Universal Scene Description

Universal Scene Description (USD、ユニバーサル・シーン・デスクリプション、万能シーン記述) は、ピクサーの開発した3Dシーングラフ形式及びその形式を扱うプログラム群である。 USD形式はモダンなシーングラフ形式であり、アセットの異形 (バリアント) やアセットの外部参照、アセットのオーバーライドなどに対応している。USD形式にはテキスト形式 (usda) 、バイナリ形式 (usdc)、アーカイブ形式 (usdz)が存在する。 USDファイルの中に含めることのできる情報はスキーマによって定義されており、拡張可能となっている。 ジオメトリ (UsdGeom) ライト (UsdLux) シェーディング / マテリアル (UsdShade) スケルトン / ブレンドシェイプ (UsdSkel) - 簡易的であり群集シミュレーション及びゲーム向けとなっている UI (UsdUI) USDライブラリ群はUSD形式を取り扱うためのライブラリであるが、シーングラフのリアルタイム及びオフラインレンダリングに対応するHydraも含まれている。USDライブラリでHydraを使用するアプリケーションは、Hydraレンダーデリゲートに対応する多数のレンダーバックエンドを使用することができる。 以下はHydraレンダーデリゲートに対応するレンダーバックエンドである。 公式 HdStream (Stream) - USDに含まれているOpenGLバックエンド。Hydraから分離された。 HdEmbree - USDに含まれているレイトレーシングレンダープラグインであり、IntelのEmbreeライブラリを元にしている。 HdPrman (RenderMan Hydra Delegate) - RenderManを使用するためのバックエンド。USD 19.07以降に含まれている。 ハードウェア会社製 Radeon ProRender for USD - オープンソースの物理ベースレンダラーであるRadeon ProRenderを使用するためのプラグイン。 HdOSPRay - オープンソースのCPUレンダラーであるOSPRayを使用するためのプラグイン。 RTX Renderer - NVIDIA Omniverseに含まれているレンダラー。 USD採用アプリケーション搭載 Karma - Houdini 18以降のSolarisに含まれているCPUレンダラー。Mantraの代替。 Houdini GL - Houdini 18以降のSolarisに含まれているOpenGLバックエンド。 サードパーティー HydraNSI (hdNSI) - NSIインターフェースに対応するレンダラーを使用するためのプラグイン。オープンソース[2]。NSIインターフェース対応のものには、物理ベースレンダラーの3DelightNSIが存在し、HoudiniのSolarisに向けた3Delight for Solarisも用意されている (3Delight for Houdiniに付属)。3DelightNSIは無料版も存在する。 Arnold USD - Arnoldレンダラーを使用するためのコンポーネント集。オープンソース[3]。 OctaneRender Hydra / Octane X Hydra - HoudiniのSolaris向けのベータ版が公開されている。 Redshift Solaris Hydra plugin - HoudiniのSolaris向けのプレビュー版が公開されている。 hdRstr - リアルタイムの直接照明および単反射回数の間接照明レンダラー。NVIDIA RTXDIに基づいており、ReSTIRアルゴリズムを使用している。 オープンソース Cycles Hydra Render Delegate - Blender内蔵レンダラーのCyclesを使用するためのプラグインであり、Blender 3.2以降のコードベースに統合されている。hdCycles（Tangent Animation製）の後継。オープンソース。 MoonRay（英語版） - DreamWorksの元内製レンダラーであり、2023年にオープンソース化された。 HdAurora - Autodesk主導のオープンソースリアルタイムパストレーシングレンダラー「Aurora」を使うためのプラグイン。 USDはPixar独自のジオメトリキャッシュシステムである「TidScene」と、独自の3Dアニメーションツールである「Presto」(旧Marionette (Menv)) のコア部分を統合するために開発された。また、USDのレンダーエンジンであるHydraはPrestoに搭載されていた旧来のレンダーエンジンの後継として開発され、GPUベースでRenderManのプリミティブに対応した。 2016年、PixarはUSDをオープンソースとしてリリースした。 USDライブラリはレンダリング機能を持つシーングラフAPIであるため、OpenSceneGraphなどのシーングラフAPIの代わりとして使用することができる。3DライティングソフトのKatanaはビューポートにおいて従来のOpenSceneGraphベースのものに代わりUSDライブラリのHydraベースのものを採用した。 