida carretera hacia el cielo.
• Diseñadores de fabricación: Autodesk Inventor utiliza USD para almacenar diseños de fabricación.
• Diseñadores de productos: Utilizan herramientas USD para diseñar y probar productos virtualmente.
• Desarrolladores de “gemelos digitales”: Estos desarrolladores utilizan USD para crear gemelos digitales o réplicas virtuales de entornos y eventos físicos. Los minoristas, los fabricantes y otras empresas utilizan gemelos digitales para simular y probar soluciones y mejoras. Las empresas que ya están creando gemelos digitales incluyen BMW, Lockheed Martin y Siemens Energy.
• 3D comercio electrónico: Los desarrolladores pueden crear productos y experiencias virtuales utilizando USD para dar a los clientes una mejor idea de cómo encajarán los bienes en sus vidas.

¿Qué formatos de archivo admite USD?

USD admite sus cuatro formatos principales:

• .usd: el formato principal. Es un archivo de texto sin formato y un archivo binario.
• .usdz: la “Z” en esta extensión significa que es un archivo USD comprimido, lo que facilita su distribución y conversión.
• .usda: es un archivo de texto sin formato.
• .usdc – Es un archivo binario.

Además, estos formatos de archivo pueden funcionar bien con USD o USDZ, según el programa de software:

• .mb: esta es la extensión para el formato de archivo de la plataforma de Maya.
• .max: este es el formato para 3ds Max.
• .uasset: Unreal Engine usa esta extensión para su formato de archivo.
• .glTF: este es un formato de uso común en los juegos.

Formatos de archivo que funcionan bien con USD

FORMATO PRINCIPAL	TAMBIÉN FUNCIONA BIEN CON
.Dólar estadounidense	.megabyte
.usdz	.max
.usda	.uasset
.usdc	.glTF

Flujo de trabajo típico de USD

El flujo de trabajo de USD depende de la complejidad, los objetivos y el software del proyecto. En una película importante, muchos artistas crearán “prims” u objetos en 3D. Los departamentos de animación, efectos especiales, diseño e iluminación colaboran para crear la escena. En cada paso, los creadores hacen ediciones, producen opciones y votan con “opiniones”. El director decide qué usar.

Aquí hay una mirada más cercana al flujo de trabajo USD de Pixar. Tradicionalmente, era lineal, pero ya no. Con USD, los creadores pueden pasar a las escenas sin esperar a que todas las piezas estén listas. Los artistas pueden trabajar de forma independiente y colaborativa, utilizando capas y opiniones. Esto ahorra tiempo y dinero, ayudándolos a cumplir con la fecha límite y el presupuesto. Los creadores también pueden usar funciones de “aspecto inicial” que les ayudan a visualizar todas las posibilidades de una escena, lo que lleva a un mejor producto final.

Pasos de preproducción en USD

• Idea
• desarrollo de la historia
• Redacción del guión y storyboards
• El arte incluye diseño, personajes, escenarios, accesorios.
• Modelado y sombreado

pasos de producción USD

• Disposición
• Animación
• Simulación
• Efectos
• Encendiendo
• Sweatbox (también conocido como diarios o prisas)
• renderizado final

Pros y contras de usar USD

Los pros y los contras de USD giran en torno a su caso de uso, estrategia y objetivos. Las ventajas de USD incluyen la creación de archivos 3D y escenas completas, el intercambio de diferentes formatos de archivo y la gestión de una canalización colaborativa. Las desventajas de USD incluyen su complejidad, archivos de gran tamaño y falta de compatibilidad con formatos anteriores.

Ventajas del formato USD

• Cree archivos 3D y escenas completas con gran detalle.
• Almacene e intercambie archivos en diferentes formatos 3D y programas de software compatibles con USD.
• Colabore con equipos de artistas que utilizan diferentes formatos de archivo en un proyecto a gran escala, incluso al mismo tiempo en tiempo real.
• Administre mejor el flujo de trabajo de un proyecto grande, como una película, un juego o una experiencia de metaverso.
• Acceda o recree objetos 3D reutilizables para escalar un proyecto o iniciativa.
• Es compatible con la edición no destructiva, por lo que el trabajo no desaparece durante la edición.
• La función de “opinión” permite a los usuarios votar sobre diferentes opciones, creando un espacio de trabajo colaborativo.
• Edite o aumente un objeto de archivo en USD u otro formato de archivo 3D.
• Adjunte valiosos datos estáticos y dinámicos para definir la escena.
• Satisfaga las altas expectativas de realismo y movimiento de los consumidores actuales.

