WWDC大會中展示的USDZ到底是個啥

在WWDC 2018大會上，蘋果宣布正在與皮克斯合作，為AR創作提供一個叫做“USDZ”的新檔案格式。並且，Adobe（Creative Cloud）、Autodesk、Sketchfab、Pixar、PTC、Quixel等眾多應用程式都將支持此格式。這個新的檔案格式可以讓開發者將Photoshop和Dimension中的對象帶入AR環境中，而且還能在一個單獨的檔案裡呈現3D渲染的AR內容，與過去的方案相比，更易於分享。

USDZ，實際上就是一種檔案格式，就和txt對應的文字格式、jpg對應的圖片格式一樣。它的一大特點就是可以快速預覽AR檔案，換句話說就是開發者能看到自己編輯的內容（所見即所得），而其推出的目的就是為了簡化訪問、共享AR檔案的訪問。

實際上，USDZ是基於皮克斯的USD工具的，可以這麽說， USDZ就是將多個USD源檔案和渲染對象所需的其它資源（紋理等）不壓縮、不加密地合並成的一個更大的ZIP檔案，一個USDZ檔案就相當於是一個完整的3D模型了。而且USDZ是未壓縮、不加密的檔案，它也允許從外部引用內部的單個檔案，或是在給定的USDZ檔案當中嵌套其它檔案。

USD本來是僅供皮克斯內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。可以說，USD的核心技術已經在皮克斯內部發展了多年，應該已經非常成熟完善的，這次蘋果推出的新格式應該是在這個基礎上，雙方技術合作的結果。

那麽，USD又是什麽？有什麽作用？

USD能夠在電腦圖形影片和遊戲中生成、存儲和傳輸大量的3D數據，被稱為“場景描述”。這其中的建模、著色、動畫、照明、渲染等等應用程式中都有其特定形式的場景描述，從而適應該應用程式的特定需求和工作流程，並且其他應用程式都不可讀或不可編輯。

USD還能夠提供元素資產（例如模型）或動畫的交換。但與其他交換套裝軟體不同，USD還可以將任意數量的資產匯編和組織成虛擬場景，場景和鏡頭，讓它們在應用程式之間傳輸，並使用統一的API編輯它們。USD 為閱讀，編寫，編輯和快速預覽3D幾何和陰影提供了豐富的工具集。

此外，由於USD的核心場景圖和“構圖引擎”不受3D影響，USD可以通過可維護的方式進行擴展。

開發者可以使用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據，就像Photoshop中的圖層構圖一樣。在其中，Variant Sets允許資源創建者使用“變體選擇器”將資源的不同變體捆綁到一個包中，以便後來的資源創建者可以進行編輯，以得到他們所需的變體。

USD提供場景圖級功能，可以大大擴展可編碼USD數據集的類型和規模。可以用於非常緊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分散在多個檔案中，並且重新進行排序並重新定時。

USD也支持 Hydra，Hydra是一個高分辨率，多通道，基於OpenSubdiv的渲染架構。它的後端是一個延遲繪製OpenGL實現，支持預封裝和可編程glsl著色器，同時也支持多個後端和多個前端客戶端。最後，它還為USD場景提供了快速預覽和動畫流媒體的功能。

最後，USD還可以進行擴展，雖然USD主要是作為嵌入式子系統使用，但它所涵蓋的問題的廣度要求它可以沿多軸擴展。USD自帶多個插件。

例如，SdfFileFormat插件，可以讓USD層填充來自任何兼容檔案格式的翻譯數據。像通過Alembic USD插件讀取Alembic檔案也包括在內，USD自己的原生ASCII和二進製格式就是這樣實現的。

USD也有短板。

首先，沒有GUIDS，USD使用文本分層名稱太空來標識其數據，所以它需要通過命名覆蓋與其定義的屬性綁定。因此，當引用資產的內部名稱太空發生變化時，之前在引用資產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來標識數據，然後將覆蓋與定義的基本相同的GUID相關聯。然而，在解決名稱太空編輯問題的同時，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。

另外，USD是一個輕量級的優化場景圖，可以便於製作和高效地提取、描述組合場景。然而，USD場景圖更適合命名太空層次結構和屬性值解析的組合，以及低記憶體佔用太空，而高性能執行引擎則需要高延遲數據訪問和高記憶體佔用太空。

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

在USDZ格式之前，glTF得到了大部分公司（當然沒有蘋果）的支持，然而這次蘋果還是特立獨行，採用了新的格式。有媒體甚至表示，這個在檔案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者和愛好者習慣這個接口和平台，在這之後，硬體的發布也就順理成章。