USD形式は拡張可能であるため、レンダラー固有のマテリアルパラメータのような従来のファイル交換形式 (FBX形式等) では受け渡せない情報を詰め込むことが可能となる。例えば3DレンダラーのArnoldに対応するものとしてArnold USDが存在する。 また、AL_USDMayaでは複雑なリグなどの情報をUSDに詰め込むことも行われている。 USD形式はシーンキャッシュ形式であるAlembic形式の代わりとして注目されている。USD形式へと対応した3DCGソフトウェアClarisseの開発元Isotropixのテストによれば、USD形式の読み込みはAlembic形式の読み込みに比べて50倍高速になるケースもあるとされる。 USD形式はレンダリング中間形式であるRIB形式 (RenderMan Interface Bytestream)の代わりとしても注目されている。今後3DレンダラーのRenderManは中間インターフェースにおいてRIB形式の代わりにUSDベースの新インターフェースであるRILEYを用いる予定となっている。 USDをZIP圧縮したものとしてUSDZ形式が存在し、この形式がARなどに使われている。 USDZ形式へのパッキング/変換ツールには以下がある： USDに付属するusdzip usdz Tools (Apple) - コマンド名はusdzconvert。Xcodeに付属するusdz_converter (非推奨) の後継。 Reality Converter (Apple) Adobe Aero - ARアプリ。usdz形式での出力にも対応している。 StemCell (TurboSquid) - 様々なDCC形式に対応するオンラインファイルコンバータであり、usdz形式での出力にも対応している。 Quixel Bridge (Epic Games) USDZ Converter (ViewAR) - オンラインコンバーター Vectary - オンラインの3Dデザインツール USDZ形式の表示には以下が対応している： ARKit 2以降 (Apple) - iOS向けの拡張現実(AR) SDKであり、AR Quick Look機能がusdz形式に対応している。 以下はUSDに対応するソフトウェア及びプラグインである。 USDView - USDに含まれている単体USD形式ビューワ。 Katana 3.0以降 (Foundry) - ライティングソフトウェア。3.0以降でUSDを使用するようになり、Hydraベースのビューポートが追加された。また、オープンソースのKatana USD Plug-insも搭載しているが標準で無効となっている。 Houdini 18以降 (SideFX) - USDベースのライティング/ルックデブツールであるSolarisが搭載されている。 Maya 2022以降 (Autodesk) - 2020.2以降、MtoA (Arnold for Maya) プラグイン経由でのUSDエクスポートに対応しており、2022以降、Maya USD拡張の搭載によるUSD形式のインポート/エクスポートやHydraビューポートに対応している。 Nuke 13.0以降 (Foundry) - デジタル合成ソフトウェア。12.2以降ReadGeoノードでインポートに対応し、13.0以降Hydraビューポートに対応した。 USD Shell Extension (Activision) - Windows ExplorerでUSDファイルをプレビュー表示できるようにするためのシェル拡張。 Blender 4.0以降 - 2.82でUSDエクスポートに、3.0でUSDインポートに、4.0でHydraビューポートに対応。 3ds Max 2021.1以降 - MAXtoA (Arnold for 3dsMax) プラグイン経由でUSDエクスポートに対応している。また、インポートとエクスポートに対応するUSD for 3ds Maxプラグインも用意されている。 Cinema 4D R23以降 - インポートとエクスポートの両方に対応。またUSDZ形式のエクスポートにも対応。 Modo 14.1以降 - 14.1でインポートに、14.2でエクスポートに対応。 Unity 2019.1以降 - パッケージマネージャーからインストール可能。インポートだけでなくエクスポートにも対応している。 Unreal Engine 4.16以降 (Epic Games) - USDインポータ/エクスポータが内蔵されている。4.24以降はライブ編集に対応するUSD Stageも搭載された。 Gaffer - オープンソースのライティングソフトウェア。シーンリーダー及びシーンライターがUSDに対応している。 Clarisse 4.0以降 (Isotropix) - ライティングソフトウェア。4.0でUSDインポートに、5.0でUSDエクスポートに標準対応した。開発終了。 KeyShot 10.0以降 - 10.0でエクスポートに、10.1でインポートに対応。 CityEngine 2020.0以降 - 2020.0でエクスポートに、2020.1でインポートに対応。 ZBrush 2021.6以降 - インポートとエクスポートの両方に対応 Mari 4.6v4以降 - Mari USD CAPI pluginは元々Pixarの開発したプラグインであったが、その後Foundryが開発を管理するようになった。