蘋果宣布正在與皮克斯合作，為AR創(chuàng)作提供一個(gè)叫做“USDZ”的新文件格式

在WWDC 2018大會上，蘋果宣布正在與皮克斯合作，為AR創(chuàng)作提供一個(gè)叫做“USDZ”的新文件格式。并且，Adobe（Creative Cloud）、Autodesk、Sketchfab、Pixar、PTC、Quixel等眾多應(yīng)用程序都將支持此格式。這個(gè)新的文件格式可以讓開發(fā)者將Photoshop和Dimension中的對象帶入AR環(huán)境中，而且還能在一個(gè)單獨(dú)的文件里呈現(xiàn)3D渲染的AR內(nèi)容，與過去的方案相比，更易于分享。

USDZ，實(shí)際上就是一種文件格式，就和txt對應(yīng)的文字格式、jpg對應(yīng)的圖片格式一樣。它的一大特點(diǎn)就是可以快速預(yù)覽AR文件，換句話說就是開發(fā)者能看到自己編輯的內(nèi)容（所見即所得），而其推出的目的就是為了簡化訪問、共享AR文件的訪問。

實(shí)際上，USDZ是基于皮克斯的USD工具的，可以這么說， USDZ就是將多個(gè)USD源文件和渲染對象所需的其它資源（紋理等）不壓縮、不加密地合并成的一個(gè)更大的ZIP文件，一個(gè)USDZ文件就相當(dāng)于是一個(gè)完整的3D模型了。 而且USDZ是未壓縮、不加密的文件，它也允許從外部引用內(nèi)部的單個(gè)文件，或是在給定的USDZ文件當(dāng)中嵌套其它文件。

USD本來是僅供皮克斯內(nèi)部人員使用的一款動畫工具，但2015年他們就宣布將這款工具開源?？梢哉f，USD的核心技術(shù)已經(jīng)在皮克斯內(nèi)部發(fā)展了多年，應(yīng)該已經(jīng)非常成熟完善的，這次蘋果推出的新格式應(yīng)該是在這個(gè)基礎(chǔ)上，雙方技術(shù)合作的結(jié)果。

那么，USD又是什么？有什么作用？

USD能夠在計(jì)算機(jī)圖形影片和游戲中生成、存儲和傳輸大量的3D數(shù)據(jù)，被稱為“場景描述”。這其中的建模、著色、動畫、照明、渲染等等應(yīng)用程序中都有其特定形式的場景描述，從而適應(yīng)該應(yīng)用程序的特定需求和工作流程，并且其他應(yīng)用程序都不可讀或不可編輯。

USD還能夠提供元素資產(chǎn)（例如模型）或動畫的交換。但與其他交換軟件包不同，USD還可以將任意數(shù)量的資產(chǎn)匯編和組織成虛擬場景，場景和鏡頭，讓它們在應(yīng)用程序之間傳輸，并使用統(tǒng)一的API編輯它們。USD 為閱讀，編寫，編輯和快速預(yù)覽3D幾何和陰影提供了豐富的工具集。

此外，由于USD的核心場景圖和“構(gòu)圖引擎”不受3D影響，USD可以通過可維護(hù)的方式進(jìn)行擴(kuò)展。

開發(fā)者可以使用subLayers將USD圖層堆疊在一起，USD將解析包含在這些有序堆疊的圖層中的數(shù)據(jù)，就像Photoshop中的圖層構(gòu)圖一樣。在其中，Variant Sets允許資源創(chuàng)建者使用“變體選擇器”將資源的不同變體捆綁到一個(gè)包中，以便后來的資源創(chuàng)建者可以進(jìn)行編輯，以得到他們所需的變體。

USD提供場景圖級功能，可以大大擴(kuò)展可編碼USD數(shù)據(jù)集的類型和規(guī)模?？梢杂糜诜浅＞o湊地編碼和處理大量引用資源或引用副本而且副本不需要深入編輯的情況，另外，也可以將一組元素的timeSamples分散在多個(gè)文件中，并且重新進(jìn)行排序并重新定時(shí)。

USD也支持 Hydra，Hydra是一個(gè)高分辨率，多通道，基于OpenSubdiv的渲染架構(gòu)。它的后端是一個(gè)延遲繪制OpenGL實(shí)現(xiàn)，支持預(yù)封裝和可編程glsl著色器，同時(shí)也支持多個(gè)后端和多個(gè)前端客戶端。最后，它還為USD場景提供了快速預(yù)覽和動畫流媒體的功能。

最后，USD還可以進(jìn)行擴(kuò)展，雖然USD主要是作為嵌入式子系統(tǒng)使用，但它所涵蓋的問題的廣度要求它可以沿多軸擴(kuò)展。USD自帶多個(gè)插件。

例如，SdfFileFormat插件，可以讓USD層填充來自任何兼容文件格式的翻譯數(shù)據(jù)。像通過Alembic USD插件讀取Alembic文件也包括在內(nèi)，USD自己的原生ASCII和二進(jìn)制格式就是這樣實(shí)現(xiàn)的。

USD也有短板。

首先，沒有GUIDS，USD使用文本分層名稱空間來標(biāo)識其數(shù)據(jù)，所以它需要通過命名覆蓋與其定義的屬性綁定。因此，當(dāng)引用資產(chǎn)的內(nèi)部名稱空間發(fā)生變化時(shí)，之前在引用資產(chǎn)中記錄的較高級別覆蓋將會消失。解決此問題的一種方法是通過GUID來標(biāo)識數(shù)據(jù)，然后將覆蓋與定義的基本相同的GUID相關(guān)聯(lián)。然而，在解決名稱空間編輯問題的同時(shí)，GUID也可能引入其他問題，還有可能會限制組合的靈活性。因此，在USD迭代中，沒有GUIDS的出現(xiàn)。

另外，USD是一個(gè)輕量級的優(yōu)化場景圖，可以便于制作和高效地提取、描述組合場景。然而，USD場景圖更適合命名空間層次結(jié)構(gòu)和屬性值解析的組合，以及低內(nèi)存占用空間，而高性能執(zhí)行引擎則需要高延遲數(shù)據(jù)訪問和高內(nèi)存占用空間。

又沒有覺得頭大？其實(shí)簡單來說就是幾句話：USD在場景和模型編制上比較成熟，有自己的優(yōu)勢，但也存在短板。

在USDZ格式之前，glTF得到了大部分公司（當(dāng)然沒有蘋果）的支持，然而這次蘋果還是特立獨(dú)行，采用了新的格式。有媒體甚至表示，這個(gè)在文件格式方面的動作是蘋果向 AR 市場邁出的一步，其目的是希望大部分開發(fā)者和愛好者習(xí)慣這個(gè)接口和平臺，在這之后，硬件的發(fā)布也就順理成章。