Contras del formato USD

• Si bien USD está hecho a medida para proyectos complejos como películas y juegos CGI, puede ser demasiado complicado para proyectos 3D más pequeños que utilizan otros tipos de archivos no compatibles.
• Muchos creadores de 3D están más familiarizados con el uso de otros formatos como glTF, aunque el uso de USD está creciendo.
• No es compatible con versiones anteriores de formatos de archivo más antiguos como OBJ y FDX. OBJ es el formato predeterminado para la mayoría de los modelos 3D básicos. Aunque OBJ es más básico y menos detallado que USD y USDZ, podría funcionar mejor para muchos proyectos 3D únicos.
• Si está utilizando la versión de Apple de USDZ, tenga en cuenta que no todas las funciones nativas de USD están disponibles.
• Los archivos y las escenas pueden volverse grandes, lo que los hace más lentos para cargar y manipular, aunque USD mitiga esto con la carga diferida.
• USD carece de compresión de geometría Draco, que admite glTF.

Pros y contras de los archivos USD

¿Qué herramientas puede usar para ver archivos USD?

Pixar tiene un conjunto de herramientas USD que puede usar para realizar diferentes acciones. Ver una lista completa de los Conjunto de herramientas USD y cómo usar cada uno. Además, las empresas que admiten USD proporcionan herramientas para ver y trabajar con archivos USD.

• USD de PixarVer: Esta herramienta de código abierto le permite cargar, ver e introspeccionar archivos y escenas USD
• Nvidia: La compañía tiene USDView integrado en su Omniverse Launcher que puede descargar y comenzar a usar para explorar el trabajo con USD.
• Vista previa de Apple: Puede ver y exportar un archivo USD/USDZ en la aplicación Vista previa en una Mac.
• Gerente de USD: esta plataforma liviana de código abierto permite ver, editar y administrar archivos USD.
• Extensión gratuita de Shell USD de Activision: Esta extensión de Windows le permite ver e inspeccionar archivos USD en el Explorador de archivos.
• Visor 3D USD: una aplicación web gratuita de arrastrar y soltar que procesa archivos USD para su visualización.
• Autodesk Maya: Esta plataforma 3D tiene un complemento USD de código abierto que permite ver, crear y editar archivos USD en un flujo de trabajo Maya.
• Autodesk 3ds Max: Autodesk también posee 3ds Max, una plataforma de modelado más simple que admite el formato a través de la extensión USD para Autodesk 3ds Max.
• Motor irreal: Este software proporciona compatibilidad con USD con sus flujos de trabajo Python bidireccionales y Stage de USD.
• Houdini Solaris: Este software 3D ofrece soporte USD nativo para ver y editar archivos USD.
• Katana de fundición: Soporta USD en su software para desarrollo de look e iluminación en proyectos CG.
• Blender USD Exportador: Esta plataforma 3D admite algunas piezas en USD, pero aún no admite capas, variantes y animación esquelética.

¿Qué software puede usar para crear y editar archivos USD?

• Herramientas USD de Pixar: de pixar conjunto completo de herramientas USD están disponibles como código abierto en GitHub.
• Omniverso de Nvidia: Nvidia ha diseñado su plataforma en el marco USD.
• Herramientas USD/USDZ de Apple: Apple desarrolló USDZ en cooperación con Pixar como formato de distribución para manejar USD y otros formatos.
• Gerente de USD: esta plataforma liviana de código abierto permite ver, crear, editar y administrar archivos USD.
• Autodesk Maya: Esta plataforma 3D presenta un complemento USD que permite ver, crear y editar archivos USD.
• Autodesk 3ds Max: Autodesk también posee 3ds Max, una plataforma de modelado más simple que admite USD.
• Motor irreal: Este software brinda soporte para USD con sus flujos de trabajo USD Stage y Python para que pueda importar datos USD, ver su estructura original y editarlos.
• Houdini Solaris: Esta plataforma ofrece soporte USD nativo para ver y editar archivos USD.
• Katana de fundición: Soporta USD en su software de desarrollo de look e iluminación.
• Licuadora: Esta plataforma 3D admite algunas piezas en USD, pero aún no admite capas ni referencias.

Ejemplos de archivos USD

Para otros ejemplos de USD, consulte estas referencias:

Además, vea estos ejemplos y tipos de contenido de metaverso.

Tipos de datos USD

USD admite muchos tipos de datos, desde activos y bools hasta códigos de tiempo y tokens. Componen el lenguaje USD, definiendo todo sobre objetos y escenas 3D. En efecto, los creadores usan los tipos de datos para ayudar a “transmitir” y “filmar” una escena.

Aquí hay una lista detallada de los tipos de datos admitidos en USD:

• activo: una ruta resoluble a otro activo
• bool: un valor booleano (verdadero o falso)
• doble: un valor de punto flotante de 64 bits
• doble2: un vector de 2 dobles
• double3: un vector de 3 dobles
• double4: un vector de 4 dobles
• float: un valor de punto flotante de 32 bits
• float2: un vector de 2 flotadores
• float3: un vector de 3 flotantes
• float4: un vector de 4 flotadores
• mitad: un valor de coma flotante de 16 bits
• mitad2: un vector de 2 mitades
• mitad3: un vector de 3 mitades
• half4: un vector de 4 mitades
• int: un entero con signo de 32 bits
• int2: un vector de 2 enteros
• int3: un vector de 3 enteros
• int4: un vector de 4 enteros
• int64: un entero con signo de 64 bits
• matrix2d: una matriz de dobles de 2×2
• matrix3d: una matriz de dobles de 3×3
• matrix4d: una matriz de 4×4 de dobles
• opaco: representa un valor que no puede serializar
• quadd: un cuaternión de doble precisión
• quatf: un cuaternión de precisión simple
• quath: un cuaternión de precisión media
• cadena: una cadena STL
• código de tiempo: un doble que representa un tiempo resoluble
• token: una cadena interna con comparación rápida y hashing
• uchar: un entero sin signo de 8 bits
• uint: un entero sin signo de 32 bits
• uint64: un entero sin signo de 64 bits

El futuro de los archivos USD

El futuro del USD depende de las decisiones que se tomen en los próximos meses y años. USD ha crecido en popularidad con su adopción por parte de Apple y Nvidia. Sin embargo, glTF sigue estando más extendida. USD proporciona un lenguaje estándar que carece de otros formatos, pero no es necesariamente la última palabra. La estandarización afecta especialmente al desarrollo del metaverso.

“En algún lugar entre glTF y USD se encuentra el punto óptimo que permitirá la interoperabilidad universal entre mundos y plataformas 3D”, dice el cofundador de MetaVRse, Alan Smithson. “El Metaverse Standards Forum, con más de 2000 miembros, está trabajando diligentemente para crear estándares abiertos y accesibles a partir de los cuales el mundo pueda construir”.

El Sitio web del foro de estándares de metaverso afirma: “El Foro ha iniciado una canalización de Grupos Exploratorios y de Trabajo impulsados ​​por miembros que se reúnen regularmente para crear Cartas y ejecutar los proyectos que definen. Actualmente, los grupos incluyen el Grupo de trabajo de registro de estándares de metaverso, que está mapeando el panorama de las actividades de estandarización relacionadas con el metaverso y los estándares abiertos, además de grupos exploratorios que analizan la interoperabilidad de activos 3D utilizando USD y glTF, gestión de activos digitales, integración del mundo real/virtual. y Privacidad, Ciberseguridad e Identidad”.

La importancia de la gestión de activos 3D

La industria 3D sabe que es esencial proporcionar estándares y permitir que los mundos y plataformas 3D operen al unísono. Del mismo modo, más empresas reconocen que la gestión eficiente de activos 3D es vital para crear experiencias 3D y alimentar mundos 3D. La creación es una cosa. La gestión de canalizaciones de contenido es otra.

“Los desarrolladores y creadores están haciendo un trabajo increíble con las herramientas 3D actuales, pero los minoristas empresariales con grandes catálogos necesitan una plataforma 3D para administrar su canalización y flujo de trabajo de contenido 3D”, dice Beck Besecker, cofundador y director ejecutivo de 3D Cloud by Marxent. “Ya sea desarrollando contenido 3D para experiencias en la tienda o experimentando con marketing de metaversoun sistema de gestión de activos 3D comprobado es esencial”.

Cómo decidir si necesita gestión de activos 3D

No todo el mundo necesita la gestión de activos 3D. Depende del tamaño, la complejidad y los objetivos de sus proyectos. Hágase a sí mismo o a su equipo estas seis preguntas clave cuando decida adoptar la gestión de activos 3D:

• ¿Alguna vez nuestra forma actual de manejar archivos 3D no satisface las necesidades del equipo, los clientes o los clientes?
• ¿Alguna vez los miembros del equipo han duplicado el trabajo o han pisado accidentalmente el trabajo de los demás?
• ¿Hemos tenido problemas para compartir o acceder a archivos 3D?
• ¿A veces perdemos la noción de las distintas piezas en movimiento de un proyecto?
• ¿Podemos evaluar con precisión e informar sobre el progreso?
• ¿Nuestra falta de un sistema de gestión de activos digitales limita los proyectos que nos gustaría hacer?

Comparta y escale su contenido 3D con 3D Cloud

Puede crear contenido 3D impresionante en varios formatos para diferentes propósitos. Si estás haciendo proyectos únicos, tal vez sea suficiente. Pero si desea crear contenido reutilizable a escala, intercambiar activos en varios formatos y publicar en aplicaciones de clientes, necesita un CMS 3D. Es la única forma de administrar grandes volúmenes de contenido 3D, aplicar reglas comerciales para el flujo de trabajo, controlar sus costos y garantizar que los activos sean reutilizables.

Minoristas, fabricantes y otras industrias están recurriendo a 3D Cloud de Marxent, una plataforma de gestión de activos digitales que almacena activos 3D de forma genérica. Proporciona un canal de contenido 3D y un sistema de flujo de trabajo para entregar activos a aplicaciones WebAR, configuradores de productos 3D y mucho más.

3D Cloud de Marxent también mira hacia el futuro como miembro del Metaverse Standards Forum. Si tiene una empresa que invierte en 3D y sus posibilidades, explore 3D Cloud.