インポートに対応している。エクスポートは開発中。 以下の映画の製作に使われている： ピーターラビット (2018年) また以下のゲームの製作にも使われている： グランツーリスモ7 ^ Luma Pictures製のUSD-Arnoldプラグイン及びRodeo FX製のOpenWalterプラグインの後継 ^ Katana USD Plug-insは元々USDの公式プラグインであったが、その後Foundryが開発を管理するようになっている ^ USDの公式プラグインも存在したが、プラグインはUSD 20.05で削除された ^ Maya USD拡張（USD for Maya）はオープンソースとなっている。USDに付属していたMayaプラグイン (19.11で非推奨となり、20.02で削除された) とAnimal Logic管理のオープンソースプラグインであったAL_USDMayaの後継に当たる。 ^ 4.0より前はAMD製のBlender USD Hydra Addonが必要であった。 ^ 以前はUnity Technologies Japan製のUSD For Unityプラグイン[1]も存在した。 ^ Overview and Purpose Pixar ^ Computer Graphics World - Edition 2 2020 p.28 CGW Magazine 2020年 ^ UsdSkel Introduction Pixar ^ a b Computer Graphics World - Edition 2 2020 p.25 CGW Magazine 2020年 ^ Pixar Animation Studios Releases RenderMan 22.5 Pixar 2019年5月8日 ^ USD - Change Log Pixar ^ Radeon ProRender updated for 3ds Max, Maya and Blender CG Channel 2018年11月17日 ^ Intel unveils HdOSPRay and OpenVKL CG Channel 2019年6月4日 ^ NVIDIA Omniverse NVIDIA ^ a b c SideFX ships Houdini 18 CG Channel 2019年11月27日 ^ Changelog - 3DELIGHT DNA Research ^ Arnold 6 released CGPress 2019年12月11日 ^ NEW: Octane Hydra | Solaris plug-in beta Otoy 2020年7月22日 ^ RedshiftのHoudini 18.0 / Solaris Hydraプラグインプレビュービルドに関して ボーンデジタル 2019年12月24日 ^ a b hdRstr ray traces thousands of area lights in real time CG Channel 2021年9月14日 ^ Bf-blender-cvs - d350976ba06 - master: Cycles: Add Hydra render delegate Blender Foundation 2022年3月23日 ^ Use Blender’s Cycles renderer inside Houdini with hdCycles CG Channel 2020年8月25日 ^ DreamWorks open-sources its MoonRay renderer CG Channel 2023年3月 ^ Aurora: a real-time path tracing renderer that enables fast product visualizations Autodesk 2022年7月27日 ^ ［GTC 2014］職人芸集団のPixar，NVIDIAのGPUとゲームグラフィックス技術でCG制作環境のリアルタイム化を目指す 4Gamer.net 2014年4月3日 ^ USD: What's the Point, and Why Isn't it Alembic ? Pixar ^ GPU Technology Conference 2015 - Hydra (Video) Pixar 2015年 ^ GPU Technology Conference 2015 - Hydra (Slide) P.3 Pixar 2015年 ^ GPU Technology Conference 2015 - Hydra (Slide) P.8 Pixar 2015年 ^ Pixar open-sources its Universal Scene Description CG Channel 2016年7月27日 ^ Q100393: What's New in Katana 3.0 Foundry 2019年2月14日 ^ a b c Open source release of USDMaya plugin: AL_USDMaya by Animal Logic fxguide 2017年8月19日 ^ a b Isotropix ships