USD(Universal Scene Description)はPixar社が提供している3Dのシーンを管理するファイルフォーマット/プラットフォームです。
オープンソースとして公開されています。
正式には"OpenUSD"と呼ばれます。
https://openusd.org/release/index.html
API Documentation :
https://openusd.org/release/api/index.html
DCCツール間で3Dモデルやシーンをやりとりする中間ファイルとしての使用、大規模シーンの管理に向いています。
PythonやC++のAPIやビュワー（usdview）、usdファイル変換を行うコマンドラインツールなどが用意されており、アプリケーションに組み込むための機能が豊富にあります。
USDはファイルフォーマットとしてだけでなく、データ構造を表現するシステムとして大きな存在になっています。
iOS/iPadOSのAR(AR Quick LookやReality Composer)でも使用されています。
Omniverseではアセットやシーンすべての標準ファイルフォーマットとしてUSDを使用されています。
USDを使った開発については以下にもまとめ中です。
https://github.com/ft-lab/Documents_USD
USDファイルは、以下のものが存在します。
| USDファイルの拡張子 | 説明 |
|---|---|
| usda | テキストファイル |
| usd/usdc | バイナリファイル |
| usdz | usdファイルとイメージファイルを1つのファイルにしたもの |
usdaとusd/usdcファイルは、テキストとバイナリで異なりますが同じ内容を記載できます。
バイナリファイルのほうがファイルサイズを小さくできます。
usdファイルはテクスチャとしてイメージファイル(png/jpeg/exrなど)を参照します。
複数のusdファイルやイメージファイルをまとめたものが「usdz」というファイルになります。
これは無圧縮のzip形式です。
USDは以下のように記述されます。
以下はusdaというテキストファイルです。
#usda 1.0
def Xform "World"
{
def Sphere "sphere"
{
color3f[] primvars:displayColor = [(0, 0, 1)]
double radius = 1.0
}
}
この場合は、半径1.0(cm)の球を原点の位置に青色で配置します。
def Type名 "Prim名"
{
}
として1つの要素（Primと呼ばれます）が定義されます。
「Xform」は空のNULLノード相当。
その子として「Sphere」の球が配置されています。
Omniverse上では以下のように表示されました。
このとき、"/World/sphere"が「Path」として表現されます。Stage上での絶対パス指定になります。
このPathはUSD内で重複はできません。
もし、同一Pathで形状を作成した場合は上書きされます。
たとえば以下のようにPythonを書いてみました。
Sphereを生成しそのあとに同一パスでCubeを生成すると、SphereはCubeに置き換えられます。
from pxr import Usd, UsdGeom, UsdPhysics, UsdShade, Sdf, Gf, Tf
# Get stage.
stage = omni.usd.get_context().get_stage()
# Create sphere.
pathName = "/World/xxx"
sphereGeom = UsdGeom.Sphere.Define(stage, pathName)
# Create Cube.
cubeGeom = UsdGeom.Cube.Define(stage, pathName)
# Set cube size.
cubeGeom.CreateSizeAttr(10.0)Prim名は記載ルールがあります。
- ASCIIの英数字、アンダーバーで構成 (日本語は使用できません)
- 先頭の文字は、数値を指定できません。
- 同一階層に同一Prim名を指定できません。
例えば、「球体」「9ABC」「AB-CD」などはPrim名として指定できません。
C/Pythonプログラムでの変数名のような命名ルールです。
そのため、これに沿っていない形状名をusdに渡したい場合は、Prim名をあらかじめ変更して格納する必要があります。
Omniverseにこれらのルールに沿わない文字を無理やり入れた場合は、無効な文字は「_」（アンダーバー）に置き換えられます。
OpenUSD 24.03以降はUTF-8の文字列をprim名に指定することができるようになりました。
from pxr import Usd, UsdGeom, UsdPhysics, UsdShade, Sdf, Gf, Tf
# Get stage.
stage = omni.usd.get_context().get_stage()
# Create sphere.
pathName = "/World/半径10cmの球"
sphereGeom = UsdGeom.Sphere.Define(stage, pathName)
# Create Cube.
cubeGeom = UsdGeom.Cube.Define(stage, pathName)
# Set cube size.
cubeGeom.CreateSizeAttr(10.0)
ただし、以下のルールは依然として存在します。
- 先頭の文字は、数値を指定できません。
- 同一階層に同一Prim名を指定できません。