3D 建模工作流需要使用各種專業工具，因而具有高度的復雜性。隨著數字孿生逐漸興起，3D 建模工作流正在為各行業開辟新的可能性，如機器人、自動駕駛汽車、科學可視化和建筑工程等領域。尤其在建筑、工程、施工和運營（AECO）行業，數字孿生具有深遠的應用潛力。

3D 建筑設計項目皆由專業人員組成的團隊運行，其中包括工程師、建筑師、多學科設計師和可視化藝術家等。團隊中的每個成員都有各自的專業技能，因而都需要特定的工具、工作流和工作環境。當進行建筑設計時，團隊中的每個成員都希望能夠運用其慣用的 3D 工作流與工具，并與其需要的人展開合作。

若要連接創作者的 3D 工作流，則需要一個既能不破壞協作流程、又能在第三方 3D 生態系統之間實現互操作的標準交換格式。目前，基于通用場景描述（USD）的NVIDIA Omniverse平臺可用于滿足以上需求。

USD 是一種開放、可擴展的交換格式。該格式由皮克斯動畫工作室開發，最初用于電影制作，現在則已被應用于全球各個行業的各類 3D 建模和模擬工作流。

整合 Revit 和 SketchUp等

3D 建筑軟件

USD 優化了 3D 建模工具和 3D 設計項目的開發人員之間的互操作性和協作水平。例如，USD 支持用戶將Rhino Grasshopper 的對象置于 Autodesk Revit 內的建筑之中等。用戶還能夠在 Trimble SketchUp 中繪制部分項目，而后將其與 Rhino 中的其他模型相連接。

基于 USD 構建的 NVIDIA Omniverse 平臺，可賦能使用 SketchUp 等多個不同建筑軟件的用戶，使其可在同一個協作環境中開展工作。例如，在同一個項目上工作的 Rhino 用戶和 Revit 用戶可借助Omniverse Connectors（如 Rhino 和 Revit）輕松展開協作。

此外，USD 還支持不同的專業人員（如動畫師、照明專家等）能夠在互不影響的情況下，在同一個協作環境中開展工作。

NVIDIA Omniverse 是一個基于 USD 的可擴展平臺，可用于構建自定義 3D 工作流和模擬大型虛擬世界。建筑團隊可通過 NVIDIA Omniverse，使用功能強大、開箱即用的 USD 工具和參考應用連接其現有的 3D 工作流，還能從領先的行業工具中獲取和匯總全保真 3D 模型及 CAD 模型，并對其進行實時模擬。

NVIDIA Omniverse 能將數據文件格式從 RVT 、DWG 、 3DM 、 FBX 、 OBJ 、 PDF 和 XLS 等轉換成 USD 格式。為實現更高保真度的互操作性，NVIDIA 及合作伙伴構建了名為 “Connectors” 的插件，可賦能 NVIDIA Omniverse 與第三方的軟件工具之間（如計算機輔助設計（CAD）、建筑信息建模（BIM）以及 3D 建模等），實現更高水平的無縫數據交換和實時更新。這些工具包括：

Autodesk Revit

Autodesk 3ds Max

Autodesk Maya

McNeel Rhino/Grasshopper

Trimble SketchUp

Graphisoft Archicad

借助 USD 改進項目裝配

USD 包含各種靈活的用戶友好型組件。這些組件通過功能分層，可支持多位設計者在項目進程中并行工作，以改進項目裝配。

每個 USD 場景都是由用戶所需的眾多 USD 文件所組成。USD 由分層數據結構組成，因而其文件格式又被稱為“層”，可用于創建、表示和修改虛擬世界。因此，USD 文件與位于磁盤或云中的其他文件截然不同。

一個建筑設計場景中可能會包含場地、地基、屋頂和大廳等多個 USD 文件。每個文件都可以引用或包含其他 USD 文件，用以構建由材質、照明、三角形等共同構成的高質量場景。

圖 1：用于建筑設計的 USD 文件，包括場地、地基、外墻和屋頂

USD Layers和Sublayers可用于組織跨部門的實時工作流，例如在已有場景層結構之上開展布局、動畫和模擬等。這些可編輯 USD 層中，較高的層可覆蓋較低的層。

USD References可基于用戶所構建的虛擬世界之外的基本層次結構，將較小的場景描述單元整合為較大的集合。USD Playload是一種特殊的引用文件，可幫助用戶實現大體量數據的延遲加載以提升場景性能表現。USD Variant支持先進的可選性工作流。

例如，一個樹木變體集可引用三個分別代表蘋果樹、杜松樹和云杉樹變體的獨立文件。用戶可通過變體集，在同一場景中快速混合和匹配相關選項，以便推進決策制定流程。

圖 2：多人可在同一場景中開展實時協作，在大廳中編輯照明、資產和材質等組件

利用 NVIDIA Omniverse

改進模擬和設計工作流

建筑、工程和施工領域的相關應用和分支行業紛繁復雜，不可避免地會導致不同應用下的工作流變得較為孤立。但若將各應用中的數據轉換成 USD 格式，就能打破這些應用間的相互孤立狀態，實現應用間的輕松“交流”。

通過將應用與可擴展的 USD 組件及子系統（如自定義模式和渲染器）進行集成，用戶便可在其中加入可視化、幾何體、數據計算等更多功能來擴展應用的能力。

另外，在工作流中使用 USD 來實現通用交換，可以解決用戶在工具方面存在的障礙。基于此，用戶無需具備技術軟件專業知識就可訪問各種設計工具。

圖 3：集成 AECO 領域的應用與 USD 后，就可通過擴展程序和微服務引入更多功能

USD 是NVIDIA Omniverse平臺的基礎。NVIDIA Omniverse 擁有規模龐大且持續豐富的連接器庫，可用于連接各種先進的 3D 工具。用戶可利用 CAD Converter 擴展程序，輕松地在 NVIDIA Omniverse 中實現項目導入或導出。該擴展程序作為 NVIDIA Omniverse 的一部分，可支持 30 多種文件類型的導入和導出。

審核編輯：劉清