Clarisse iFX 4.0 CG Channel 2019年2月1日 ^ Look At RenderMan 22 and beyond fxguide 2018年5月2日 ^ USD Toolset Pixar ^ AR Quick Look Apple ^ Xcode 11 Release Notes Apple ^ a b c d Get free USDZ file converter and viewer Reality Converter CG Channel 2020年1月14日 ^ Adobe’s next big bets are on AR and mixed reality software The Verge 2019年8月9日 ^ StemCell converts 3ds Max, Maya files to UE4 and Unity CG Channel 2019年12月5日 ^ Foundry releases Katana 3.1 CG Channel 2018年11月29日 ^ Katana USD Plugins Pixar ^ Docs » Katana USD Plug-ins » Getting Started Foundry ^ Houdini USD Plugins Pixar ^ a b Autodesk ships Maya 2022 CG Channel 2021年3月24日 ^ See the new features in Maya 2020.2 and Maya LT 2020.2 CG Channel 2020年5月28日 ^ 4.0.3 - Arnold for Maya User Guide - Arnold Renderer Solid Angle 2020年4月20日 ^ Change Log Pixar ^ AL_USDMaya Animal Logic ^ Foundry ships Nuke 12.2, NukeX 12.2, Nuke Studio 12.2 CG Channel 2020年7月22日 ^ Foundry ships Nuke, NukeX, Nuke Studio & Nuke Indie 13.0 CG Channel 2021年3月17日 ^ View USD files inside Windows with this free Shell Extension CG Channel 2021年6月15日 ^ Blender Foundation releases Blender 2.82 CG Channel 2020年2月14日 ^ Blender 4.0 ships CG Channel 2023年11月14日 ^ Autodesk Releases New Version of 3ds Max, 2021.1 Computer Graphics World 2020年6月3日 ^ Autodesk releases USD for 3ds Max in public beta CG Channel 2021年5月13日 ^ a b Maxon unveils Cinema 4D R23 GG Channel 2020年9月9日 ^ Foundry ships Modo 14.1 CG Channel 2020年7月27日 ^ Foundry ships Modo 14.2 CG Channel 2020年11月13日 ^ a b Pixar’s Universal Scene Description for Unity out in Preview Unity Technologies 2019年3月28日 ^ New Tech in VFX: Fall Edition VFX Voice Magazine 2020年10月15日 ^ Universal Scene Description in UE4 Epic Games ^ 10 key features for CG artists from Unreal Engine 4.24 CG Channel 2019年12月15日 ^ SceneReader イメージエンジン ^ SceneWriter イメージエンジン ^ Isotropix ships Clarisse 5.0 CG Channel 2021年5月5日 ^ Isotropix has discontinued Clarisse CG Channel 2023年4月25日 ^ Luxion ships KeyShot 10.0 CG Channel 2020年11月17日 ^ Luxion ships KeyShot 10.1 CG Channel 2021年2月9日 ^ Esri ships CityEngine 2020.1 CG Channel 2020年11月11日 ^ Pixologic ships ZBrush 2021.6 CG Channel 2021年3月2日 ^ a b c Foundry releases Mari 4.6v4 CG Channel 2020年7月16日 ^ 『グランツーリスモ７』開発における USD 活用事例 ポリフォニー・デジタル 2022年8月23日 ピクサー USD 入門 新たなコンテンツパイプラインを構築する ポリフォニー・デジタル